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張筠董事長發表重要學術論文——除氧器乏汽回收裝置在餘熱電站的應用

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張筠董事長發表重要學術論文——除氧器乏汽回收裝置在餘熱電站的應用

發布日期:2017-04-20 00:00 來源:http://www.boatdocumentationnumbers.com 點擊:

除氧器乏汽回收裝置在餘熱電站的應用

(連雲港市丝瓜视频app色電站輔機廠有限公司  張筠  222022)

(天津大沽化工股份有限公司 李青山 賈雲亭300455)

    摘要:

大氣式除氧器由於其工藝的需要,在將水中的溶解氧排出的同時,部分蒸汽也隨之排出,因而除氧器排汽是火力發電廠汽水損失的主要形式之一。據統計,熱電分廠每年除氧器乏汽排放約5000多噸,經濟損失達數十萬元。除氧器乏汽排放既浪費了能源又汙染了環境,這些蒸汽完全可以回收再利用,為企業取得巨大的經濟效益。

關鍵字:除氧器乏汽  乏汽回收裝置

一、大氣式除氧器器的乏汽排放

從氣體的性質可知,當水與某種氣體接觸或與空氣相接觸時,就會有一部分氣體溶解到水中。從化水車間供過來的除鹽水中溶解的氣體,有一些是活性很強的氣體,如氧氣和二氧化碳,其對熱力設備、管道、省煤器及鍋爐本體內部表麵、熱交換設備等部位起腐蝕破壞作用,降低了設備的使用壽命。因活性氣體對電廠的安全經濟運行危害極大,所以在給水進入給水泵、高加、鍋爐之前必須將它除掉。除氧的原理有兩種:一種是化學除氧,另一種是加熱式除氧,加熱式除氧是利用氣體在水中溶解的性質進行除氧,其優點是理論上能將水中溶解的各種氣體全部除掉,但根據氣體分壓力定律,氧氣的排出與溶入有一個動態平衡過程,在氧氣逸出的同時又有一部分氧氣溶入水中。所以除氧器的除氧能力和除氧器的類型有關。一般在中小電廠應用最廣泛的是大氣式除氧器,它是在工作壓力0.02Mpa工作溫度104℃下進行除氧,除氧的過程是除鹽水與加熱蒸汽在除氧頭內進行熱交換後,達到除氧目的。除氧後的水進入除氧水箱,一般水箱的總容積為滿足鍋爐在額定負荷下20min的水量。水箱內的給水含氧量不超過15ug/l,進行完熱交換的乏汽與活性氣體一起從除氧頭頂部排出,從而保證鍋爐鍋爐給水品質。

二、大化熱電分廠乏汽排放的經濟損失

  1.乏汽排放量

乏汽參數:P0=0.02mPa  t0=104oC  飽和蒸汽焓h2=2682kj/kg,飽和水焓h1=436 kj/kg,進入乏汽回收裝置的除鹽水P=0.4 mPa,t=35 oC,t=50 oC,h35 oC=147 kj/kg,h50 oC=209 kj/kg

根據熱力學第一定律即吸熱量與放熱量相等,即M(h50 oC - h35 oC)=X(h1-h2)其中X為乏汽排放量。根據實際測量進入乏汽回收裝置的冷卻除鹽水m=10t/h,帶入數據解得  X=0.28t/h。

2.節約煤量及工質量

根據上式每小時回收熱量q1= M(h50 oC - h35 oC)=6.2×105kj/h ,標煤發熱量q0=29306 kj/kg,鍋爐效率按ηb=85%計算,根據熱量平衡ηb×m=q1/q0 ,得:m=25kg/h

考慮到大化熱電分廠的6台除氧器不可能全部運行,按5台計算,全年按8000小時計算:

M=8000×5×25=1000t

M工質=8000×5×0.28=11200t

  3.回收效益

每噸標煤按800元,除鹽水按9元計算(參考2011年分廠成本):

P=1000×800+11200×9

  =800000+100800=90萬

三、乏汽減排技術

在國外,企業對除氧器乏汽回收很重視,在其結構設計或熱力係統設計時盡量減少排汽損失,各種規格的除氧器均設有排汽冷卻器。我國除氧器大多沒有回收裝置,在現場可以看到排出的大量蒸汽飄得很高很遠。除氧器乏汽回收分蒸汽回收和熱水回收兩種,所謂蒸汽回收是將除氧器乏汽壓力升高,並入熱網利用。一般除氧器乏汽量和熱網蒸汽流量相比很少,其中的含氧量不會影響蒸汽的品質。所謂熱水回收是指用乏汽加熱軟化水。兩種方式分別介紹如下:


除氧器乏汽的蒸汽回收,是利用蒸汽噴射式熱泵,利用較高壓力的蒸汽經噴射吸入乏汽,混合後增壓,送入供熱管網。回收的原則性係統圖及控製圖如圖

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    除氧器乏汽的熱水回收有兩種方案,一種是利用噴射式混合凝汽器將乏汽凝結成水,另一種是利用膜式凝結器,將蒸汽凝結成水。利用噴射式混合凝結器乏汽回收係統如圖所示。

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噴射式混合式凝結器乏汽回收裝置

1、除氧器 2、噴射式混凝器 3、汽水分離器 4、自動水位計 5、電動球閥

    膜式凝結器,將蒸汽凝結成水。膜式凝結器回收係統如圖所示

1492657712735925.jpg

膜式凝結器回收乏汽係統

1、除氧器2、膜式凝結器 3、自動水位計   4、電動球閥

乏汽的蒸汽回收適用於高壓除氧器,因為高壓除氧器工作壓力高,乏汽排氣壓力也高,用蒸汽噴射式熱泵回收,不需要太多的驅動蒸汽,容易做到蒸汽的平衡。對於大氣式除氧器則適用於熱水方式回收,而且更適合用膜式凝結器回收,因為冷卻水水源可以用除鹽水代替,除鹽水冷卻乏汽後無需加壓直接進入除氧器,係統較為簡單,工程造價低。

四、大化熱電分廠采用的技術及其改造過程

   1、技術的選擇

 在確定改造項目後,大化熱電分廠對上述兩種乏汽回收方案的生產廠家進行了技術谘詢,並進行了現場調研,由於噴射混合凝汽器回收裝置應用較為廣泛,大化熱電分廠首先考察了由北京某公司生產的噴射混合凝汽器回收裝置,該裝置在河北省某公司的自備電廠得到了較好應用,不足的地方是在除氧層需要設置兩台管道泵將除鹽冷卻水打回除氧器,需要電氣設備控製係統,裝置的巡檢以及維護強度高,而且設備成本較高。大化熱電分廠又谘詢了江蘇連雲港市丝瓜视频app色版電站輔機廠生產的膜式凝結器,該公司的回收裝置在山東有多個廠家也得到了成功應用,大化熱電分廠對其中三家回收裝置的運行情況進行了谘詢,三個廠家都對該回收裝置給予了很好的評價。膜式凝結器回收裝置係統設備簡單,現場隻需要一台加熱器,投入與退出都很簡便,安全性能好,設備成本低。鑒於上述優點,大化熱電分廠決定采用該方案對除氧器進行改造。

 2、改造的方法

 用除鹽水作為回收裝置的工作水源,在除氧器的進水調節門的旁路閥前加一個閥門作為膜式凝結器的進水,在閥後加一個閥門作為膜式凝結器的回水,冷卻水量的控製可以通過調整進水或回水閥門的開度來實現。凝結水的排放通過自流進入除氧器溢流管送至疏水箱,如圖示:

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    在裝置需要投入時,先投入除鹽水冷卻水路,再打開除氧頭排氣與乏汽回收裝置的乏汽進口閥及乏汽出口閥,然後關閉除氧器排氧頭的排氣直通閥。

    2、改造後效果

    該裝置在大化熱電分廠一期3#除氧器投入運行後,運行效果良好,經過乏汽回收裝置後的除氧器排汽基本上都被冷凝成水,達到了零排放,除氧器運行平穩,沒有振動現象,除氧水箱的出水的含氧量基本沒有變化,都在15ug/l以下,改造基本達到了預期的效果。但是該裝置也存在一定的不足,在除氧器負荷較低時,除氧器的除鹽水調節閥開度很小,除氧器依靠各路回水就可以滿足運行要求。但乏汽回收裝置需要一定量的除鹽水冷卻乏汽,調節閥的漏量使得一定量的除鹽水進入除氧器,這就使得除氧器水平衡比較困難,在除氧器低負荷時需要退出該裝置運行。為了解決上述問題,大化熱電分廠與連雲港市丝瓜视频app色板電站輔機廠進行了溝通,擬將1#、2#除氧器的乏汽回收裝置直接與除氧器除鹽水進水主管路連接,利用除鹽水調節閥的漏量對乏汽回收裝置的乏汽進行冷卻,這就要求乏汽回收裝置的內部不鏽鋼管的管徑加大,以減少其本身的壓力損失,保證除氧器的進水壓力。這樣就既解決了除氧器的水平衡問題,又能滿足除氧器各負荷下的正常運行。改進後的連接方式如下圖所示。

1492657713698004.jpg

 運行時全開乏汽回收裝置的進出口水閥(閥5、閥4),,關閉調節閥後手動閥(閥6),這樣乏汽回收裝置就與除鹽水係統形成了串聯關係,保證了除氧器在低負荷時乏汽回收裝置能也正常運行。需要指出的是,3#除氧器乏汽回收裝置的疏水管在安裝時為了保持水位,防止乏汽泄漏,使用了U形管,但在投入運行中發現除氧器在高負荷時易出現水位高,除氧頭振動現象。起初認為是疏水管設計偏小引起的,因此在4#、5#除氧器乏汽回收裝置安裝之前,與廠家溝通加粗了疏水管,但在投入運行後同樣出現了振動的現象,經過深入分析後認為可能是裝置內形成微負壓使凝結水自流動力不足以克服U形管的阻力導致了乏汽回收裝置凝結水的不暢,將U形管改為直管後,上述現象得以解決。因此,隻要除鹽水的出口不超過60 oC,乏汽進入膜式凝結器後會立即凝結,乏汽也不會從疏水管排出。

 五、總結

噴射式混合式凝結器乏汽回收裝置與膜式凝結器乏汽回收裝置雖然都可以達到乏汽回收的目的,但筆者認為膜式凝結器因其結構簡單,投資少,運行維護簡便,兩者相比其更是一種很好的乏汽回收技術,隨著其日益投入生產應用,其應用前景將會十分廣泛。


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