蒸汽冷凝水回收利用难点及处理措施

一、锅炉蒸汽冷凝水回收的意义

冷凝水的品质远高于软化水，接近纯水，是优质的热源给水。加以利用会明显减少锅炉燃料消耗，减少软化水量，降低蒸汽生产成本，并且由于锅炉的水质改善，还会减少锅炉的排污热损失，提高锅炉的效率，是锅炉供热过程中节能节水的有效措施。

一般蒸汽冷凝水回收时平均温度为60-80℃，锅炉补给水平均温度一般为10-30℃，利用蒸汽冷凝水代替锅炉软水作为锅炉补给水，无疑提高了锅炉补给水温度。400C-700C 的蒸汽冷凝水中含有40-70 大卡/ 公斤的热量，回收利用就是节约能源，采用蒸汽冷凝水保护剂后，蒸汽冷凝水回收率可以在80% 以上，并且回收水质符合GB1576《工业锅炉水质》要求。如果保证换热器内蒸汽管道和冷凝水回收管道不泄露，几乎可以使锅炉水汽系统成闭式循环，锅炉排位率为零。

二、某厂锅炉使用现状

某厂现有燃气燃油两用蒸汽锅炉两台，蒸汽主要用于生产和空调使用，锅炉产1 吨蒸汽水耗约在1.5吨，高于其他锅炉1.1-1.3T的标准，目前该厂凡是通过换热器而产生的蒸汽冷凝水基本上作为锅炉补给水回收使用。但是还有很多蒸汽冷凝水因被污染未能回收使用，从目前的现状来看，冷凝水回收尚有潜力可挖。如果能充分地利用回收的凝结水，必将获得巨大的效益。对处于X地区的一个现代化企业，从某种意义上来说，节约用水、节约能源和保护环境的社会效益甚至可能要超过直接得到的经济效益。

三、锅炉蒸汽冷凝水回收利用存在的难点及处理措施

冷凝水回收有如此大的效益，但回收蒸汽冷凝水存在的难点有二点，一是冷凝水汇集点压力不一致，如果压力不一致，因压差使得冷凝水的回收系统运行不畅，带来前端设备疏水和热交换不充分。二是冷凝水的水质，如果是凝结水中铁离子含量较高，不但易造成锅炉结生铁垢，而且会增加锅炉的腐蚀，影响锅炉的安全运行。

对于汇集点压力不一致的问题可以采用压力等级相当分类收集回收利用。按照蒸汽冷凝水回收压力大小分类集中汇集回收，防止因为压力不一致导致回收不完全的现象。

冷凝水水质是影响锅炉安全运行的重要因素之一，因此，对于冷凝水的水质处理尤为重要。冷凝水回收管道的金属腐蚀主要是因为蒸汽冷凝水系统中的CO2 及O2 所引起的。CO2 和O2 主要来自锅炉补给水，在理论上除氧器应将游离CO2 全部除去，但给水中经常有一定量的游离CO2 及O2 存在，并且给水中含有的碳酸化含物：CO32- 和HCO3- ， 进入锅炉后会部分分解，放出CO2 ：

（1）2HCO3- → CO2 ↑ + H2O + CO32-

（2）CO32- + H2O → CO2 ↑ + 2OH -

生成的CO2 被蒸汽带出锅炉，随蒸汽一起经管路送至用热设备，蒸汽换热后产生的冷凝水中就有了游离CO2 存在，CO2 会使冷凝成水或在湿蒸汽显酸性，水中CO2 虽然只显弱酸性，但由于蒸汽一般都比较纯净，冷凝成水后缓冲性很小，少量的CO2 就会使其pH 值显著降低。如当每升纯水中溶有1mg CO2 时，水的pH 值便可由7.0 降至5.5 左右。值得注意的是，弱酸的酸性不能单凭pH 值来衡量，因为弱酸只有一部分电离，随着腐蚀的进行，消耗掉的H+ 会被弱酸继续电离所补充。

（3）CO2 + H2O → H+ + HCO3-

大量现场检测数据表明蒸汽通过换热后冷凝水PH 值一般为5.5--6.0。游离的CO2 腐蚀性受温度影响较大，当冷凝水温度高时，碳酸的电离度增大，会大大促进腐蚀，钢材受CO2 腐蚀而生成的腐蚀产物是可溶的，在金属表面不易形成保护膜，它的腐蚀特点是使金属减薄，产生铁的腐蚀物。

（4）2H2CO3 + Fe → Fe(HCO3)2 + H2

金属腐蚀速度取决于温度与CO2、O2 浓度，当PH ＜ 6 时，碳钢在冷凝水中腐蚀速度与碳酸浓度成正比，PH 值度较低时腐蚀产物可溶解，从而使冷凝水被大量铁离子污染。同时溶解氧对系统管路的腐蚀也是不可忽视的。冷凝水中的O2 是随蒸汽带来的。它的腐蚀产生物是Fe3O4 与FeO 及含水氧化物的生成物，它会使钢管产生腐蚀坑。当冷凝水系统中同时存O2 与CO2 时会使钢的腐蚀更严重，CO2 使水呈微酸性破坏管路保护膜，随着O2 含量增加会使钢管呈或大或小的溃疡状态，使腐蚀加快，结果是冷凝水呈砖红色、铁含量大，钢管穿孔。常见的蒸汽管道和冷凝水管道腐蚀穿孔就是这个原因。

根据冷凝水铁离子含量高的原因分析，造成腐蚀的原因主要是水中含有CO2 和O2。（1）采用闭式冷凝水回收系统进行回收。（2）冷凝水回收系统药物处理，可采用投药的方法促进金属管路内壁表面钝化的方式，使金属管道内壁形成一层有效的保护膜，隔离呈酸性的冷凝水与水中含有的游离O2 与金属内壁接触；同时药剂能使进入冷凝水管路的冷凝水呈碱性而防止金属酸腐蚀。（3）冷凝水回收系统管道采用不锈钢管道，可有效防止CO2 和O2腐蚀给冷凝水中带入铁离子进入锅炉。

采用在锅炉水汽系统投药的方法可使冷凝水含铁量降到每升0.1 毫克以下，并且碱度、PH 值、硬度、氯根均符合给水标准，炉水品质完全可以比回收前提高，并且可以降低排污率，水处理设备用盐量也会大幅度下降，因为锅炉给水主要部分采用了冷凝水，水处理设备制的软水只做为了锅炉需要的少量的补充水。

锅炉蒸汽冷凝水保护剂为液态，通过活塞泵将药投入锅炉给水管道中或分汽缸输出管路中随蒸汽进入管网。另外，锅炉用户应采取措施保证冷凝水管道都充满水（注意：冷凝水回收管道一定要插入水箱水位线以下，或者全部密闭回收，以保证空气不进入管道内），防止氧气进入；目的是防止冷凝水中溶解氧含量高而被腐蚀，提高冷凝水管道使用寿命。在冷凝水管进入给水箱或凝结水箱之前应设置旁路排放阀和取样点，冷凝水经常取样化验，可及时发现系统泄漏并及时处理，避免给水受污染，确保锅炉安全运行。