蒸汽冷凝水回用的7个优势与2个挑战和5个解决措施

蒸汽冷凝水回用的7个优势与2个挑战和5个解决措施摘要：高温蒸汽系统凝结水直接回收到锅炉循环利用，可以提高锅炉给水温度，提高锅炉出力，减少锅炉排污量，节省水资源，节约燃料能源，实现锅炉运行生产节能减排、降本增效诸多好处。但是，高温蒸汽系统凝结水直接回收到锅炉循环利用需要解决2个常见问题。关键词：蒸汽冷凝水铁超标；蒸汽冷凝水系统腐蚀；蒸汽冷凝水颜色发红；蒸汽冷凝水除铁；节能减排降本增效一、蒸汽系统凝结水回收的7个好处1、提高锅炉给水温度，节省燃料能源。蒸汽冷凝水占蒸汽总热量的20%的能量，回收高温蒸汽凝结水能提高锅炉给水温度节省燃料能源。通常，锅炉给水水温每升高6℃，可节省约1%锅炉燃料。回收高温蒸汽凝结水，如果能把锅炉锅水平均温度从20℃提高至80℃。直接燃料能源损耗就会减少10%以上。2、提高锅炉出力，可轻松将锅炉蒸汽生产效率保持在最大程度。高温蒸汽冷凝水回用锅炉，可提高锅炉出力，轻松将锅炉蒸汽生产效率保持在最大程度。实践证明，如果锅炉的蒸发量降低到额定蒸发量的60%时，锅炉的热效率会比额定蒸发量时的热效率低10%～20%。只有锅炉的蒸发量在额定蒸发量的80%～100%时，其热效率高也经济。3、蒸汽冷凝水不含盐分，几乎不含钙镁硬度成分，回用高温蒸汽冷凝水能改善锅炉工况，节省锅炉运行成本。蒸汽冷凝水接近蒸馏水，不含盐分，几乎不含钙镁硬度成分，非常纯净，回用高温蒸汽冷凝水可大幅增加锅水浓缩倍率，减少锅炉排污的次数，因而减少排污产生的热能和水资源损失，节省锅炉运行成本。4、回收高温蒸汽凝结水可减少锅炉补水的供应，从而节省水费和水处理费。锅炉给水使用工业盐反洗生产软化水，每生产1吨软化水，不计设备水、电及管理费用，仅仅工业盐耗就减少0.55公斤。如果使用反渗透除盐水作为锅炉给水，节省的高昂的反渗透膜损耗及反渗透阻垢剂等水处理费用更多。5、回收高温蒸汽凝结水可减少污水排放，减少排污污水综合处理费用，如今，城市综合污水综合处理费高企，不达标高温蒸汽凝结水排放，不仅污染环境，还会增加企业污水综合处理费用；回收高温蒸汽凝结水，还会减少生产软化水或除盐水的浓盐水排放的处理费用。6、回收高温蒸汽凝结水可以提高锅炉给水温度，减少锅炉给水含氧量，减小锅炉系统设备及管网腐蚀。锅炉给水中腐蚀性气体，通常有氧和二氧化碳，氧会造成氧腐蚀，二氧化碳会造成低PH类型酸性腐蚀，给水中氧和二氧化碳溶解度随着温度升高而降低。回收高温蒸汽凝结水可以提高锅炉给水温度，减少锅炉给水含氧量，减小锅炉系统设备及管网腐蚀。7，回收高温蒸汽凝结水可减少二氧化碳等废气排放保护环境。回收高温蒸汽凝结水可减少燃料能源消耗，从而间接减少二氧化碳、硫化物等废气排放，保护环境。关于高温蒸汽系统凝结水回收有诸多好处，上周有个刚入行的小白问我：你说了这么多好处，那么我问你，既然蒸汽系统凝结水回收利用有如此多好处，为什么有很多企业却采取直接排放不加利用呢？我回复：确实如你所说，现实中很多企业的高温蒸汽系统凝结水采取直接排放不加利用。在企业中一个好的措施，一个好的建议得不到实施，通常是有技术限制、制度限制、人的限制等等各种限制。例如山东某个民营造纸厂，有额定蒸发量37吨的锅炉2台，1用1备，锅炉水处理有问题，炉水发红，排污量大，锅炉系统腐蚀严重，锅炉频繁爆管，幸亏有1台备用锅炉，锅炉师们傅常年加班，停炉抢修割管焊管是常规作业，动作熟练、操作迅捷，经常停炉抢修对生产影响也不大。某天，因为一个偶然机会，某个锅炉水处理技术人对该纸厂锅炉生产现场考察交流后，对纸厂设备负责人指出了锅炉系统存在的问题及原因，纸厂当下进行的锅炉给水设备由软化水升级到除盐水设备，以及加装高温蒸汽冷凝水除铁过滤设备招标对解决锅炉系统腐蚀问题并无帮助，并给出解决方案，只需要很小投入即可解决锅炉系统腐蚀问题，可大幅降低锅炉运行费用，可大幅下降锅炉工和相关生产设备检修工的劳动强度，可节省大量人力。为打消顾虑，这位锅炉水处理技术人员甚至还提出为期7天时间的验证实验方案，最终水处理设备升级和加装除铁过滤设备继续进行，解决方案还是被无视。各位同仁、同学，你认为纸厂设备负责人不采用这位技术人员的解决方案的原因是什么？无独有偶，相同问题不同用户，内蒙鄂尔多斯某国有煤矿有4台锅炉，3用1备，同样问题，炉水发红，排污量大，锅炉系统腐蚀严重，锅炉频繁爆管，书面解决方案提交2年未能批复，2020年1月，鄂尔多斯气温零下19摄氏度，一周内2台锅炉相继爆管，锅炉班连夜抢修也来不及，负荷陡然下降，煤矿地上和井下不少设备被冻坏，那一年锅炉班长惨了，矿上设备队长更惨，第2台锅炉爆管后的第2天中午，搁置2年的解决方案被批复执行。相同问题不同用户，相同的处理方式，不同的结果，到目前为止山东用户无疑还是幸运的。再好的措施、建议，落实有什么好处，实施的动力是什么，换位思考一下如果你是设备负责人你会怎么办？跑题了，好措施不能执行的原因有多种以后有时间再说，继续说高温蒸汽系统凝结水采取直接排放不加利用的原因。二、蒸汽冷凝水回收利用通常需要解决的2个问题现实中，高温蒸汽冷凝水回收利用通常会遭遇2个问题，1是蒸汽冷凝水铁超标颜色发红，2是锅炉蒸汽及凝水系统设备和管网腐蚀。1、解决蒸汽冷凝水铁超标颜色发红。铁离子超标的蒸汽冷凝水不处理直接回用锅炉，铁离子会在锅炉受热面上沉积下来形成氧化铁垢，氧化铁垢传热速率低，不仅影响锅炉出力，降低换热效率，还会造成排烟温度高，浪费燃料能源，还会发生氧化铁垢下腐蚀即坑蚀（点蚀），腐蚀坑随着时间延长加深出现穿孔、泄漏、甚至爆管，锅炉生产运行存在安全隐患。▲典型炉管腐蚀产物氧化铁垢及垢下腐蚀坑和坑蚀穿孔，看到那个穿孔了吗2、解决锅炉蒸汽及凝水系统设备和管网腐蚀。解决锅炉蒸汽及凝水系统设备和管网腐蚀并清除沉积在系统设备和管网附着面上的氧化铁腐蚀物，防止系统设备和管网腐蚀、穿孔、泄漏，清除安全隐患，保障锅炉系统安全生产。各位同行，各位同学，你们单位锅炉高温蒸汽冷凝水回收利用在使用哪种处理工艺，处理效果如何？关于锅炉腐蚀结垢爆管、锅水发红、蒸汽冷凝水铁超标、蒸汽凝结水颜色发黄、锅炉结垢不停炉不停工在线除垢技术、凝汽器结垢不停机不停工不停车在线清洗除垢技术等问题，北京化工大学颜辉I86OO475З86随时欢迎各位同仁讨论问题交流经验心得，随时欢迎各位同仁分享锅炉设备管理使用经验，就解决锅炉各种实际问题相互学习。蒸汽冷凝水回用的7个优势与2个挑战和5个解决措施三、造成蒸汽冷凝水回收利用问题原因分析1、蒸汽冷凝水颜色发红的原因。是蒸汽冷凝水在回收过程中，因蒸汽和凝水系统腐蚀产生了大量超标的铁离子。据经验实例，通常每升蒸汽冷凝水中，铁离子含量达到700微克时，蒸汽冷凝水外观颜色开始泛黄；当每升蒸汽冷凝水中，铁离子含量达到1200微克时，蒸汽冷凝水颜色开始发红；蒸汽冷凝水中铁离子含量越高颜色越深。▲某工厂蒸汽及冷凝水系统腐蚀严重，冷凝回水颜色发红全铁含量为3.56mg/L2、锅炉蒸汽及冷凝水系统设备和管网腐蚀的2个原因。1是来自二氧化碳引起的，PH值低的酸性腐蚀，一方面主要来源是锅炉软化水的重碳酸根受热分解，二氧化碳随蒸汽进入蒸汽冷凝水系统；另一方面，蒸汽冷凝水采用开式回收系统进行回收，空气中的二氧化碳溶解进入蒸汽冷凝水中。蒸汽冷凝水接近蒸馏水，非常纯净而缓冲差，有试验表明，1升蒸汽冷凝水中溶解进1毫克二氧化碳CO2，蒸汽冷凝水PH值就从7直降到5.5，这就是蒸汽冷凝水pH值低，呈酸性的原因；2是来自氧腐蚀，给水携带溶解氧，以及蒸汽冷凝水开式回收，空气中氧溶解进入蒸汽冷凝水中，造成锅炉蒸汽及冷凝水系统设备和管网氧腐蚀。需要特别指出的是，二氧化碳溶于水形成碳酸，碳酸虽是弱酸，但碳酸溶液与相同pH值、完全电离的强酸溶液相比腐蚀性更强，且其腐蚀产物容易溶解，以至于金属表面不易形成保护膜，导致金属均匀变薄。锅炉蒸汽系统及凝水回收系统在氧腐蚀与二氧化碳引起的酸性腐蚀共同作用下，腐蚀速率变得更快，腐蚀更严重，不仅导致高温蒸汽冷凝水资源不能回收利用，还会影响锅炉系统设备及管线使用寿命和安全生产。四、解决蒸汽冷凝水回用问题的5个措施要解决颜色发红的蒸汽冷凝水达标回用锅炉，需要解决蒸汽冷凝水铁超标问题。当前，行业内解决蒸汽冷凝水铁超标问题有5个措施。▲蒸汽冷凝水铁超标5种常见除铁方式优劣势比较1、解决蒸汽冷凝水铁超标问题措施——蒸汽冷凝水过滤除铁设备。是在蒸汽冷凝水回收末端安装高温过滤除铁设备，蒸汽冷凝水除铁达标回用。蒸汽冷凝水设备过滤除铁的种类比较多，大多通过不同的滤芯来过滤除铁，有锰砂滤料除铁、高温烧结陶瓷滤料除铁、粉末树脂除铁、高温树脂膜除铁、电磁除铁、活性炭复合双层膜除铁、磁增益复合除铁过滤法等。根据水质的不同以及工艺条件的要求，可选择不同的除铁设备，有些设备需要对高温蒸汽冷凝水进行预处理，以达到设备进水要求。经过设备处理，凝水能达到锅炉给水的水质标准。但是设备过滤除铁不能解决蒸汽及凝水系统的腐蚀问题，所以凝水中铁离子来源没有掐断，铁离子仍在持续产生，对于系统设备潜在安全隐患没有消除，高温蒸汽冷凝水设备滤除铁属于治标不治本，而且过滤除铁设备通常造价不菲，有工期、占场地、需维护，过量设备使用2-3年后，滤料更换造价占设备总造价往往超过三分之一以上。解决蒸汽冷凝水铁超标问题另一个路径，是彻底解决锅炉蒸汽及冷凝水系统设备和管网氧腐蚀和二氧化碳引起的低PH值酸性腐蚀。以解决蒸汽冷凝水腐蚀，来解决蒸汽冷凝水中铁离子产生的源头，让蒸汽冷凝水达标回用锅炉。业内解决蒸汽及冷凝水系统设备和管网氧腐蚀和二氧化碳引起的低PH值酸性腐蚀通常有4种成熟技术。2、解决蒸汽冷凝水铁超标问题措施——给水加氨法。给水加氨法一般用在中高压锅炉系统，氨有挥发性，在锅炉内受热挥发随蒸汽流动，给水加氨可以提高给水、炉水、凝水的pH值。给水加氨在凝水闭式回收系统且氧含量低的条件下，可以解决二氧化碳引起的弱酸性腐蚀，从而起到缓蚀作用。给水加氨方法不适用在凝水开式回收系统，氨易挥发，气液相分配比不合理，气相多液相少，用量大，关键是不能解决氧的腐蚀，所以除铁效果有限。3、解决蒸汽冷凝水铁超标问题措施——给水加除氧剂。锅炉给水加除氧剂，可以解决锅内氧腐蚀，蒸汽系统氧腐蚀，闭式蒸汽冷凝水回收系统氧腐蚀。但是，对于开式蒸汽冷凝水回收系统氧腐蚀作用效果有限，且不能解决锅炉及蒸汽冷凝水回收系统酸性腐蚀，所以除铁效果有限。各类锅水除氧剂有各自优劣势和适用范围，有的除氧剂价格不低，有的除氧剂在某些条件下除氧效能不佳，具体请查看《九种锅炉除氧剂除氧效率优劣对比》。4、解决蒸汽冷凝水铁超标问题措施——开式蒸汽冷凝水回收系统改造成闭式蒸汽冷凝水回收系统。可以解决源自外界空气溶解进入蒸汽冷凝水的氧腐蚀和二氧化碳引起的酸性腐蚀，不能解决源自锅炉锅水携带的氧腐蚀和酸性腐蚀。有工期，设备和管线需维护，使用3-5年后需更换设备和管线。5、解决蒸汽冷凝水铁超标问题措施——BF凝水除铁缓蚀剂成膜法。BF凝水除铁缓蚀剂成膜法是在整个系统通过覆膜来隔绝氧腐蚀和二氧化碳引起的弱酸性腐蚀，从根本上彻底解决因腐蚀产生的铁超标问题。此法不受锅炉系统工况负荷变化的影响，对金属设备起到了很好的保护作用，一般