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蒸汽冷凝水回收项目实施过程及运行中化水人员必须注意的几个要点设备部热力车间刘中峰2013728一，为什么会做这个项目•1,2012年，公司组织个部门开张QC小组活动，热力车间组成了以节能、安全、环保为主题的QC小组。2012年，我们开展了四次活动---除尘器冲灰改造、冷却水除氧器冷凝水回收、除氧器自动控制投入、锅炉自动控制投入。四个项目，成效显著，所以我们倍受鼓舞，决定2013年有新的突破。•2，由于在锅炉安装过程中，受各种条件的限制，当时没有实现蒸汽冷凝水回收利用。•3，改造前汽水流程除盐水池→除氧器→锅炉→动力站→车间用气设备→动力站→余热利用→生活利用→外排2•4，如果改造成功，水汽循环系统会成为•除盐水池→除氧器→锅炉→动力站分配•↑↓•动力站回收利用←车间用气设备•这样进入锅炉的水，循环利用，除盐水只是作为锅炉用水的补充。•前景广阔意义重大•但是，这个项目的实施，需要较大的资金投入，需要动力车间的配合，回水水质是否理想，我们的技术条件能不能处理，回水量有多少，我们心里都没底气。所以决定三步走：务虚——前期技术准备；务实---实地考察水质状况和回水量，测算投资回报率，确定回收工艺；落实----报请公司批准，进入实施阶段。二，务虚阶段5•1，用蒸汽冷凝水作为锅炉补给水的好处•1）利用蒸汽冷凝水较高的温度---一般60到90℃，提高锅炉给水温度，节约燃料效果明显。•2）蒸汽冷凝水一般可以达到锅炉补给水量的40-80％，降低除盐水制水量。•3）蒸汽凝结水水质纯净，降低锅炉排污率，提高锅炉热效率。•4）利用蒸汽凝结水，可以减少除盐水的用量。2，利用蒸汽冷凝水的不利因素1）蒸汽冷凝水中含有游离的CO2气体和溶解氧。我们给锅炉提供的除盐水，虽然通过加氨处理，消除了给水中的CO2。但是，除盐水中，依然残余碳酸氢根碱度，碳酸氢根，进入锅炉以后，受热分解成水和二氧化碳，二氧化碳气体会随着蒸汽一起释放出来，溶解到蒸汽冷凝水中，形成碳酸，。PH值小于7，偏酸性。我们的除盐水，进入锅炉之前，虽然经过了热力除氧器除氧，但热力除氧器的除氧精度，为0.05毫克∕升，仍然会有氧气溶解在凝结水中。如果凝结水回收系统不密闭，空气中的氧也会溶解到冷凝水中。酸腐蚀与氧腐蚀共存，对回收管道和设备，腐蚀能力加强，不容忽视。•2）凝结水中含有铁离子和铁的氧化物。•由于蒸冷凝水中含有溶解氧和二氧化碳气体，会对凝结水回收设备，管道阀门产生腐蚀：•2CO2+2H2O+Fe=Fe(HCO3)2+H2↑•(酸腐蚀）•Fe(HCO3)2=Fe(OH)2+2CO2↑•(酸腐蚀产物分解）•4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3•(酸腐蚀产物的氧腐蚀）•2Fe(OH)3+热量损失或者压力降低=Fe2O3↓•因此，蒸汽冷凝水中含有一定量的铁离子和铁的氧化物。•3）凝结水中含有硬度。•有些行业，加热、冷却是间断进行的，蒸汽冷凝水中含有冷却水；阀门管道泄漏也会导致钙镁离子进入凝结水中。•从以上三点可以看出，蒸汽冷凝水PH值小于7，含有溶解氧，会对给水系统、锅炉产生腐蚀；含有铁的氧化物和铁离子，会产生堆积和腐蚀；含有硬度，会产生结垢而影响锅炉热传递。•2）凝结水中含有铁离子和铁的氧化物。怎么消除这些危害呢？我们准备了以下方案：3，冷凝水杂质处理的解决预案1）给水PH值调节，消除二氧化碳产生的酸腐蚀。方法是在给水中加入碱性物质，中和有二氧化碳溶解产生的碳酸。消除酸腐蚀。常用的药剂是氢氧化钠和氨水。由于氨水具有挥发而不宜分解的特点，一个加药点加氨水，可以使氨水密布于整个汽水循环过程中，对整个系统起到保护作用，因此，选定氨水。给水PH值必须达到8-9.5，尽量接近于上线。•2）深度除氧。前面说过，虽然我们有热力除氧器，但其除氧能力只能达到0.05毫克∕升。要想把溶解氧赶尽杀绝，必须借助化学法•化学除氧剂，种类繁多，最早应用于锅炉除氧的是亚硫酸钠，它价格便宜实用方便，但是亚硫酸钠除氧的产物是稳定的硫酸钠，增加了锅水中溶解固形物的含量，恶化了水质，增加了排污量；现在应用比较广泛的是联氨。联氨不会产生可溶性盐类，具有钝化性，可以提高PH值，保护锅炉。但是其毒性较强，是致癌的可疑物质。挥发性强，易燃易爆。在很多国家被放弃使用。•新型的除氧剂--二甲基酮肟。•较宽的温度压力适用范围，除氧性能好。既可以用于给水除氧，又可以用于停炉保护；对金属具有缓蚀和钝化作用。缓蚀，顾名思义减缓腐蚀。钝化，就是降低金属的活泼性，降低其与汽水反应速度；很好的挥发性，能存在于整个汽水循环过程中；分解性好，不产生溶解性盐类；低毒性好话说了一大堆，它就没有缺点嘛？有-----价格相对较贵。但对于锅炉安全，节能及对人体健康而言，这个缺点可以接受。•3）除铁处理。•铁及铁的氧化物，具有腐蚀性而且容易结成铁垢。怎么把它去除呢？方法也很多。从经济性及可操作性来讲，我们准备的方案是曝气法和接触催化法相结合的方法：•除氧器空气•↑↓•冷凝回水→换热器→水泵→射流器→锰砂过滤器→除氧器•↑•除盐水•注意一点：无论采取哪种处理措施，必须提前做小样实验•换热器的作用是加热除盐水，提高热力除氧器的运行稳定性；降低蒸汽冷凝水温度，提高下一步处理的可操作性。•水泵的作用是为射流器提供动力。•射流器的作用是增加蒸汽凝结水中的氧含量，为除铁提供富氧环境。•锰砂过滤器的作用一方面是作为氧和铁及铁的氧化物反应的催化剂，同时起到机械过滤作用，防止腐蚀产物进入锅炉。•4）去除硬度。•对于冷凝水中含有硬度的处理，一般根据硬度的大小，处理费用的多少来确定处理方式。我们决定，如果硬度大于1.0mmol∕L,就采用离子钠交换法；如果硬度小于1.0mmol∕L,可以通过投加复合阻垢剂进行锅内处理。这两种处理方式，我们都很容易完成。•基础性的技术工作做好了，下一步进入务实阶段三，务实阶段•1，取样化验。•我们到动力站，对两个回收水箱取样，并送到垦利县自来水公司委托化验，结果令人惊喜——含铁量0.3毫克∕升到0.5毫克∕升，高于锅炉给水标准但低于GB1576-2008锅炉回水水质标准；硬度接近0.回水温度70℃。•2.落实回收量。•现场和动力站王智慧经理交流，当时回水量在5-6吨，预计下半年达到每小时8吨。•3，经济性估算。•除盐水价值。按照当时除盐水每天用量390吨，配套功率65千瓦∕小时，反渗透回收率75％，再加上药剂费，加热蒸汽费用。每吨除盐水的制水成本是9.07元。•冷凝水的热量价值。冷凝水远期回收温度为80℃，自来水年平均温度按20℃，蒸汽市场价格220元∕吨，锅炉热效率为80％。其热值价值为25.52元∕吨•蒸汽凝结水的综合价值=9.07+25.52=34.59元∕吨。•年度回收利用效益•34.59元×8吨∕小时×24小时×300天=1992384元•按当时产气量计算，做保守估计每年节约资金150万元。但随着产能不多扩大，回收率逐步增加，效益前景非常可观。•4，根据回水水质和水量确定回收工艺。•1）根据回水水质化验结果，不考虑除铁除硬度措施。•2）增加氨水在除盐水中的投加量，消除整个系统中的酸腐蚀。•3）在热力除氧器之后，增置除氧剂加药装置。•4）为降低给水浊度，保证给水水质，回水进入热力除氧器之前，加设过滤器。•5）回水管道上，设置涡街式流量计。•6）回水泵采用自动控制方式。•5，申报技改项目。•我们把考察的蒸汽冷凝水水质、回水量、回收工艺、预计投资、效益测算、实施计划逐级上报，很快得到设备部和公司的肯定和支持。并要求抓紧时间落实整改。•6，项目实施。•4月份落实申报设备材料；5月至6月中旬材料采购；7月24日前安装；7月25日投入试运行；8月1日正式运行。•说明一点，我统计的回收水量和现场流量计显示不相符，是因为涡街流量计设计流量是15吨到20吨每小时，现在的流量较低，显示不准确。要想显示准确，就要对流量计前后管道缩径，不利于以后系统的运行。我统计的数字是根据本系统投入运行以后，化水车间每班少用的自来水量计算的。最直观的是，我们现在平均每班比原来少用100到120吨自来水，根据反渗透产水率，每班少用80余吨除盐水。（通过系统投入运行前后各九天的数据统计，印证了回收量）•之所以做这个说明，表明咱是在讲事实而不是讲故事。四，项目效果•1，本系统与2013年7月25日上午安装完成，随即投入试运行。•2，回水水质纯净，硬度接近为0，目测无色变。•3，回水温度70℃左右。（预计的是80℃）•4，每小时回水10吨左右。•5，每天回收240吨，按调整后的凝结水价格算每天节约资金7000余元，效益明显，长远效益更是令人鼓舞。五，系统运行中，化水人员必须做好的几项工作•1，除盐水加氨•以前，我们也强调除盐水加氨，主要是为了保护给水管道和给水泵。蒸汽凝结水系统投入运行以后，加氨的目的则主要是消除酸腐蚀，保护整个汽水循环过程。所以，要求，加氨必须充足，除盐水PH值必须接近9.5。•2，热力除氧器后加除氧剂。•前面已经说过，加除氧剂的目的是深度除氧，消除溶解氧对锅炉、蒸汽管道、用气设备、回水管道的氧腐蚀；加的药剂是二甲基酮肟；加药箱的容积是半吨，加药泵的流量控制在每小时10升；加药量根据药剂浓度、除氧器后残余氧浓度确定。每两小时对加药装置巡检一次，容药箱水位下降状况，观察氧量显示，作好记录。当有异常情况出现时，迅速作出有效的处理。不能独立处理的，我们共同解决。•3，锅炉水碱度保持较高水平运行。•GB1576--2008，对碱度的要求只有上限，没有下限。我们为了降低排污率和加药量，只要保证PH值达到10以上就行。现在，为了减少汽水系统，特别是锅炉的腐蚀，减少回收中杂质，要求碱度在标准范围内保持高位运行，也就是酚酞碱度接近5mmol∕L,全碱度接近8mmol∕L.调整的办法是锅内加药中，调整氢氧化钠的用量。•4，继续做好锅内磷酸盐处理。•这个工作一直在做，这里再强调一下。磷酸三钠一方面是作为软化剂，防止锅炉结垢；另一方面是可以形成并保持锅炉金属表面有一层完整的磷酸铁保护膜，减缓锅炉腐蚀，增强回水的纯净。•5，保持适当的排污量•咱们单位的锅炉，设计排污量是5％，内部控制最大排污量是2％。•连续排污的控制量•现在锅炉蒸发量是每小时25吨左右，连续排污量按1.5％计算，每小时排污量是375升，用我们500毫升的取样杯去计量，是750杯子。也就是说，接近5秒，取样器出水要注满500毫升取样杯。•定期排污•定期排污，还是每天早八点以后，根据化验结果进行。要求是每个排污阀开启3到5次，每次5秒。•为了配合我们的蒸汽冷凝水回收，动力站准备对回水冷凝塔进行改造。改造完成以后，我们的回水量，回水温度，回水质量将会有很大的提高。•综上所述，凝结水改造是一个好项目-------改造成功，运行效果明显，经济效益非常可观。但是，这个系统要想发挥其现实的、长远的效益，关键在于在座的我们这几个人。因此，做好我刚才所讲的五个方面的工作，非常重要。•希望我们共同努力，管好用好凝结水回水系统，保证锅炉的安全、经济、平稳运行。谢谢大家