（河南中烟工业有限责任公司黄金叶生产制造中心 河南郑州 450000）
摘要：蒸汽是生产、生活中常用的热源，尤其在工业领域中应用十分广泛。蒸汽在各用汽设备中放出汽化潜热后产生凝结水，而蒸汽热量约有20%存在于凝结水中。烟厂是耗能大户，在目前国家大力推行节能降耗减排及市场激烈竞争的大环境下，建设节约型社会是中央明确提出的一项重要决策，因此在烟厂开发、推广、应用“余热利用、节能降耗、能源计量管理”中有着十分重要的意义。
关键词：蒸汽锅炉；冷凝水；零排放技术
1引言
目前我国在用工业蒸汽锅炉总量达50多万台，平均冷凝水回收利用率仅为20%左右。若按照每台锅炉蒸发量3t/h，年平均运行250d，平均冷凝水回水和补水温差65℃计算，每年冷凝水排放热损失为6711万t标准煤。工业蒸汽锅炉冷凝水回收利用率若提高至80%，则每年可节约5038万t标准煤;同时从降低排污率、减少排污热损失方面，据测算锅炉排污率每降低1%，全年又可节省燃料几百万t标准煤。因此，如果对蒸汽冷凝水进行充分地回收利用，将产生极大的社会、经济和环境效益。
2冷凝水的危害
天然气的主要成分为甲烷（约占90%），其燃烧时的化学反应方程式见式（1）。
CH4+2O2=CO2+2H2O（1）
由此可见，天然气锅炉烟气中水蒸气含量（体积分数）较高，同时，燃烧过程中会产生大量的CO2和NOx，这些气体在锅炉内与冷凝结露的H2O发生化学反应生成相对应的酸，见式（2）、（3）。酸性冷凝水对锅炉本体具有腐蚀性。
CO2+H2O→H2CO3（2）
NOx+H2O→HNO2+HNO3（3）
在锅炉刚启动或低负荷运转时，天然气所产生的烟气温度低于60℃，此时烟气中的水蒸气凝结成大量的水，留在锅炉内部，给锅炉带来潜在危害。目前，在许多燃气锅炉设计之初，锅炉冷凝水的排放问题往往会被忽略，当冷凝水从锅炉内部泄漏时，会认为是由锅炉本体漏水或锅炉房管道漏水造成的。出现问题后，有的单位只是简单地增加管道，直接将冷凝水引出到排污系统，造成资源的浪费；有的单位在锅炉低温区简单地增加冷凝水排放装置，但由于收集孔数量较少或收集孔过小而容易被堵塞，时间一长，漏水的问题也就暴露出来了。
3冷凝水回收系统方式
在工业生产行业，通常需要蒸汽来对物料进行间接或直接加热，供热系统生产的蒸汽量一般都远远大于加热实际需要的蒸汽，蒸汽在通过物料或换热器后高温冷凝水和乏汽会直接排放到下水道和空气中造成浪费，同时高温冷凝水、乏汽及二次闪蒸汽排放时会影响视线，易发生烫伤事故，对现场管理也带来诸多不便。为了蒸汽供热及凝液系统运行的安全、高效、节能和环保，就必须解决好蒸汽冷凝水回收利用问题。蒸汽冷凝水回收系统一般分为开式回收和闭式回收系统，开式回收系统安装简单便捷，对上游用汽设备影响小，但易受外界环境影响，噪声大，冷凝水易被污染；闭式回收系统虽然效率高，热损小，但易发生汽水共存现象，易发生汽阻等安全问题。根据某公司生产用汽的实际情况，采用开式回收系统。该冷凝水回收系统是将通过换热器的冷凝水和乏汽一起回收到冷凝水收集箱，在收集箱内设置水位传感器，在水位达到上限时，循环水泵自动启动，将收集的热水经过滤器后送至保温水箱。冷凝水收集箱设置密封盖和保温夹套以降低热损耗，提高热回收率，同时能够减少二次污染；收集箱的基础和进水、汽管路基础分离，减少震动以降低噪音污染。合理利用冷凝水及其余热，不仅可以有效减少其他燃料的消耗，降低新鲜水的使用量和污水处理费用，从而提高工矿企业的经济效益，同时还是企业实现节能降耗的有效手段。但是，不同行业在生产过程中产生的冷凝水水量不同，其温度和压力也不相同，因此采用的冷凝水回收工艺和设备有很大的差别。
3.1开式回收系统
开式回收系统的冷凝水收集水箱与外界相通，使不同压力的蒸汽设备所形成的冷凝水通过一条或多条回收管路进入收集水箱，再用水泵将冷凝水抽入蓄水池，进行软化、脱碳、除氧处理后用作锅炉补给水。该系统的特点是投资相对较低，冷凝水的温度较低，排放闪蒸汽，受污染程度高。
3.2半开放式回收
半开放式回收是指将冷凝水通过回收管理引入水箱，通过加压泵将其输送到除氧器内，利用除氧器进行冷水软化，热水混合，然后进行预加热，通过水泵供给锅炉，以此来实现热能的有效利用。缺陷：虽然这种方式密闭较好，但是除氧器却是半开放容器，依然存在热能量浪费的问题。
3.3闭式回收系统
不管是冷凝水管网系统，还是冷凝水收集系统，整个闭式回收系统在高压下运行，冷凝水回收过程中不与大气接触。冷凝水通过专门设计的防汽蚀水泵输送到锅炉房热力除氧器中，无需进行软化、脱碳和除氧处理，可直接回用。闭式回收系统的特点是投资相对较高，很少排放闪蒸汽，回用后温度很高，余热可以再利用，干净无污染。闭式回收系统工艺流程如图1所示。
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图1 闭式回收系统工艺流程图
4蒸汽锅炉冷凝水零排放技术的应用
4.1化学药剂法
提高冷凝水的pH值，可以减少对设备、管网和回收系统等的腐蚀，减少冷凝水中的铁杂质，降低锅炉铁垢结速率。目前通常采用是添加化学药剂的方法。通过添加化学药剂，使金属管道内表面钝化，并在管道表面形成疏水性保护膜，从而抑制水中的CO2与溶解氧对管道的接触和腐蚀;同时，化学药剂还能使冷凝水呈碱性，进而防止金属的酸腐蚀。但这种方法常常达不到预想的处理效果。其原因很多，有系统本身的问题，也有特定工艺造成的，总之加药处理的效果不是很稳定，而且其运行费用也很高，整体经济效益不理想。
4.2除铁过滤器
冷凝回水的温度较高，运用传统的过滤方式很难达到预期目的，存在着诸多的问题。第一，在除铁过程中，因为冷凝水温度过高，滤材在高温条件下会释放一些硬度，导致回水硬度过高，无法回炉直接使用。因此，必须在过滤后增加适合高温条件的软化系统。这样在无形中了增加费用，使系统运行过程复杂性增大。第二，反洗是过滤系统能稳定运行的基本保证。反洗时要求滤料的膨胀率高于50%，否则系统不能清洗干净，会降低过滤效果。同时，要提高反洗效果，达到反洗要求，反洗的水流速度，压力都要很高，水量要达到过滤总水量的5-10%。因此需要配备压力很高的供水系统。这对于有固定软化水供水量的系统，很难实现这多余的反洗水量的供给。
5结束语
总而言之，蒸汽冷凝水理论上是纯净蒸馏水，但不论是开放式还是密闭式回收系统，冷凝水回收运行中存在一个共性问题：即回收的冷凝水呈酸性、全铁含量超标。利用其作为锅炉补给水后，锅炉容易出现腐蚀、产生氧化铁垢沉积等现象，影响锅炉安全运行。随着新技术和新产品的不断出现，现有的一些冷凝水回收系统也在不断的完善和发展，其适应性也在逐步的增强，但在实际工作中，该项技术的利用率较低，如果政府及广大企业用户能够充分意识到其优势，合理的加以利用和引导，其不仅仅是对一个企业产生直接的经济利益上的节约，而会由点到面，在水资源、能源、环保等多方面产生深远的影响。
参考文献
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