李少巖

摘 要：凝結(jié)水是蒸汽系統(tǒng)傳熱過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品，它是在蒸汽輸送過程中由于不可避免的散熱形成的，或在加熱設(shè)備和工藝設(shè)備中由于蒸汽向被加熱物資傳熱后降溫形成的。雖然蒸汽在凝結(jié)過程中有價(jià)值的潛熱被釋放，但凝結(jié)水還是有較高可利用價(jià)值的熱水，是一個(gè)潛力很大余熱資源，充分回收利用好余熱資源，對企業(yè)節(jié)能減排工作有著非常重要的意義。藥廠凝結(jié)水回收池中的熱水，主要來自生產(chǎn)設(shè)備、空調(diào)系統(tǒng)、采暖系統(tǒng)、熱水系統(tǒng)、鍋爐排污等五個(gè)方面。文章著重論述藥廠在凝結(jié)水余熱回收利用上，通過在室外凝結(jié)水池中安裝不銹鋼管式換熱器，利用凝結(jié)水余熱提升采暖與熱水系統(tǒng)的回水溫度，間接減少鍋爐天然氣、電力、用水使用量的經(jīng)驗(yàn)介紹，供國內(nèi)藥廠借鑒參考。

關(guān)鍵詞：凝結(jié)水；管式換熱器；回水溫度；天然氣；節(jié)能減排；余熱利用

中圖分類號：TU832 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）35-0057-02

Abstract： Condensate is a by-product of heat transfer in steam system. It is formed in the process of steam transportation due to inevitable heat dissipation， or in the heating equipment and process equipment due to the steam to be heated materials after cooling. Although the valuable latent heat of steam is released in the condensation process， the condensate still has a high value of hot water， and is a potential waste heat resource， which can be fully recovered and utilized. It is of great significance to the energy saving and emission reduction work of enterprises. The hot water in condensate recovery pool of pharmaceutical factory mainly comes from five aspects： production equipment， air conditioning system， heating system， hot water system and boiler blowdown. This paper mainly discusses the recovery and utilization of waste heat of condensate water in pharmaceutical plant. By installing stainless steel tube heat exchanger in outdoor condensing pool， the temperature of return water of heating and hot water system can be raised using the waste heat of condensate water. This paper introduces the experience of indirectly reducing the consumption of natural gas， electric power and water in boiler， which can be used for reference by domestic pharmaceutical factories.

Keywords： condensate； tubular heat exchanger； backwater temperature； natural gas； energy saving and emission reduction； waste heat utilization

1 工藝流程

采暖與熱水回水

↓

蒸汽→凝結(jié)水→凝結(jié)水池→管式換熱器→降溫凝結(jié)水排放。

↓

升溫后采暖與熱水回水

詳見工藝流程圖（圖1）。

2 技術(shù)方案

2.1 系統(tǒng)效益

（1）節(jié)能：冷凝是高溫氣體物質(zhì)由于溫度降低而凝結(jié)成為非氣體狀態(tài)（通常是液體）的過程。凝結(jié)水是一種高溫水，當(dāng)蒸汽釋放其潛熱轉(zhuǎn)變?yōu)槟Y(jié)水狀態(tài)，大約還有25%的總熱量保留在凝結(jié)水中，如果把凝結(jié)水排放掉，所失去的熱必須通過燃燒更多的燃料加熱低溫的補(bǔ)充水來彌補(bǔ)。蒸汽凝結(jié)水中通常在100度以下，工廠生產(chǎn)用熱水與冬季供暖系統(tǒng)熱水溫度通常在40-50之間，凝水中含有大量可利用熱能，充分吸收利用后可提高采暖與熱水循環(huán)系統(tǒng)中的回水溫度，減少蒸汽使用量，從而間接節(jié)約天然氣耗量、用水量、蒸汽用量、電能。

（2）環(huán)保：鍋爐燃燒的煙氣中含有NOX、SOX、VCOX等有害氣體，對鍋爐燃料的節(jié)約就意味著降低了溫室氣體及有害氣體的排放，降低了企業(yè)的年度廢氣排放總量，為改善地區(qū)的社會空氣質(zhì)量起到促進(jìn)作用。另外超過40℃以上的凝結(jié)水是不能排放到公共排水系統(tǒng)中的，高溫水破壞生態(tài)環(huán)境，損壞排水管道。

2.2 技術(shù)特點(diǎn)

（1）本項(xiàng)目設(shè)計(jì)制造的管式換熱器，使用衛(wèi)生級304不銹鋼管制作，不腐蝕、不結(jié)垢，現(xiàn)場氬弧焊接制造安裝，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，采用蛇形布置方式。其延展性與柔韌性強(qiáng)于普通304無縫不銹鋼管及碳鋼管，使用過程中不易產(chǎn)生裂紋、運(yùn)行安全可靠。

（2）衛(wèi)生級304不銹鋼管式換熱器換熱管壁薄，厚度為1.2-1.6毫米，比傳統(tǒng)碳鋼管（厚度≥4毫米）換熱器傳熱效率高、效果好、重量輕，施工期大大縮短，安裝現(xiàn)場沒有大量焊接的煙霧產(chǎn)生。

（3）衛(wèi)生級304不銹鋼管式換熱器在安裝后進(jìn)行壓力試驗(yàn)，避免使用時(shí)出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象。

（4）缺點(diǎn)：每米單位造價(jià)相對碳鋼管材價(jià)格較高，一次性投入費(fèi)用較大。另外因凝結(jié)水池內(nèi)溫度較高，管式換熱器只能安排在凝結(jié)水池建造和企業(yè)停產(chǎn)維修期間施工安裝，施工時(shí)間上受限制。

2.3 工藝流程圖（如圖1）

3 節(jié)能回收效益計(jì)算

3.1 管式換熱器安裝改造（前、后）采暖用蒸汽量統(tǒng)計(jì)及節(jié)能率選?。ㄈ绫?）

3.2 換熱器設(shè)計(jì)安裝與節(jié)能計(jì)算

長春祈健生物地下蒸汽凝結(jié)水池（7.2立方）設(shè)計(jì)安裝2套不銹鋼管式換熱器，參照目前公司使用的采暖與熱水兩個(gè)汽水管板換熱器的換熱面積，按其三倍面積選取設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)換熱器換熱面積分別為50平方米（DN80）與30平方米（DN50），分別用于生產(chǎn)區(qū)采暖系統(tǒng)與熱水系統(tǒng)回水管道加熱。由于蒸汽凝結(jié)水池埋設(shè)于地下，加上地面1米多的浮土，因此水池底部多在自然地面3米以下，為防止換熱器堵塞最低點(diǎn)及地面以上設(shè)置排污閥。在水池外部進(jìn)出管道上安裝溫度表、壓力表、閥門及旁通管，便于觀察水溫、壓力情況和應(yīng)急處理，如遇緊急情況關(guān)閉進(jìn)出閥門，打開旁通閥，切斷換熱器與系統(tǒng)聯(lián)系，維持系統(tǒng)循環(huán)需求，保障采暖（或生產(chǎn)熱水）的正常運(yùn)行。閥門選取采用快接卡盤式304不銹鋼球閥，以防止絲杠閥門長期不用發(fā)生不易關(guān)閉問題。采暖與熱水加熱來自本公司燃?xì)忮仩t供給的蒸汽，通過管（板）式換熱器方式獲得熱量。生產(chǎn)區(qū)采暖總面積（不含集中空調(diào)供暖區(qū)域）為2.6萬平方米，鍋爐房采暖換熱站安裝管板式汽水換熱器兩臺，單臺換熱面積16平方米，長春冬季供暖期為10月20日-4月10日， 供暖天數(shù)170天。冬季采暖用蒸汽耗用的天然氣占公司天然氣總耗量的12%以上，比重較大。生產(chǎn)區(qū)熱水系統(tǒng)供給，一部分是滿足生產(chǎn)洗刷用熱水，另一部分是滿足公司260名職工浴池用熱水需求，全年供給。用于熱水加熱的蒸汽，耗用的天然氣量占天然氣總耗量在6%以上。兩者耗用的天然氣量超過18%以上。按企業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)采暖和熱水年均合計(jì)總耗能量（2058噸蒸汽）的至少8%節(jié)能率估算，全年可節(jié)約天然氣17.5萬立方米×8%=1.4萬立方米/年、節(jié)約電力2066度/年、節(jié)約用水125噸/年，合計(jì)節(jié)約資金總額5.3萬元/年。

3.3 投資回報(bào)率

長春祈健生物廠區(qū)凝結(jié)水回收池安裝2臺不銹鋼管式換熱器，全部工程造價(jià)17.4萬元，不銹鋼管式節(jié)能換熱器設(shè)備使用3年后，節(jié)省的天然氣、電力、用水量費(fèi)用即可收回全部投資。

4 環(huán)境保護(hù)與社會效應(yīng)

長春祈健蒸汽凝結(jié)水池安裝換熱器后每年減少向大氣中排放污染物及能耗量統(tǒng)計(jì)：

煙塵：4kg/a

二氧化硫（SO2）：8.82kg/a

氮氧化物（NOX）：47.6kg/a。

廢氣排放量：14.34萬立方米/a

天然氣：1.4萬立方米/年

電：2066kWH

水：125噸/年

5 結(jié)束語

節(jié)能降耗，減少污染物與PM2.5向社會的排放，有利于社會環(huán)境質(zhì)量提高。

長春祈健生物制品有限公司利用衛(wèi)生級304不銹鋼管式換熱器效率高、耐腐蝕的特性，把凝結(jié)水池中的余熱回收利用，回收熱能用于采暖水與熱水系統(tǒng)，提升兩種水的回水溫度，間接減少了鍋爐天然氣的用量以及用水量、用電量。該項(xiàng)目為企業(yè)降低生產(chǎn)成本、提高利潤、減少能耗與污染物排放、提高現(xiàn)代化管理水平、躋身競爭激烈的國際市場，起到了非常大的促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)：

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