湯云祿，黃海龍，武克學(xué)，魏學(xué)敏

（遷安中化煤化工有限責(zé)任公司，河北 唐山 064400）

熱力除氧器是一種較為常見的除氧裝置，主要應(yīng)用在各類電站鍋爐以及工業(yè)鍋爐給水的除氧場(chǎng)所。如果熱力除氧器的除氧效果達(dá)不到要求，會(huì)對(duì)鍋爐系統(tǒng)的給水管道、省煤器和其他附屬設(shè)施造成嚴(yán)重的氧腐蝕，給生產(chǎn)和設(shè)備帶來巨大的危害。《火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動(dòng)力設(shè)備水汽質(zhì)量》（GB/T 12145—2016）對(duì)部分除氧器的給水含氧量作出要求，即大氣式除氧器給水含氧質(zhì)量濃度應(yīng)小于15μg/L，壓力式除氧器給水含氧質(zhì)量濃度應(yīng)小于7μg/L。為達(dá)到理想的除氧效果，熱力除氧器會(huì)放散部分蒸汽，直接放散至大氣的蒸汽帶走了大量蒸汽余熱及高品質(zhì)除鹽水，造成了能源浪費(fèi)。管殼式換熱器是一種簡(jiǎn)易的換熱設(shè)備，能夠充分利用工業(yè)二次能源，并實(shí)現(xiàn)余熱回收和節(jié)能，廣泛應(yīng)用在化工、能源、交通、機(jī)械等工業(yè)領(lǐng)域。如能利用管殼式乏汽回收裝置對(duì)熱力除氧器放散的乏汽進(jìn)行回收利用，在回收熱量的同時(shí)還可以減少除氧水消耗，無論從節(jié)約能源角度還是目前國(guó)家積極倡導(dǎo)的綠色低碳角度來說收效都是較大的。

某煤化工企業(yè)83.2 t/h干熄焦余熱鍋爐配備額定處理能力110 t/h的熱力除氧器，利用管殼式乏汽回收裝置對(duì)除氧器放散的乏汽進(jìn)行回收利用，產(chǎn)生了較大的經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)保效益，可為符合條件的熱力除氧器用戶提供借鑒與參考，現(xiàn)介紹如下。

1 熱力除氧器的工作原理

熱力除氧器除氧以亨利定律和道爾頓定律為理論基礎(chǔ)，如果能從水面上完全清除氣體，使氣體的實(shí)際分壓為零，就可以把氣體從水中除去?；旌蠚怏w的總壓等于各組成氣體的分壓之和，當(dāng)給水在定壓狀態(tài)下加熱時(shí)，隨著水蒸發(fā)過程的進(jìn)行，水面上的蒸汽量不斷增加，蒸汽的分壓逐漸升高；及時(shí)排除水面上的氣體后，相應(yīng)地水面上各氣體的分壓不斷降低。當(dāng)水被加熱到除氧器壓力下的飽和溫度時(shí)，水大量蒸發(fā)，水蒸氣的分壓就會(huì)接近水面上的總壓，隨著氣體的不斷排出，水面上各氣體的分壓逐漸趨于零，于是溶解在水中的氧氣等氣體就會(huì)從水中逸散，從而被除去。因?yàn)檠鯕獗旧碓谌萜鲀?nèi)無法隨意擴(kuò)散，只能由一定量上升的蒸汽攜帶從放散管排向大氣，因此，熱力除氧器放散出部分乏汽是熱力除氧的必需步驟。

2 熱力除氧器放散乏汽的回收

對(duì)于大多數(shù)鍋爐系統(tǒng)來說，熱力除氧器距離給水系統(tǒng)比較近，因此回收這部分放散乏汽至給水系統(tǒng)，可作為鍋爐補(bǔ)充水的來源，減少水源的消耗，回收的蒸汽熱量也能夠起到加熱補(bǔ)給水的作用，同時(shí)也減少了排向大氣的熱量。

根據(jù)熱力除氧器放散乏汽的參數(shù)特點(diǎn)，選擇管殼式乏汽回收裝置進(jìn)行放散乏汽的回收與利用。管殼式乏汽回收裝置系統(tǒng)簡(jiǎn)單，安裝、檢修較為便捷，改造時(shí)原工藝設(shè)備變動(dòng)小，出現(xiàn)故障或需要檢修時(shí)，通過切換數(shù)個(gè)閥門即可恢復(fù)至原系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，易于操作。管殼式乏汽回收裝置示意圖見圖1，其中矩形虛線外為改造前原熱力除氧器及其給水系統(tǒng)，矩形虛線內(nèi)為增加的管殼式乏汽回收裝置。

圖1 管殼式乏汽回收裝置示意圖

在管殼式換熱器回收熱力除氧器放散乏汽時(shí)，殼程引入除氧器放散乏汽，管程為除氧器給水泵送出的給水，可將壓力0.02 MPa、溫度105℃的熱力除氧器放散乏汽凝結(jié)為60℃左右的液態(tài)水并回收至除鹽水箱，作為除氧器補(bǔ)充水使用。除氧器給水泵送出的給水吸收熱量后送入除氧器，提高了進(jìn)入除氧器的給水溫度，也節(jié)約了加熱除氧器所需的外部蒸汽。

此裝置無需額外增加動(dòng)力設(shè)施，利用0.02 MPa除氧器放散乏汽余壓將蒸汽送至管殼式換熱器殼程，釋放熱量凝結(jié)成水后，通過自身壓力運(yùn)送至除鹽水箱；進(jìn)入管程內(nèi)冷卻水源的動(dòng)力則來自除氧器給水泵的給水壓力，約1.2 MPa～1.6 MPa，管程內(nèi)壓力損失可忽略不計(jì)，不影響吸收熱量升溫后給水進(jìn)入除氧器。因此，裝置改造較為簡(jiǎn)單，只需根據(jù)熱力除氧器放散乏汽參數(shù)及給水參數(shù)選擇匹配的管殼式乏汽回收裝置及配套的管道、閥門等，即可實(shí)現(xiàn)乏汽的回收與利用，具有較強(qiáng)的適用性和可推廣性。

3 回收熱力除氧器放散乏汽的效益分析

3.1 經(jīng)濟(jì)效益

110 t/h熱力除氧器耗用低壓蒸汽量約6.6 t/h，按照熱力除氧器放散量約為耗用汽量的10%計(jì)算，則乏汽量約6.6×10%=0.66 t/h。改造完成后，回收蒸汽量約0.66 t/h。根據(jù)《飽和水蒸氣表》，壓力0.02 MPa、溫度105℃蒸汽的焓值為2 685 kJ/kg，則回收的熱量為0.66×2 685×1 000=1 772 100 kJ/h；按標(biāo)準(zhǔn)煤的發(fā)熱量為29 271 kJ/kg計(jì)算，則可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤：1 772 100÷29 271=60.54 kg/h，若以標(biāo)準(zhǔn)煤價(jià)格600元/t、一年正常運(yùn)行330 d計(jì)算，則可節(jié)省費(fèi)用：0.060 54×24×330×600=28.77萬(wàn)元/a。在回收熱力除氧器放散乏汽后，乏汽凝結(jié)為水，各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)均優(yōu)于鍋爐給水水質(zhì)指標(biāo)，因此可作為優(yōu)質(zhì)的補(bǔ)充水源進(jìn)入除氧器供鍋爐使用，可節(jié)省除鹽水量：0.66×24×330=5 227.2 t/a，按照除鹽水成本15元/t計(jì)算，則可節(jié)約費(fèi)用5 227.2×15=7.84萬(wàn)元/a?；厥諢崃考俺}水產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益為28.77+7.84=36.61萬(wàn)元/a。

3.2 環(huán)保效益

按照燃燒1 t標(biāo)準(zhǔn)煤排放2.456 7 t CO2計(jì)算，則可減少CO2排放量：0.060 54×2.456 7×24×330=1 177.93 t/a。

3.3 綜合效益

管殼式換熱器設(shè)備投資及改造費(fèi)用約8萬(wàn)元/套，改造后運(yùn)行約3個(gè)月即可收回投資成本，CO2排放量也大大降低，是值得推廣的節(jié)能降碳環(huán)保項(xiàng)目。