一、核心功能与重要性

1. 收集凝结水：汇集来自各蒸汽换热设备（如换热器、盘管、反应釜夹套等）的凝结水。

2. 汽水分离与闪蒸：高温凝结水进入较低压力的回收罐后，部分会重新沸腾产生“闪蒸蒸汽”。水箱必须能有效分离并利用这部分蒸汽。

3. 为凝结水泵提供稳定吸入压头：保证泵不发生汽蚀，能稳定地将凝结水泵送至锅炉或指定用水点。

4. 系统缓冲与均衡：缓冲不同设备凝结水排放量的波动，稳定系统运行。

二、设计类型：开式系统 vs. 闭式系统

这是最首要的设计决策，决定了后续所有细节。

结论：除非有特殊限制，否则应优先选择闭式凝结水回收系统。

三、关键设计要点（以闭式系统为例）

1. 容积计算

水箱容积需平衡投资成本与系统稳定性。

• 基本原则：提供足够的缓冲时间，通常按系统最大凝结水回收量下，泵运行3-5分钟的容积来计算。例如，最大回收量 5 m³/h，则最小有效容积 V = 5 × (5/60) ≈ 0.42 m³。

• 考虑因素：

• 凝结水产生的波动性（间歇或连续排放）。

• 凝结水泵的启停频率（避免电机频繁启动）。

• 预留一定的安全空间（通常为总高度的10%-20%）。

2. 内部结构设计

• 入口挡板/消能器：凝结水以较高速度进入水箱，必须设置挡板或消能装置，防止扰动液面、卷起蒸汽，并促进汽水分离。

• 除汽装置（关键！）：内部需设置汽水分离挡板或除汽管，确保闪蒸蒸汽从顶部引出，而水从底部流出。顶部蒸汽出口应连接至低压蒸汽管网或除氧器。

• 排污口：在水箱最低点设置排污阀，定期排除油污和杂质。

• 取样冷却器：便于安全取样，监测水质。

3. 汽蚀防护（泵吸入口设计）

这是防止凝结水泵损坏的核心。

• 灌注头要求：确保泵吸入口有足够的正压头（NPSHa > 泵必需的NPSHr）。

• 降温措施：如果凝结水温度过高（接近该压力下的饱和温度），极易在泵入口汽化。解决方案：

• 设置高位安装：将水箱架高，利用液柱静压增加灌注头。

• 注入少量低温冷凝水：在泵入口前注入，微降温至饱和温度以下3-5℃。

• 使用高温凝结水泵：专门设计的高温泵。

4. 液位控制与泵送系统

• 液位计：必须安装可靠的双色水位计或磁翻板液位计，用于现场观察。

• 液位控制系统：通常采用浮球式或电容式液位开关/变送器，控制凝结水泵的启停（或变频），维持水箱液位在设定范围内。

• 泵的配置：建议一用一备，确保系统可靠性。泵的流量应大于系统最大凝结水产生量。

5. 保温

整个水箱（包括上下封头）、所有连接管道必须进行高效保温，以减少热损失，防止烫伤。

6. 安全装置

• 安全阀：作为压力容器，必须安装口径经过计算的安全阀，防止超压。

• 压力表：指示水箱内部压力。

• 温度计：监测凝结水温度。

四、材料选择

• 主体材料：由于处理的是高温、高纯度的凝结水，通常选用碳钢（Q245R/Q345R） 即可满足强度和耐蚀性要求。对于食品、医药等特殊行业，或对铁离子有严格限制的场合，可选用不锈钢（SUS304/SUS316L）。

• 内部防腐：碳钢水箱内部可做耐高温环氧涂层防腐处理。