摘 要 蒸汽凝结水中含有大量的热量，如果予以回收利用是十分必要的，这不仅能节约能源、还可降低热水供应系统的运行费用及对环境保护都有重要的意义。文章介绍了河南中烟工业有限责任公司驻马店卷烟厂原5号空调箱内的加热器的改造方案，通过改造原有的空调器达到加热蒸汽凝水的余热利用。文章通过计算改造后的能源多利用量和节能率来证明所设计的改造方案是行之有效的。

关键词 蒸汽凝水；加热器；节能

中图分类号TS4 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）114-0155-02

0 引言

进入21世纪以来，我国的经济呈现一种迅速发展的趋势。但是由于经济发展造成的对不可再生资源的需求量的不断上升，使得能源问题成了关系到国家的兴旺发达的战略性问题，而这一战略性问题往往会使得各个国家之间产生激烈的摩擦。因此，我们应该采取切实可行的措施来解决经济发展过程中能源合理利用的问题、提高能源使用效率。在我国全面建设资源节约型社会的重大进程中，我们要把全面推进资源节约和综合利用工作作为一向战略性部署和重大举措来抓。作为能耗比较大的行业，烟草制造行业有必要利用自身条件大胆改革创新。尽管经过多年来的不懈努力，河南中烟集团驻马店卷烟厂在节能工作上取得了一定的成绩，各项能耗指标均较以往有很大降低，但距离国内领先水平还是有一定差距，能源浪费的现象依然存在。本文简要介绍了驻马店卷烟厂空调箱加热蒸汽凝水的回收利用装置的原理，结构以及效果，对回收利用这些能源、可行性和经济效益进行了简要的分析。

1 现状及分析

在现代经济的发展过程中，各种工业领域例如石油、造纸、橡胶、陶瓷、化工、发电等都广泛的应用蒸汽这一热能的载体。蒸汽是一种热能传递的常见介质，它可以将产生的热能输送至各种工艺设备中，并且通过对物料或着其它介质的直接或者间接的加热，，以满足采暖、各种工艺过程的加热、干燥、加湿等不同需求。在蒸汽的使用和利用过程中，我们要求蒸汽的压力要比大气压大，所以当蒸汽在各种工艺设备中释放汽化热量变为几乎为压强温度基本相等下的饱和凝结水之后，该饱和的凝结水所具有的热量可以达到总热量的20%-50%左右，并且在凝结水形成的过程中温度、压力越高，凝结水所具有的热量就越多，占蒸汽总热量的比例也就越大。对于凝结水本身来说，由于它具有产生温度高、水质好、不需要进行软化处理的优点，在其应用的过程中可以将蒸汽直接输送回锅炉里面或者通过和补给水进行换热操作之后进入水处理装置。经过上述的处理过程之后，不仅可以降低补给水的用量，而且还可以节约燃料和水处理的费用。由以上不难得出，对蒸汽凝结水所释放出的热量进行100%的回收具有很大的节能潜力。

随着经济和科技的不断发展和进步，包括含有管网设计技术及有关的电控技术、耐高温输送水泵与防汽蚀技术、疏水器技术在内的凝结水回收技术得到很大的进步，这使得一些过去被大多数人认为比较难回收利用凝结水的领域和行业现在也能正常地回收利用。

但是即使目前阶段蒸汽凝结水回收利用技术得到了长足的发展和进步，此行业依然面临着一对无法避免的矛盾，这对主要矛盾包含首先要尽最大可能来提高蒸汽凝结水回收过程中的温度，以便提高其余热的回收利用率，其次要求在回收过程中尽量不要影响原有生产过程。为了解决以上矛盾我们有必要在蒸汽凝结水回收方案的制定过程中，恰当地找出一个可以平衡上述矛盾的点。这样就可以在不影响蒸汽凝结水的排放过程中来提高其余热的回收利用率。

河南中烟集团驻马店卷烟厂通过对车间内的空调箱进行改造，达到了节约能源、提高能源使用效率的作用。车间内原5号空调箱内有两块长3.4m，高1.6m的加热器，内部通入蒸汽介质进行空调系统加热，每小时可以提供12万立方米的热风。蒸汽循环后形成凝水直接排掉或回收到一个水箱中做他用，这样既造成了资源与能源的浪费，又污染了环境。5号空调箱凝水出口温度在120℃左右，富含大量热能，如果加以利用，不仅可以减少能量的流失，而且可以节约大量的蒸汽资源。如果不回收或者回收利用极少的蒸汽凝结水，这样不仅会浪费大量的热能，而且会浪费用热设备在运行过程中产生的大量的软化水。

2 空调加热蒸汽凝水余热利用装置介绍

根据多年的实践经验，驻马店卷烟厂相关工作小组对5号空调箱内的加热器进行改造，长度不变。上面三层加热器连在一起，内部流通的介质为蒸汽，经一个疏水阀后流到下层凝水加热器，凝水在下层凝水加热器内循环后排出机组，温度为29℃～39℃。

节能情况：空调设计加热量最大每小时消耗3.6吨蒸汽（绝对压力0.3mpa，温度133℃），原凝水出口温度110-127℃，改造后凝水温度29℃～39℃。

按每小时加热量为1吨蒸汽，能源多利用量为：

1000kg×（110-39）℃×4.2KJ/kg.℃=298200KJ

节能量：

298200KJ/[1000KG*2260KJ/Kg+1000*（133-110）*4.2KJ/Kg.℃]*100%=12.6%

由上述公式的计算结果不难看出我们可以通过对蒸汽凝结水加以回收利用来保证用热系统的安全可靠性，并且减少回水过程中热量的损失，这样就可以降低使用过程中的能量消耗费。

现在对回收利用蒸汽凝结水的效益进行估算，具体估算过程如下所示：

1）计算回收凝结水的热量，假设自来水水温为39℃，回水的温度为110℃。则每吨回水可利用的热量为298200KJ，如果此时的热效率为100%，则可以把这么多的热量折合成约9.5kg标准煤燃烧所释放的热量；

2）假设驻马店地区的自来水费用为每吨3.0 元，每千克标准条件下的煤可以换算成1.4kg的 原煤，原煤的价格按照每千克 0.24元来计算，自来水的处理损失率取20%；

3）假设处理每吨的锅炉水需要的费用为11.0 元。

则每回收一吨凝结水可以节约资金约：

0.24×9.5×1.4+11.0+3.0×1.2=17.79 元

3 空调加热蒸汽凝水余热利用装置组成部分

经过相关工作小组改造后的5号空调箱内一共含有四层加热器，长度和原来改造之前的空调箱完全一致，为3.4米。这四层加热器中包括三层蒸汽加热器和一层凝水加热器：其中上面三层为蒸汽加热层，每块高度为0.9米；下面一层为凝水加热器，高度为0.5米。即蒸汽加热层的高度总共为2.7米，而凝水加热器层的高度总共为0.5米，二者的高度比例约为5.4：1。这一比例是根据加热量大小或相对伟度的不同使其较合适的高度比例范围为5：1-6：1来选择的。上面三层蒸汽加热器连在一起，经过一个疏水阀与下层的凝水加热器相连。下图所示是空调加热蒸汽凝水余热利用装置的改进方案图：

由上图可知本装置的重点结构除了三层蒸汽加热器和一层蒸汽凝结水加热器之外，就是与两种加热器相连接的蒸汽凝水阀。而整个系统的设计关键，就是要根据系统要求来选择正确的蒸汽疏水阀，并对其进行合理的配置设计。经过查阅相关蒸汽凝水阀的介绍和使用手册，我们不难知道使用蒸汽疏水阀就是为了尽快把空气、二氧化碳和水等积累在蒸汽系统中的不具有凝结性质的气体尽快地排除到系统之外，并且通过蒸汽凝水阀来自动阻止蒸汽的泄漏。蒸汽疏水阀的相关使用和介绍手册中主要提到了一下三种疏水阀。在选用疏水阀的过程中我们主要比较这三种疏水阀的经济性和可利用性。

三种主要蒸汽疏水阀的经济性和可利用性比较：

1）传统机械式：这种疏水阀的结构类似于一个倒置过来的桶型。它可以承受较高的背压，并且在工作状态下可以排出饱和水。这种疏水阀属于比较传统、简单、价格比较便宜的疏水阀系列；

2）热静力式：它在工作状态下有一定的过冷度（一般为 20℃左右），能够比较充分的回收和利用蒸汽凝结水产生的热量；

3）热动力式：由于这动力式疏水阀其结构类似于一种圆盘，这种结构特点和工作原理使得它自身只能在较低的背压条件下工作，并且在工作工程中它的蒸汽泄漏率大。根据长期运行的时间表明，其平均蒸汽泄漏率约为 15%左右。

4 空调加热蒸汽凝水余热利用装置的特点

本文所述的空调加热蒸汽凝水余热利用装置属于凝水回收系统中的开式回收系统。由于这种系统具有设计原理简单易理解，适用范围比较广，投资成本较小，设备结构简单，操作方便的优点；所以这种系统在中小型的用热企业和大型企业的系统改造利用过程中使用的比较广泛。在该开式回收系统运行的过程中，为了降低热能污染和能量的损失，我们要尽量减少蒸汽的冒汽量。

经过改造之后的空调加热蒸汽凝水余热利用装置相比之前的装置比较节能效果十分显著。每消耗1吨蒸汽，至少可以节能298200千焦。单台空调的节能量约为12.6%。

在石家庄以南地区较为实用，且适应于有回风的空调系统。

5 结论

蒸汽凝结水回收利用技术是一项发展速度比较快的热能回收利用技术，由于现在经济的高速发展使得企业之间存在着比较激烈的竞争，凡是大量采用蒸汽间接加热设备的企业都希望通过对蒸汽凝结水加以回收利用来降低企业的运行成本，提高企业的生产运行效率。可是在实际应用过程中，一些技术上面的不足例如蒸汽疏水阀的质量和安装问题等极大地影响了蒸汽热能回收再利用的效果。文章中所介绍的河南中烟工业有限责任公司驻马店卷烟厂设计的空调加热蒸汽凝水余热利用装置对凝水的回收是十分必要的，这对于节能、节水及环境保护都有重要的意义；这一装置可以最大限度的利用资源，降低能源消耗，对厂里的节能减排工作产生了积极的影响。并且这种设计装置已获得国家实用新型专利，专利号：ZL201320179694.0。

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