對采暖鍋爐蒸汽凝結水進行處理后回收利用，是鍋爐系統節水節能的一項基本措施。文章通過在晉城古礦采暖鍋爐系統進行凝結水回用技術研究試驗，提出了凝結水保護劑BF-31T的應用方法和工藝特點。

　　《礦業工程》礦業期刊，創刊于2003年，由中國冶金建設集團鞍山冶金設計研究總院主辦。主要報道當代國內外冶金礦山行業在科研、生產、管理、信息等方面的先進技術及經驗。本刊誠摯歡迎科研、生產、管理、信息等方面的專家、學者和廣大工程技術人員有關國內外冶金礦山方面的最新科技動態、生產實踐等的學術論文和先進經驗以及國家(省、部)基金資助項目的研究成果及出國考察報告。

　　1、概述

　　鍋爐蒸汽凝結水回用技術是一種新的鍋爐水處理技術，是鍋爐系統節水節能最有效的措施之一。蒸汽凝結水由于其水質優于軟化水，回收后可以有效改善鍋爐系統水質工況，使鍋爐系統運行更加安全。同時，蒸汽凝結水本身含有蒸汽總量20%-30%的熱量，回收使用可以收到顯著的節水節能效果。處理回收蒸汽凝結水重復使用項目，是符合國家當前政策和具有前瞻性的一項課題。

　　晉城古礦東十噸鍋爐房主要供工業廣場的汽暖和通過汽水換熱器供東家屬區的水暖。該鍋爐房凝結水由于腐蝕導致凝結水中鐵離子嚴重超標，不符合鍋給水標準，致使全年約有3—4萬噸的凝結水全部排放至地溝，造成了極大的浪費。

　　2、晉城古礦采暖鍋爐凝結水回用技術研究試驗過程：

　　2.1、現場條件與參數

　　東西區鍋爐房條件及鍋爐運行參數:

　　東區鍋爐房，位于古書院礦東生活區，安裝4臺十噸燃煤蒸汽鍋爐，鍋爐冬季運行，使三備一，蒸汽系統運行壓力 0.5～0.55Mpa。水處理采用鈉子交換軟化法，水源為生活自來水，水處理中無熱力除氧。西區鍋爐房坐落于古書院礦西生活區，距離東區鍋爐房約1公里。西區鍋爐房共安裝3臺十噸燃煤蒸汽鍋爐，鍋爐冬季運行，一般使二備一。水處理采用鈉子交換軟化法，水源為生活自來水，水處理中無熱力除氧工藝。

　　2.2、鍋爐蒸汽的用途，凝結水水質及回收利用狀況:

　　東、西區鍋爐房同屬于蒸汽鍋爐房，主要蒸汽用于冬季供暖。東鍋爐房工業蒸汽供轄區內三處供暖，分別是站內生活區、井口和工業廣場。其中，工業廣場蒸汽供暖面積8萬平米，采暖采用蒸汽回路的直接連續供汽方式，平均流量為10 m³/h，采暖后大部分的凝結水能夠回收于洗煤廠回水池。洗煤廠回水池距離東區鍋爐約500米。凝結水水質經檢測鐵離子嚴重超標、總硬度超標，不符合鍋爐給水標準，全年約3~4萬噸不合格的凝結水排放至地溝。處理前凝結水西區鍋爐房，蒸汽用于生活區采暖，蒸汽在站內通過換熱器給二次采暖水加熱，間接使用，蒸汽冷凝水部分回收復用，水質合格。經現場調查西區鍋爐房到洗煤廠凝結池距離長度不超過600m，無管道連接。西鍋爐房生活區供暖系統，通過改造后可與洗煤廠冷凝水池連通，東區工業廣場的冷凝水可直接作西區供暖系統補水，達到東區冷凝水到西區復用的效果。西鍋爐房的現有凝結水池一個，但無法使用。

　　2.3試驗改造方案

　　當前凝結水不能回收使用源于凝結水中的鐵離子污染。凝結水回收管道金屬腐蝕是凝結水鐵離子含量超標的主要原因。因此，向凝結水回收系統中加入能有效抑制金屬腐蝕同時不改變蒸汽品質的緩蝕劑—BF-31T凝結水保護劑，能從根本上解決腐蝕及凝結水的污染問題。

　　對于現有鍋爐系統實現凝結水回收技術改造，首先必須具備或建立凝結水回收系統。凝結水回收系統包括凝結水回收管道、凝結水回水箱及回收裝置。關鍵技術是增加全自動凝結水水質監控設備向系統中投加BF-31T凝結水保護劑，防止凝結水系統的金屬腐蝕，使凝結水符合2001《工業鍋爐水質》標準[1]。

　　2.3.1設備選型

　　a.凝結水水質監測控制設備

　　東區鍋爐房設計一套凝結水水質在線檢測及BF-31T自動投加控制裝置----即凝結水水質監測控制設備。

　　凝結水水質監測控制設備選型及配置參數：凝結水水質監測控制設備選型為 BGK-DP/NS-20t;設備外形尺寸700*550*1700，藥箱容積300升;凝結水水質監測采樣設備采用FLN-C18型風冷凝器，采樣流量大于180L/h，采樣凝結水溫度小于70℃;處理蒸汽的最大流量10 m³/h，藥劑投加量按150ppm，藥劑的額定投加量為0.36 m³/d，蒸汽系統運行壓力為0.5～0.55Mpa，投藥泵的型號為 AA946 (1.73Mpa/2.2L/h)

　　b.變頻器及高溫熱水泵

　　用恒液位變頻控制方式控制洗煤廠凝結水池的熱水泵(兩臺泵一用一備)將洗煤廠凝結水池中工業廣場采暖蒸汽產生的凝結水輸送至西鍋爐房的凝結水箱。用恒壓力變頻控制方式控制西鍋爐房凝結水箱的熱水泵將西鍋爐房凝結水水箱的凝結水輸送至西鍋爐房的采暖二次系統。即選擇四臺熱水泵，設計兩臺變頻控制設備。

　　凝結水回水泵選型及參數：洗煤廠凝結水池兩臺熱水泵和西鍋爐房凝結水箱兩臺熱水泵均選用格蘭富非自吸、立式多級離心泵。溫度范圍：-20～120℃，材質:不銹鋼;洗煤廠凝結水池兩臺熱水泵型號為CR20-3，揚程 32 m;流量 20 m³/h ;電機功率為3.0KW。西鍋爐房凝結水箱兩臺熱水泵型號為CR20-5，揚程 60 m;流量 20 m³/h ;電機功率為4.0KW。

　　兩臺變頻控制柜選型及參數：控制柜外形尺寸：800*450*1800。每臺控制柜內安裝一臺西門子公司生產的11KW的變頻器，可通過人工選擇分別控制兩臺熱水泵電機。洗煤廠水池內安裝液位變送器一臺連續檢測水池中凝結水的液位。鍋爐房的采暖二次系統安裝壓力傳感器一臺連續檢測系統中水壓。

　　2.3.2管網改造

　　新建西鍋爐房凝結水箱，維修洗煤廠凝結水池，及洗煤廠凝結水池到西鍋爐房凝結箱回水管線的改造敷設。

　　西區鍋爐房因凝結水水池無法使用需新建凝結水回水箱一個：3m×4m×2m，用于收集輸送回來的冷凝水。凝結水箱的液位變化范圍即液位檢測量程不超出1.5m;清洗洗煤廠凝結水池，根據情況做防漏，防水處理。水箱人孔蓋采取密封措施，安裝排氣管;敷設洗煤廠凝結水池到西鍋爐房凝結水池回水管線，共安裝管道長度590米，其中地上490米(架空敷設，巖棉保溫)、地下100米(直埋方式，聚氨脂保溫)，管徑159;東區鍋爐房安裝凝結水水質監控設備的取樣，給水，投藥管道及電力設施;西區鍋爐房凝結回水管道末端安裝高溫流量計對凝結水回收量作統計，并且安裝15mm取樣器。

　　2.4、研究試驗過程：

　　2.4.1根據現場采集水樣進行小型模擬試驗

　　現場采集鍋爐給水，進行化驗。選用500毫升三口瓶及合適大小的電加熱套，在三口瓶的三口處分別連接溫度計、計量泵入口和水冷凝管。在水冷凝管中掛入20﹟標準碳鋼監測試片。模擬蒸汽鍋爐系統運行，用古礦鍋爐補水(現場采集水)加入不同種類、不同濃度的藥劑做為配置水(10升)，通過計量泵連續將其補入三口瓶中，用電加熱套將配置水加熱至沸騰，產生蒸汽后通過水冷凝管冷卻降溫成蒸汽凝結水。采用減重法[2]計算冷凝水中20﹟標準碳鋼監測試片腐蝕速度。計算緩蝕率。

　　實驗結論：模擬實驗表明針對古書院礦鍋爐用水水質情況，選擇BF-31T凝結水保護劑可最大程度抑制碳鋼腐蝕，降低鐵離子含量，改善冷凝水質量。其理想藥劑量150mg/L，pH控制范圍7.5-8.2。

　　2.4.2系統清洗(預處理)：

　　目的：在冷凝水回收運行前，對工業廣場進行添加滲透分散劑的方法進行系統清洗，除掉疏松的腐蝕產物以提高換熱效率并清潔管道。

　　地點：在東區鍋爐房

　　所用設備：凝結水水質監測控制設備

　　實施過程：

　　在系統清洗前對回收管路系統進行檢查，打開閥門并開通變頻回水設備，確保回收管道暢通。在東區鍋爐房冷凝水自動監控設備藥箱中加入揮發性滲透分散劑ODA，按工業廣場蒸汽量計算每小時ODA的加入量，根據計算值手工設定自動監控設備的投藥速度，以固定比例向工業廣場蒸汽管網及冷凝水回收管注入滲透分散劑ODA。

　　在西區鍋爐房的冷凝水回收取樣點檢測冷凝水總固體和總鐵，清洗污水從西區回收水箱的排污閥排放。清洗過程中，加入滲透分散劑系統的凝結水中總固含量和總鐵均逐漸升高，在36小時至60小時間達到峰值，之后快速下降，由此表明系統已清洗干凈，可以進行下一步冷凝水處理及回收利用。

　　2.4.3、冷凝水處理及回收

　　系統清洗完成后，運行一體化設備，自動監測蒸汽中藥劑濃度并變流量向蒸汽冷凝水系統進行投藥處理，保證藥劑的濃度相對穩定，冷凝水水質達標。

　　2.4.3.1、設備調試運行

　　2.4.3.2、系統參數確定

　　要充分發揮Bf-31T凝結水保護劑的防腐作用，必須保證蒸汽系統中藥劑的濃度在一定的范圍以內，模擬實驗中確定的藥劑濃度為150mg/L。

　　檢測蒸汽冷凝以后凝結水中藥劑的殘留量可確定藥劑投加的量是否準確。藥劑在凝結水中的殘留量和凝結水的pH值有一定的對應關系。所以，控制蒸汽凝結水的pH值在一定的范圍內，就可以保證蒸汽中BF—31T具有一定的濃度。模擬實驗中確定的理想pH值范圍為7.5-8.2，因此取8.0為系統設定參數。

　　在線的PH電極從采樣單元中檢測到凝結水的PH值的變化，用凝結水的pH值和設定值8.0進行比較;將其比較結果經過數據處理后形成頻率可變的脈沖信號;用頻率信號控制投藥計量泵的投藥頻率;受頻率控制的計量泵將BF—31T投加到分汽缸中，凝結水的pH值會隨著變化，直至凝結水中的PH與設定值基本一致，達到我們的期待值。

　　2.4.3.3、系統調試過程中每天取樣檢測冷凝水回收點的水質(PH值、硬度和鐵離子濃度)，水溫，并對以上技術參數進行統計，數據如下：

　　2.4.3.4、回收：2007年11月14日，經檢測水質完全處理合格后第三天回用冷凝水，冷凝水在洗煤廠水池匯集，通過變頻泵經回收管道將其送至西區鍋爐房，冷凝水首先進入凝結水回水箱，通過變頻器定壓向西區二次采暖系統補入合格的冷凝水，實現了合格高熱冷凝水的回用。

　　3、試驗研究結論：

　　目前，古書院礦東區鍋爐房已經安裝并運行凝結水系統水質檢測設備，用于工業廣場蒸汽供暖部分的凝結水已符合回收標準，回收于洗煤廠凝結水池，洗煤廠到西區鍋爐房的凝結水回收管線也已敷設完畢并投入使用，大部分凝結水均已回收至西區鍋爐房冷凝水回收水箱，作為西區鍋爐房采暖二次系統用水。經中國鍋爐水處理協會取樣檢測，回收后的凝結水水質符合國家標準，其中， PH值為7.56，鐵離子含量為273 ug/L，硬度為0.02 mmol/L。同時，回收的凝結水平均溫度65℃，日平均回水量250噸，平均藥劑濃度為138 mg/L。實現了節水節能的目的。

　　雖然本項目的實施取得了圓滿成功，但是，在以下幾點上仍存在不足，可在日后改進提高：

　　1、本項目是將經過處理后的蒸汽凝結水作為鍋爐系統采暖二次循環系統用水，如果使用蒸汽凝結水作為鍋爐補水，鍋爐的效率將進一步得到提高[3]。

　　2、本項目中蒸汽凝結水的回收量還不是很充足，如果能進一步增加疏水裝置，提高蒸汽凝結水的回收量，那么由此帶來的節水節能效果將更為顯著。

　　參考文獻：

　　[1] 郝景泰，于 萍，周 英.工業鍋爐水處理技術[M].北京:氣象出版社,2000.

　　[2] 陳亦惠，沈 表.節能與環保:鍋爐房實用技術[M].北京:航空工業出版社,1996.

　　[3] 張輝.工業鍋爐水處理技術[M].北京：學宛出版社，2004.