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摘要:随着我国经济的快速发展,科技的快速进步,人们的生活水平越来越高,对生活环境的要求也越来越高,空调是新时代的科技产物,可以有效的调节室内温度,制冷、除湿,为人们的生活带来便利,空调冷凝水是将空气中的气态水经过空调系统转化为液态水,再通过特定的装置流出。本文结合空调工程的应用实例进行分析,阐述空调冷凝水的特点,空调冷凝水回收利用的原理,及空调冷凝水回收利用的具体方法及应用。
关键词:冷凝水回收技术;水暖;空调;应用
一、冷凝水的性质
1、热力学特性
显热和潜热是蒸汽热能的两个主要部分,一般情况下,蒸汽的潜能是用汽设备主要利用的,蒸汽的潜热在释放之后还会还原成温度相同的饱和水。同时使用越高的蒸汽压力,价值越大的冷凝水热能就会随之排放出来,闪蒸问题避免不了会在饱和冷凝水的输送过程中发生,并不是在压降至大气压时才会发生冷凝水的闪蒸汽,而闪蒸量最大是降至大气压时发生的。在闪蒸过程中,水汽是呈现相融合的状态,在压力和温度的作用下发生转变,因此冷凝水回收利用具有复杂性的特点。
2、品质
冷凝水从理论上来说是一种很好的蒸馏水,是锅炉重新给水最适合使用的。但是由于众多的影响因素,造成设备出现泄漏的问题。例如在换气设备频繁的蒸汽供停过程中,就会产生是热应力,而在热应力拉伸的过程中就会造成设备发生泄露问题,因此造成不纯物质或不凝气混入其中,造成冷凝水的二次污染。要根据污染状态决定采用哪种冷凝水回收处理办法,是否完善的除氧工艺、锅炉给水的软化和回收管网的严密程度等是衡量冷凝水污染程度的主要原因。
二、冷凝水系统存在的问题
1.能源浪费
采用开式水箱回收,体积很大,散热量大,并且与大气相通,大量二次蒸汽和疏水漏汽外冒,帶走大量的热量,造成热污染。
2.溶氧腐蚀
与大气相通后,冷凝水再次溶解氧气,造成水罐和管路腐蚀,增加冷凝水铁离子浓度,影响锅炉水质,缩短管路使用寿命。
3.碱液泄漏
蒸发器列管加热室的管壁受到含固体氯化钠的碱液的冲刷腐蚀,当操作过程中蒸发停蒸汽时,冷凝水呈碱性,冷凝水应及时排放,不能回锅炉。
4.水泵重复设置
蒸发工段冷凝水罐和锅炉工段冷凝水罐重复设置水箱和冷凝水泵,导致热能和电能的浪费。
三、空调冷凝水的回收利用原理
现在大多用户所产生的空调冷凝水不但具有细菌、病毒、杂质等有害的污染物质,还具有一定的腐蚀性。与此同时,空调冷凝水具有一定的不确定性,它受室内的条件和室外气候环境的影响,而室内的人员状况和设备装置也会对空调冷凝水造成一定的影响。而空调冷凝水的回收利用在达到制冷效果的同时也有利于生态环境的保护。目前,市场上大多数空调的工作原理是相似的。在空调末端产生冷凝水的管道汇集处设置一个冷凝水收集池,对从各个管道流出的冷凝水进行收集,再通过潜水泵将冷凝水收集池内的水输送至空调内的制冷站,并经过一系列的处理,用作冷冻水系统和冷却水系统的补水。除此之外,一些工业厂区会设置制冷站、换热站等进行空调系统的设计。制冷站也是空调冷凝水的回收系统,其内部的结构和工艺程序比较复杂,是空调设计中最为重要的部分。 空调开发商也可以在空调系统内增设集水箱、雾化器、小型水泵等构件,将冷凝水收集在水箱内,再经过水泵进行加压雾化处理。这种方法不但可以有效地降低室内温度,也增加了节能效果。
四、冷凝水回收处理工艺
1.常规凝结水除铁技术
采用常规的离子交换技术,使用阳床脱除有害离子,使蒸汽凝结水达到锅炉的用水要求。此种工艺主要适用于凝汽式热电厂封闭的“锅炉―汽轮机―凝结水―除氧器”的封闭循环系统。对凝结水中的烃类有机分子不能去除,而且烃类还会导致树脂失效。
2.降温后常规的化学除盐处理
将蒸汽凝结水收集后冷却到常温作为原水,经过单独的除油设备除油后进入原化学水处理系统处理。此种方法从工艺上最简单可靠,但是它失去了凝结水回用的意义,将大量的低温热和凝结水的高品质全部浪费,使企业损失大量的经济效益。
3.铺膜爆膜法
用树脂或微粒均匀铺在滤层表面,截留需去除杂质,饱和或接近饱和时,用膜爆去重新铺膜。这种方法存在一些弊端,主要有:①使用后的树脂或微粒必须弃去,不能再生和重复利用,设备运行费用高;②不能保证铺膜绝对均匀,效果不稳定;③步骤多、隐患多,一旦泄漏,油就会污染滤元,使处理后的凝结水被二次污染;④靠物理方法截除凝结水中直径为几十纳米的分散态油效果很差,达不到中压锅炉进水要求。
4.活性分子膜的超微过滤和多官能团纤维吸附工艺
去除凝结水中的微量杂质单靠物理过滤方法是很难成功的,常常事倍功半,而组合化学方法,有针对性的从分子角度考虑和处理,则会事半功倍。在蒸汽凝结水不降至常温的条件下,运用活性分子膜的超微过滤组合带大量官能团的复合碳纤维吸附方法,能够有效去除凝结水中游离态、机械分散态、乳化态、溶解态的各种烃类及其衍生物。同时在活性分子膜和复合碳纤维微孔内官能团的作用下,脱除水中的金属离子,使凝结水达到锅炉给水要求。凝结水处理工艺选择时一般考虑以下几个原则:①工艺能否达到各项出水指标的要求;②工艺是否先进可靠;③工艺方案造价的高低;④运行管理是否方便;⑤运行成本的高低;⑥对工人健康和周围环境卫生的影响。根据以上原则和工艺方案比较,确定选用活性分子膜的超微过滤组合多官能团纤维吸附工艺。
五、空调冷凝水的利用
1. 空调冷凝水作为日常用水的应用
空调冷凝水可以再回收后作为日常用水而继续投入使用。事实上,相比于一般的家庭用户,机场、车站、会馆等人流量较多的公共场所的中央空调产生的冷凝水量较多。空调冷凝水可以做为卫生用水而被使用。一般说来,人们对卫生用水的水质并没有较多要求,而公共场所的卫生用水量较多,开发商可以在中央空调机室内增设多个冷凝水通道管,并将其接到冷凝水的储水箱内,再通过液面高度产生的压力将冷凝水释放出来。这样,不但降低了空调运行的成本,也起到了节约水资源的重要作用。与此同时,空调冷凝水也可以作为日常饮用水进行使用。虽然冷凝水中含有很多有害杂质,但其本质是纯净水,研究人员只需对其进行一定程度的净化便可以除去其中的杂质。开发商可以将从空调器中流出的冷凝水收集起来,再经过水泵进行电磁阀、两级砂滤、过滤棒过滤、活性炭吸附、膜滤等方式的处理,最后再通过紫外线照射进行杀菌处理,保证了饮用水的干净程度。
2. 空调冷凝水作为工业用水的应用
除了上文提到的将空调冷凝水作为生活用水之外,空调冷凝水也可以作为工业用水而被人类广泛利用。一方面,它可以作为灌溉用水,用于园林绿化方面。如今,随着我国园林绿化工程的崛起,我国每年都投入大量的自来水进行灌溉,以保证花卉、草皮等绿化区域的正常生长。而如今我国拟绿化的区域正在不断的增加,国家也制定了相应的政策保证了改造绿地率,因此,通过蓄水箱对空调冷凝水进行储存、收集不但能够“变废为宝”,节约了水资源,也为改善城市面貌出了一份力。而另一方面,空调冷凝水也可以作为冷却水。一般说来,冷凝水经冷却塔出来后,其温度比较低,可以用做冷源辅助剂。
结语
在水暖中应用冷凝水回收处理技术,具有十分重要的意义,有利于锅炉的供汽压力的稳定,保证了用气设备的正常工作,对设备因季节改变而发生的老化问题也得到了较大的改善。同时,也将很大程度的减轻司炉工的劳动强度,提高生产的效率。
参考文献:
[1]薛继辉;密闭式冷凝水回收系统设计与研发[D];南京理工大学;2010年
[2]周红英;基于组态软件的冷凝水回收与监测控制系统研究[D];苏州大学;2012年
[3]梁仁建.空调冷凝水回收利用技术应用与分析[J].广东轻工职业技术学院学报,2011,8(2):13-16.
关键词:冷凝水回收技术;水暖;空调;应用
一、冷凝水的性质
1、热力学特性
显热和潜热是蒸汽热能的两个主要部分,一般情况下,蒸汽的潜能是用汽设备主要利用的,蒸汽的潜热在释放之后还会还原成温度相同的饱和水。同时使用越高的蒸汽压力,价值越大的冷凝水热能就会随之排放出来,闪蒸问题避免不了会在饱和冷凝水的输送过程中发生,并不是在压降至大气压时才会发生冷凝水的闪蒸汽,而闪蒸量最大是降至大气压时发生的。在闪蒸过程中,水汽是呈现相融合的状态,在压力和温度的作用下发生转变,因此冷凝水回收利用具有复杂性的特点。
2、品质
冷凝水从理论上来说是一种很好的蒸馏水,是锅炉重新给水最适合使用的。但是由于众多的影响因素,造成设备出现泄漏的问题。例如在换气设备频繁的蒸汽供停过程中,就会产生是热应力,而在热应力拉伸的过程中就会造成设备发生泄露问题,因此造成不纯物质或不凝气混入其中,造成冷凝水的二次污染。要根据污染状态决定采用哪种冷凝水回收处理办法,是否完善的除氧工艺、锅炉给水的软化和回收管网的严密程度等是衡量冷凝水污染程度的主要原因。
二、冷凝水系统存在的问题
1.能源浪费
采用开式水箱回收,体积很大,散热量大,并且与大气相通,大量二次蒸汽和疏水漏汽外冒,帶走大量的热量,造成热污染。
2.溶氧腐蚀
与大气相通后,冷凝水再次溶解氧气,造成水罐和管路腐蚀,增加冷凝水铁离子浓度,影响锅炉水质,缩短管路使用寿命。
3.碱液泄漏
蒸发器列管加热室的管壁受到含固体氯化钠的碱液的冲刷腐蚀,当操作过程中蒸发停蒸汽时,冷凝水呈碱性,冷凝水应及时排放,不能回锅炉。
4.水泵重复设置
蒸发工段冷凝水罐和锅炉工段冷凝水罐重复设置水箱和冷凝水泵,导致热能和电能的浪费。
三、空调冷凝水的回收利用原理
现在大多用户所产生的空调冷凝水不但具有细菌、病毒、杂质等有害的污染物质,还具有一定的腐蚀性。与此同时,空调冷凝水具有一定的不确定性,它受室内的条件和室外气候环境的影响,而室内的人员状况和设备装置也会对空调冷凝水造成一定的影响。而空调冷凝水的回收利用在达到制冷效果的同时也有利于生态环境的保护。目前,市场上大多数空调的工作原理是相似的。在空调末端产生冷凝水的管道汇集处设置一个冷凝水收集池,对从各个管道流出的冷凝水进行收集,再通过潜水泵将冷凝水收集池内的水输送至空调内的制冷站,并经过一系列的处理,用作冷冻水系统和冷却水系统的补水。除此之外,一些工业厂区会设置制冷站、换热站等进行空调系统的设计。制冷站也是空调冷凝水的回收系统,其内部的结构和工艺程序比较复杂,是空调设计中最为重要的部分。 空调开发商也可以在空调系统内增设集水箱、雾化器、小型水泵等构件,将冷凝水收集在水箱内,再经过水泵进行加压雾化处理。这种方法不但可以有效地降低室内温度,也增加了节能效果。
四、冷凝水回收处理工艺
1.常规凝结水除铁技术
采用常规的离子交换技术,使用阳床脱除有害离子,使蒸汽凝结水达到锅炉的用水要求。此种工艺主要适用于凝汽式热电厂封闭的“锅炉―汽轮机―凝结水―除氧器”的封闭循环系统。对凝结水中的烃类有机分子不能去除,而且烃类还会导致树脂失效。
2.降温后常规的化学除盐处理
将蒸汽凝结水收集后冷却到常温作为原水,经过单独的除油设备除油后进入原化学水处理系统处理。此种方法从工艺上最简单可靠,但是它失去了凝结水回用的意义,将大量的低温热和凝结水的高品质全部浪费,使企业损失大量的经济效益。
3.铺膜爆膜法
用树脂或微粒均匀铺在滤层表面,截留需去除杂质,饱和或接近饱和时,用膜爆去重新铺膜。这种方法存在一些弊端,主要有:①使用后的树脂或微粒必须弃去,不能再生和重复利用,设备运行费用高;②不能保证铺膜绝对均匀,效果不稳定;③步骤多、隐患多,一旦泄漏,油就会污染滤元,使处理后的凝结水被二次污染;④靠物理方法截除凝结水中直径为几十纳米的分散态油效果很差,达不到中压锅炉进水要求。
4.活性分子膜的超微过滤和多官能团纤维吸附工艺
去除凝结水中的微量杂质单靠物理过滤方法是很难成功的,常常事倍功半,而组合化学方法,有针对性的从分子角度考虑和处理,则会事半功倍。在蒸汽凝结水不降至常温的条件下,运用活性分子膜的超微过滤组合带大量官能团的复合碳纤维吸附方法,能够有效去除凝结水中游离态、机械分散态、乳化态、溶解态的各种烃类及其衍生物。同时在活性分子膜和复合碳纤维微孔内官能团的作用下,脱除水中的金属离子,使凝结水达到锅炉给水要求。凝结水处理工艺选择时一般考虑以下几个原则:①工艺能否达到各项出水指标的要求;②工艺是否先进可靠;③工艺方案造价的高低;④运行管理是否方便;⑤运行成本的高低;⑥对工人健康和周围环境卫生的影响。根据以上原则和工艺方案比较,确定选用活性分子膜的超微过滤组合多官能团纤维吸附工艺。
五、空调冷凝水的利用
1. 空调冷凝水作为日常用水的应用
空调冷凝水可以再回收后作为日常用水而继续投入使用。事实上,相比于一般的家庭用户,机场、车站、会馆等人流量较多的公共场所的中央空调产生的冷凝水量较多。空调冷凝水可以做为卫生用水而被使用。一般说来,人们对卫生用水的水质并没有较多要求,而公共场所的卫生用水量较多,开发商可以在中央空调机室内增设多个冷凝水通道管,并将其接到冷凝水的储水箱内,再通过液面高度产生的压力将冷凝水释放出来。这样,不但降低了空调运行的成本,也起到了节约水资源的重要作用。与此同时,空调冷凝水也可以作为日常饮用水进行使用。虽然冷凝水中含有很多有害杂质,但其本质是纯净水,研究人员只需对其进行一定程度的净化便可以除去其中的杂质。开发商可以将从空调器中流出的冷凝水收集起来,再经过水泵进行电磁阀、两级砂滤、过滤棒过滤、活性炭吸附、膜滤等方式的处理,最后再通过紫外线照射进行杀菌处理,保证了饮用水的干净程度。
2. 空调冷凝水作为工业用水的应用
除了上文提到的将空调冷凝水作为生活用水之外,空调冷凝水也可以作为工业用水而被人类广泛利用。一方面,它可以作为灌溉用水,用于园林绿化方面。如今,随着我国园林绿化工程的崛起,我国每年都投入大量的自来水进行灌溉,以保证花卉、草皮等绿化区域的正常生长。而如今我国拟绿化的区域正在不断的增加,国家也制定了相应的政策保证了改造绿地率,因此,通过蓄水箱对空调冷凝水进行储存、收集不但能够“变废为宝”,节约了水资源,也为改善城市面貌出了一份力。而另一方面,空调冷凝水也可以作为冷却水。一般说来,冷凝水经冷却塔出来后,其温度比较低,可以用做冷源辅助剂。
结语
在水暖中应用冷凝水回收处理技术,具有十分重要的意义,有利于锅炉的供汽压力的稳定,保证了用气设备的正常工作,对设备因季节改变而发生的老化问题也得到了较大的改善。同时,也将很大程度的减轻司炉工的劳动强度,提高生产的效率。
参考文献:
[1]薛继辉;密闭式冷凝水回收系统设计与研发[D];南京理工大学;2010年
[2]周红英;基于组态软件的冷凝水回收与监测控制系统研究[D];苏州大学;2012年
[3]梁仁建.空调冷凝水回收利用技术应用与分析[J].广东轻工职业技术学院学报,2011,8(2):13-16.