解析除氧器排汽换热器应用实例分析 

       解析除氧器排汽换热器应用实例分析，热力除氧法在电站、供热站给水除氧处理上已普遍应用，但解析除氧器除氧同时也带来了热量、工质的损失和造成排汽噪音，在资源综合利用、节能环保方面存在相当问题。通过对供应有限公司解析除氧器排汽能量回收节能改造的实例，得出其在类似场合应用及在节能、节水、环保方面具有显著成效的结论，进而呼吁推广应用。
      热力供应有限公司主要配置3台130t/h循环流化床锅炉及相应的辅助系统。为合理分级利用能源并保证热力除氧效果，热力系统设置2台200t/h低压除氧器和2台200t/h高压除氧器。解析除氧器正常运行中的排汽热损、工质损失和高压除氧器排汽噪音构成了3大问题。通过加装解析除氧器排汽换热器的技改工程，针对性地解决上述问题并取得显著成效。
1项目介绍
      项目改造前情况：为了确保高温高压锅炉给水含氧量在规范限值(≤7ug/l）以下，公司采用热力除氧法设置了各2台200t/h高压（0.45MPa）、低压(0.02MPa)除氧器。热力除氧不但去除了给水中的氧气，而且也去除了水中溶解的其他气体，并且没有其他遗留物质，因此在电站和供热站被广泛应用。为了使解析除氧器里的各种气体顺利逸出从而保证水中的含氧量达标，一般是将解析除氧器的排汽阀门开大，使各种汽与气体顺利逸出。但是在开大阀门对除氧有利的同时也造成了蒸汽和热量的大量流失。根据制造厂数据，要保证解析除氧器出水含氧量达标，其排汽量损失一般在0.3％～0.5％额定出力，即向空排汽量为0.6～1.0t/h。该损失带来了三大问题：汽水损失、热量损失及排汽噪音。排汽噪音方面，据笔者所在单位监测，加装高压除氧器排汽管道消音器后在厂界外1m处测得为64分贝，不能满足工业企业夜间55分贝要求。
      主要改造内容：通过在高压除氧器排汽管道上加装表面式换热器，用除盐水吸收排汽热量，同时将冷凝水回收至疏水箱后回到解析除氧器，以此解决上述三大问题。解析除氧器的排汽换热器可以就近放置在除氧器平台上，解析除氧器的排汽换热器的冷却水来自除盐水（0.5MPa,30℃),除盐水在经过排汽换热器加热后继续送至解析除氧器，解析除氧器的排汽冷凝下来的水利用其高差送至疏水箱，当疏水箱水满时再通过疏水泵送至解析除氧器继续加热除氧。在排汽换热器上设有排汽口，经过冷凝之后的排汽冷凝水中的氧气可由此逸出。
      项目改造后情况：经此改造后，部分除盐水（设计10t/h）在进低压除氧器前先经过排汽换热器内排汽余热的加热及升温，节省低压除氧器耗用汽量，并用疏水箱和疏水泵解决排汽工质回收问题，而且排汽噪音也基本消除。
2解析除氧器技术措施
      利用表面式换热器进行热交换，以加热介质，回收热量，这在热力系统已被广泛应用。此改造通过加装不锈钢表面式换热器及相关管道、阀门及其它附件，系统简单，安装工作量也不大。排汽换热器主要用途是将各种锅炉除氧器、排污扩容器及各种热力设备排出的高温余汽进行冷却回收利用，同时加热冷却水，使排汽余热得以充分循环再利用。此产品主要由筒体、冷却水管板、上下封头、冷却水的进出水口、排汽进出口等组成。
      产品安装位置：排汽换热器位于解析除氧器运行平台的适当位置。管路连接：
      ①排汽换热器与原排汽管并连，其接入排汽阀前；
      ②排汽换热器进水口与除盐水管路连接，出水口连接至低压除氧器塔头的除盐水进水口；
      ③经装置冷却后的不凝结气体由排汽口排出，凝结后的疏水排至疏水箱。本设备的筒体、内部管道、管板及外部连接法兰全部采用304不锈钢。筒体厚度为6mm；内部管道为蛇形管，其管径为Φ19×0.7。本设备的换热面积为25m2，蒸汽回收率大于99％。
      目前，解析除氧器厂家在设计、制造中并未考虑将排汽进行充分利用，设计院也基本上根据业主的意见才会考虑增加这套系统。对于除氧器特别是大出力的高压除氧器来说，确实很有必要进行工质及其热量的回收，并解决噪音污染问题。
3解析除氧器节能量分析与计算
      改造前能耗情况：公司高低压除氧器均为新型旋膜式，为了确保给水含氧量合格，设计上采用了除盐水先经低除初步加热除氧，再经高除深度除氧的方式。旋膜式除氧器的工作特点是：在50％额定出力以下时，由于起膜效果减弱，故汽水混合及除氧效果降低。为了确保系统安全运行、提高设备使用效率并满足锅炉水质要求，4台除氧器必须进行排汽除氧，从而带来了工质和热量损失。在解析除氧器正常运行中，为确保在外界负荷变化时含氧量始终保持合格，一般不会频繁调整排氧阀开度。保守估计，额定出力下4台解析除氧器总排汽量达到1.8t/h以上。
      改造后能耗情况：改造后，高压除氧器的排汽工质及热量得到了有效回收，同时可减小低压除氧器初步除氧的负担，以减小低除的排汽损失，达到系统的优化运行。节能量计算：
1）热量回收计算
      高压除氧器排汽换热器的效率在95％左右，并由于未凝气体携带，蒸汽回收率按99％算，0.45MPa饱和蒸汽焓即进汽焓值为2753kJ/kg，集中供热站年运行小时数为8700小时，标煤发热量为29271kJ/kg，单台高压除氧器排汽损失即进气量0.6t/h，饱和疏水焓655kJ/kg，除盐水即进水焓126kJ/kg、流量即除盐水量10t/h。换热器能量平衡图见图1。
      换热器热平衡计算式为：进汽量×蒸汽回收率×（进汽焓－饱和疏水焓）×换热器效率＝除盐水量×（出水焓－进水焓）即：0.6×0.99×（2753－655）×0.95＝10×（出水焓-126）由此得到出水焓为244.39kJ/kg，查表得除盐水出口温度为58.27℃,换热器每小时回收热量为1183.9×103kJ，标煤的发热量为29271kJ/kg，年回收热量可折合标煤：1183.9×103kJ/h×2（台）×8700h/29271kJ/kg=703.8t
2）工质回收计算
      两台高压除氧器排汽量为1.2t/h，按回收率99％，集中供热站年运行小时8700计算，则回收水量：1.2t/h×0.99×8700h＝10335.6t。目前供热站制水成本为5元/t，则年节约自来水成本：10335.6t×5元/t＝51678元。4项目投资额及回收期项目投资额：排汽换热器2台管道、阀门及附件安装施工费合计8.6万元6万元4.4万元19万元
      目前市场标煤价为1183.37元/t左右（按集中供热热电联产业委员会所公布2011年2季度煤价），则年节能效益：703.8t×1183.37元/t+51678元＝884533元投资回收期190000元/884533元/年≈2.6个月
5结论
      项目实施结果，取得了如下成效：年节约标煤703.8t；年节约除盐水10335.6t；解析除氧器排汽噪音基本消除。并且随着公司热负荷的增长和解析除氧器加热处理除盐水量的增加，节能减排效益将更加明显地显现出来。
      该类型节能技改项目可以被广泛推广应用，对于集中供热站、热电厂、大型火力发电厂解析除氧器及疏水扩容器等具有排汽热损失的设备均可进行工质和热量回收。