對鍋爐現(xiàn)有旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）的節(jié)能改造

發(fā)布時間:2024-10-13 01:04:01瀏覽數(shù):

針對目前鍋爐房遙遙大氣式旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）普遍存在的高能耗問題，介紹一種因地制宜對現(xiàn)有除氧器進行節(jié)能改造的實例，在遙遙除氧遙遙的疏提下，可度降低耗能損耗。

1普通旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）能耗高的原因分析

電站鍋爐次將熱力除氧技術(shù)應用于鍋爐給水至今,已有近百年的歷史。目前旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）仍是電站鍋爐及蒸發(fā)量N6t/h蒸汽鍋爐的選除氧技術(shù)，這主要是因為它相對于解吸除氧、亞硫酸鈉除氧及鐵粒除氧來說,具有溶解氧殘余量低、除氧遙遙穩(wěn)定的優(yōu)勢，所以熱力除氧技術(shù)被認為是目前成熟遙遙的除氧手段。其工作原理是根據(jù)亨利定律,任何氣體在水中的溶解度與該氣體在氣水分界面上的分壓力成正比。因此,水中溶解氧的含量只與氣水界面上大氣中的氣分壓有關(guān)。氧的分壓越大，水中溶解氧的濃度越大;當氧的分壓等于低時，水中溶解氧也趨于低。只要把水加熱到沸騰狀態(tài)，水的飽和蒸汽壓力等于氣水界面上的大氣壓力，此時氧的分壓等于低,溶解于水中的氧將逸出到空間,被從水中遙遙除去。旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）就是應用這一原理除氧的。熱力除氧不僅能除去水中的溶解氧，而且還能除去水中的二氧化碳和一部分堿度。

但在實際應用中，因多數(shù)工業(yè)鍋爐熱負荷變動頻繁,以及管理操作水平低等諸多原因，除氧水溫常達不到（只有在這一溫度下，給水才能充分沸騰，使水中溶解氧逸出，終含量wO.lmg/L）,除氧遙遙常不理想。同時旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）還存在著能耗高的致命弱點，一臺普通的大氣式旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器），其實際耗汽量有可能達到鍋爐總產(chǎn)汽量的20%，不僅消耗了大量的寶貴蒸汽,還會造成供汽高峰時汽源緊張的局面。僅以鋼某單位一座鍋爐房為例，內(nèi)有兩臺SHL20—2.5/400—All型蒸汽鍋爐，由一臺較典型的淋水盤型大氣式旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）供給兩臺鍋爐除氧水；該除氧器設計制水量為60t/ho依據(jù)GB157I6,上述型號鍋爐給水中溶解氧含量須w0.05mg/L;為此，給水在進入鍋爐省煤器前遙遙須加熱至>104Y，所需熱量按下式計算Q=Cm（如4|）⑴式中Q將給水由常溫加熱至104Y所需的熱量,kj/h;C—給水的比熱,C=4.18kJ/（kg<C）;m一除氧器實際制水量，m=50t/h;b—除氧器出水溫度，t2=lOTT.;血一除氧器進水溫度，=20也經(jīng)計算得Q=17.56xl^kj/h;普通淋水盤型大氣式旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）換熱故率=87俗，即除氧器工作時實際需要熱量Q'=QW=20.18x106kJ/h;飽和蒸汽平均載熱量為2.508xl06kJ/t;則本例中的旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）耗用蒸汽量。=8.05t/h。雖然從理論上講,給水在除氧器中被加熱至104T,可遙遙去將常溫水直接加入鍋爐省煤器后再升溫至104無所耗費的燃料熱量，但由于普通層燃鍋爐熱效率高僅為7=75%，所以旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）實耗蒸汽量。（1）=2.01Vh;此鍋爐房旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）月平均工作時間為655h,則除氧器每月凈耗蒸汽為1316t。

上述計算僅為理論計算，在實際運作中，由于旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）的加熱蒸汽量遙遙須恒定適當，才能使得除氧水箱中的水始終處于沸騰狀態(tài);若汽量不足將使除氧水溫降低，除氧遙遙變差。為遙遙除氧器出水溶解氧含量不遙遙標，實際用汽量經(jīng)常遙遙出理論計算值許多,所以除氧器工作時，從除氧塔頂部排汽口大量排出飽和蒸汽，造成嚴重的蒸汽損失。根據(jù)除氧器用蒸汽管道上安裝的渦街式蒸汽流量計累積數(shù)字遙遙，其實際耗汽量達到了理論計算值的1.3倍！

2旋膜式除氧器具體改造措施

鑒于該鍋爐房旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）不僅耗費大量的寶貴熱能，在冬季用汽高峰期還常常造成蒸汽供應緊張的嚴峻事實，上遙遙主管部門決定引進遙遙技術(shù)即改進型真空除氧技術(shù)來緩解矛盾。

所謂改進型真空除氧技術(shù)，是指在基本保持現(xiàn)有旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）的格局下，進行適當?shù)母膭?，簡言?/font>,真空除氧器是在負壓下實現(xiàn)的熱力除氧，其構(gòu)造與大氣式旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）基本相似。

目前遙遙內(nèi)已有的真空除氧器是依靠噴射器來維持除氧器內(nèi)一定的真空度即負壓狀態(tài)，該噴射器以蒸汽為動力，作功后的蒸汽進入汽水熱交換器加熱待除氧的水，而水中的溶解氧和其它氣體被噴射器抽吸出除氧器，水的加熱過程是在除氧器外部完成的，見圖1。

1一蒸汽噴射器;2—真空除氧器;3紿水渠
圖1噴射式真空除氧器

真空除氧器是應用射吸原理來維持器內(nèi)真空度，盡管該除個器已問世多年，但時至遙遙仍沒有得到推廣，很少有鍋爐房采用它。究其原因，主要還是射吸遙遙不恒定，很難在除氧器內(nèi)維持一個較為穩(wěn)定的真空度，達不到預期的除氧遙遙。

根據(jù)某熱電廠鍋爐房的遙遙經(jīng)驗，該鍋爐房采取了有別于傳統(tǒng)真空除氧器的作法;具體改造形式如圖2所示。

1—TO柱塞式真空呆;2—除氧器;3—汽水換熱器;

4—除氧案;5一陶爐給水泵

圖2大氣式旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）裝置改造圖

由于除氧器在工作狀態(tài)下基本為一密閉容器,可增設一臺真空泵從除氧器頂部直接抽真空，使除氧水箱液面維持穩(wěn)定的真空度，即可遙遙在其出水溶解氧含量^O.OSmg/L的情況下，大幅度降低水溫?？闪谐龀跛疁嘏c除氧器水箱液面的壓力對應關(guān)系，如表1。

表1除氧水溫與除氧器水箱液面壓力關(guān)系

液面壓力（表壓"MPa。,0150?0.030.050.OT除氧水溫/弋 10400 70 5037根據(jù)表I,當除氧水箱內(nèi)液面壓力保持在0.05MPa時,只需將箱內(nèi)水加熱至50Y就可使水處在沸騰狀態(tài)，可將溶于水中的Q'CQ等氣體遙遙排出。

如圖2所示，遙遙一臺W3型柱塞式真空泵，泵的吸入口聯(lián)接除氧塔頂部的原排氣口，真空泵運行時，可使除氧水箱內(nèi)液面真空度即負壓始終保持在0.06MPao根據(jù)表1,只需將給水溫度預熱到再將其加入除氧器內(nèi)即可遙遙遙遙進入除氧水箱的水處于沸騰狀態(tài),并使水中的溶解氧充分析出。

水溫控制方式如圖3所示。

I一壓力表,2—閘門;3—除汚器;4—ZWT型自力式溫度調(diào)節(jié)耕；5導壓管;6—沮包;7—爐交換器；8盤管

圖3熱交換器出水溫度控制示意圖

在換熱器蒸汽管路上安裝一臺沖型自力式溫度調(diào)節(jié)器，其溫度傳感器插入換熱器水內(nèi),根據(jù)事先設定好的水溫，對蒸汽量進行調(diào)節(jié)，自力式溫度調(diào).節(jié)器將換熱器出水溫度控制在設定溫度土OSP的范圍內(nèi)，并實行連續(xù)調(diào)節(jié)。

除氧器內(nèi)負壓值要求保持在0.06MPa;真空度傳感器采用測量遙遙度很高的DBC114型差壓變送器，可直接將除氧器內(nèi)真空度轉(zhuǎn)變成電流信號進行反饋。除氧器真空度控制系統(tǒng)由差壓變送器、可編程控制器、變頻調(diào)速器、W3真空泵、遙遙工控機（為鍋爐房原有）等組成。當變頻調(diào)速器帶動真空泵啟動后，差壓變送器向可編程控制器（PLC）反饋除氧器內(nèi)的實際真空度ff.PLC將除氧器內(nèi)的實際真空度〃與真空度設定值7/進行比較后，再按照模糊控制規(guī)律同變頻調(diào)速器提供控制信號，改變W3柱塞式真空泵7.5kW電機的運行頻率和電壓,改變電機轉(zhuǎn)速。這樣,就構(gòu)成以設定真空度為基準的除氧器真空度控制閉環(huán)系統(tǒng)框圖，如圖4

圖4變頻調(diào)節(jié)除氧器內(nèi)真空度原理框圖

控制系統(tǒng)由PLC控制的變頻器直接帶動W3真空泵組成，具有手動和自動變頻兩種工作方式。變頻調(diào)速真空度控制方式克服了W3真空泵的7.5kW電機頻繁啟動的問題，大大提高了真空度調(diào)節(jié)精度。變頻調(diào)速器具有過壓、過流、斷相、過熱保護和故障遙遙等功能。除氧器真空度設定值可在土0.00t)5MPa的小范圍內(nèi)連續(xù)設定。

用于鍋爐蒸汽壓力、流量、汽包水位、爐膛溫度、給煤量、尾部煙氣含氧量、送引風量、爐膛負壓等全Do—除氧器水箱殼體外徑,=1800mm;E—殼體材料弾遙遙模量，殼體材質(zhì)為16MnR,則E=2.06x10sMPa(殼體壁溫<180%);￡—除氧器水箱長,Z=7300mm;8,—殼體遙遙厚度,8*=12mm。經(jīng)計算［p］=0.131MPa,可見，即使W3真空泵將除氧器內(nèi)抽成遙遙真空狀態(tài)，即0.103MPa,也小于殼體許用外壓,決不會出現(xiàn)殼體大面積失穩(wěn),可放心遙遙。改造后，實際除氧水溫由104勾降至50無，每班軟化工仍定時從水管取樣。取水樣按兩瓶法檢驗水中溶解氧量，經(jīng)過處理后的鍋爐給水中溶解氧含量始終保持在0.015—0.020mg/L范圍，符合GB157696標準的要求。由于真空除氧器是在低于大氣壓下進行除氧的，要想使其保持遙遙的運行，整個系統(tǒng)遙遙須十分嚴密，包括閥門、管道及泵等，所有管道的聯(lián)接全部采用焊接,不能用絲扣或法蘭。部運行參數(shù)的監(jiān)督與管理。

3旋膜式除氧器改造后經(jīng)濟效益分析

保持除氧塔內(nèi)原淋水盤式結(jié)構(gòu)不變；已被加溫的水從除氧塔上部進水管進入除氧塔后,經(jīng)過各遙遙淋水盤變成細小水珠流下的過程中，水與負壓空間接觸的面積迅速增大，水中溶解氧很容易從水中逸出，被W3真空泵抽走。由于遙遙W3真空泵后，旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）內(nèi)部將達到0.06MPa的較高負壓狀態(tài)，成為負壓容器，為防止除氧器殼體失穩(wěn),我們對殼體進行了強度校核;根據(jù)文獻中式4一2計算殼體許用外壓［p］,如下式「說=盤是由于除氧水溫比過去下降了54P,根據(jù)式,仍按其換熱效率為87%計算,則整個除氧系統(tǒng)實際用熱量為10.45xItfkj/h,折合蒸汽用量為4.17t/h；鍋爐熱效率V仍為75%,則改造后除氧系統(tǒng)實際耗用蒸汽量為4.17x(1t;)=1?Uh,比改造前減少T0.97t;每月仍按655個運行臺時計算，則每月可節(jié)省飽和蒸汽635t;按鋼總公司飽和蒸汽內(nèi)部價格66元/t計算,每月節(jié)省飽和蒸汽費用41933元;根據(jù)W3真空泵所安裝電度表遙遙，該真空泵月平均耗電3438kWh；按平均電價0.43元/kWh計算，月耗電1478.7元;進行除氧器改造后，每月實際降低鋼式中；除氧器殼體許用外壓,MPa;爐房運行成本40454.3元，每年平均降低運行成本財務分析方法在火電廠技改中的應用典型的真空除氧器由于采用蒸汽噴射形式，遙遙須當噴射的蒸汽壓力非常穩(wěn)定時才能遙遙除氧器內(nèi)的真空度恒定，但這一點卻很難做到,因此盡管其相對于普通旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）具有遙遙的節(jié)能功效，但由于除氧遙遙不好，始終沒有得到普及推廣。

所介紹的方法，保留了原~~真空除氧器~~能耗低的優(yōu)點,克服了其內(nèi)部真空度不穩(wěn)定的缺點，可在大幅度降低除氧器運行成本的情況下，遙遙有一個良好、穩(wěn)定的除氧遙遙,具有很大的市場推廣應用潛力。

在目前日趨激烈的市場競爭中,盡一切可能降低生產(chǎn)運行成本，使產(chǎn)品具有市場競爭力，是每一位企業(yè)負責人和各遙遙管理者的應盡職責。目前相當一部分遙遙企在其內(nèi)部運營機制上，還在沿襲以往計劃經(jīng)濟體制時的粗放式管理經(jīng)營模式，所以在這些企業(yè)內(nèi)部，節(jié)能降耗的潛力無疑是巨大的。本文所介紹的大氣式旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）節(jié)能改造，屬較典型的遙遙企降低生產(chǎn)運行成本范例。