鍋爐熱力除氧器在通入蒸汽進行除氧後,有大量閃蒸汽排空,不僅浪費了能源而且對環境造成影響。
倡導節能降耗——以射水抽汽方式的噴射式混合加熱器和蒸汽噴射式熱泵為基礎,設計了一套除氧器乏汽回收裝置,用戶可以很方便地將除氧器乏汽回收裝置裝在除氧器上方,將閃蒸汽以熱水或蒸汽方式回收。除氧器乏汽回收裝置有利於環境保護和節能降耗的實施。
一、除氧器乏汽回收裝置
除氧器乏汽回收裝置利用系統中具有一定剩餘壓力的蒸汽或水作動力,使流體產生射吸流動,同時進行水與乏汽的熱與質直接混合,使低溫流體被加熱,並在後續過程中,恢復加熱後的流體壓力,進入系統,以維持連續流動。除氧器乏汽回收裝置中設有多個文丘里吸射混合裝置,水汽通過吸射器後,得到充分混合。
混合溫度可通過調整進水量大小來完成。由於吸射混合過程快,流速高,破壞結垢生成條件,最大可能地避免水垢的形成與附著。混合冷卻水進入氣液分離罐,分離罐輸出凝結水可遠距離輸送到低壓除氧器或其它用水設備,分離出空氣減壓排出。中間分離罐的液位自動調節。
二、除氧器乏汽回收裝置結構主要有以下幾方面組成:
(1)抽吸乏汽動力頭 (2)氣液分離罐
(3)排水裝置 (4)排氣裝置。1. 除氧器乏汽回收裝置——抽取乏汽動力頭
抽取乏汽動力頭的工作原理式基於兩相流體場理論的最新成果。進入該交換器的蒸汽在噴管中進行絕熱膨脹後,以很高的流速從噴嘴中噴射出來,在混合室與低壓進水混合,此時產生了壓力“激波”,壓力劇烈增大。其結果是,乏汽熱能迅速傳給送人冷水,輸出混合物的壓力等同或超過進水的輸入壓力,可達到輸出熱水增壓和瞬時加熱的效果輸出熱水可無泵輸送。
2. 除氧器乏汽回收裝置——氣液分離罐
氣-液分離罐設計為小容積、大流量的液位調節對象。其難點是液位波動大,且不穩定,要求調節系統穩定可靠。分離罐內液位與壓力穩定性直接影響到動力頭的工作穩定性。
分離出較高濃度O2、CO2等氣體通過減壓裝置排空,當罐內壓力低於設計值時,減壓裝置單向閥關閉,保證外界空氣不進入罐中,而影響除氧。
3. 除氧器乏汽回收裝置——排氣裝置
對於水質要求高的場合,如鍋爐給水除氧器乏汽回收,回收水中有較高濃度O2、CO2等氣體,必須排除後,才能回到除氧水系統中。同時,排氣對分離罐內壓力穩定起重要作用。混合後的熱水,根據不同場合,恢復或提升熱水壓力後,再送回系統中。
4. 除氧器乏汽回收裝置——排水裝置
根據實際情況,設定回收熱能用途採取不同的排水裝置 。
(1)回收到低除
(2)回收到疏水箱
(3)回收到除氧器
(4)用於生活熱水等需要熱水的系統三、除氧器乏汽回收裝置回收前後系統對比
四、排污擴容乏汽回收裝置
五、除氧器乏汽回收裝置——經濟性分析 以下列參數為例:
除氧器乏汽回收裝置:已知除鹽水補水每天350t,除鹽水壓力按0.5Mpa設計,排汽溫度110℃,排汽壓力0.02Mpa,除鹽水由20℃加熱到60℃,計算結果回復如下:
1、除氧器乏汽回收裝置回收除鹽水的計算:
由公式:GH=GP(hp2-hp1)/(hH-hp2)算得。
式中GH—混加器引射蒸汽流量(除氧器排汽量)
GP—混加器工作水的流量(除鹽水補水流量)
hp2—除鹽水60℃時的焓
hp1—除鹽水20℃時的焓
hH—除氧器排器汽化潛熱
GP =(350×1000)/(24×3600)=4.05kg/s
查表得hp2=251.5kJ/kg、hp1=84.3kJ/kg、hH=2691.3kJ/kg
代入上式中得GH =4.05×(251.5-84.3)÷(2691.3-251.5)
=4.05×167.2÷2439.8
=0.28kg/s
0.28×3600×24÷1000=24t/d
則除氧器乏汽回收裝置一天回收除鹽水24噸。
混加器噴射係數的驗算:u= GH/GP=0.28÷4.05=0.069,
工作水溫20℃時,混加器最大噴射係數可達umax=0.2,因此可以滿足工況要求。
2、除氧器乏汽回收裝置省煤量的計算:
除氧器乏汽回收裝置回收的熱能Q=GH(hH-hp2)
=0.28×(2691.3-251.5)
=0.28×2439.8=683.14kJ/s
683.14×24×3600=59023641.6kJ/d
折算為每公斤6000Kar標準煤,除氧器乏汽回收裝置日節煤59023641.6÷(6000×4.18)=2353.4kg/d=2.4t/d
則除氧器乏汽回收裝置一天節省標準煤2.4噸。
3、除氧器乏汽回收裝置經濟性分析:
根據以上結果如該除氧器乏汽回收裝置每年按8000小時運行計算,每噸煤按300元計算。
則年節煤2.4×8000÷24=800噸
年節資800×300=240000元=24萬元
年回收除鹽水24×8000÷24=8000噸
六、除氧器乏汽回收不會影響除氧效果
在除氧器運行工況相同,排汽門開度一樣的情況下,具體分析如下:
設排氣量為Q氣,除氧器內部壓力為P,大氣壓力為P0。在圖2中,設除氧器內部壓力為P,混合式加熱器內部壓力為Ph,除氧器排氣量為Qh,補水中溶解氧量為Q氧,對於氣水分離罐,自動排氣門排氣量為Q氣′。
在圖2所示系統中,Ph為補水的飽和壓力。由於PhP-P0
則Qh>Q氣
△Q氣=Qh-Q氣,Q氧=Qh-Q氣′
若令Q氣=Q氣′
則△Q氣= Q氧
該式為熱力除氧器乏汽回收裝置是否影響除氧效果的判別條件。
當△Q氣≥Q氧時,熱力除氧器乏汽回收裝置不會影響除氧效果;
當△Q氣<Q氧時,可適當開大排氣門開度,令△Q氣>Q氧,亦不會影響除氧效果。
當排氣門開度適當開大時,排汽量也會增加,由於排汽經噴射式混合加熱器回收了,所以除氧器乏汽回收裝置對經濟性不會產生不良影響。七、熱力除氧器乏汽回收裝置-用途
除氧器乏汽回收裝置用於熱電、石化、輕工、紡織、食品、造紙、鋼鐵、供熱等各種行業熱電廠鍋爐除氧器乏汽回收和定排乏汽回收。
八、熱力除氧器乏汽回收裝置技術特點:
(1)除氧器乏汽回收裝置換熱效率高,傳熱傳質充分,回收效率達99%以上;
(2)除氧器乏汽回收裝置設計新穎、結構簡單,故障率低;
(3) 運行穩定、安全可靠、冷卻水易於回收;
(4) 不凝結氣體排入大氣,降低管道氧腐蝕,延長設備管道使用壽命;
(5) 消除噪聲,替代原除氧器排汽消音器,美化環境;
九、除氧器乏汽回收裝置設備優點:
(1)除氧器乏汽回收裝置回收低壓或無壓乏汽熱能及凝結水;同時排出乏汽及加熱水中的各種氣體;
(2)小容積、大流量中間分離罐的液位自動調節系統;
(3)結構緊湊,占地小,接入系統方便。
(4)採用吸射進汽(氣)方法,不影響工藝正常排放。
(5)設計為“自涮”式結構,最大可能地避免水垢的形成。
(6)無泵供給高壓水管道,不另外耗費廠用電。
(7)除氧器乏汽回收裝置在除氧台上,管道在高、低脫、除鹽水管間,距離近,施工費用低。
十、噴射式混合加熱器作為除氧器乏汽回收裝置回收本體噴射式混合加熱器由殼體、噴咀(單或多孔)、混合管等零部件組成,當被加熱液體通過噴咀時,在其喉管處(或假想喉管處)形成一定的低壓,從而將乏汽抽吸入,與被加熱液體一起經混合管進一步混合,以達到加熱的目的。被加熱到要求溫度的液體,則從加熱器出口端流出。 噴射式混合加熱器分射液式和射汽式兩種,在蒸汽壓力穩定,熱負荷變化不大的情況下,可利用射汽式。它的優點是利用了蒸汽的可用能,減少了驅動泵(循環泵)的能耗,即耗電量。在一般情況下, 射液式的混合加熱器可以滿足用戶的使用要求。
噴射式混合加熱器是一種用蒸汽直接加熱水(流體)的理想設備,採用先進的噴射技術,根據用戶參數專門設計,具有極佳的使用效果。經廣大用戶使用,證明其具有國內先進水平。
十一、除氧器乏汽回收裝置在高壓除氧器上套用的可行性,在其它類似設備上套用具有可行性。
除氧器乏汽回收裝置由抽吸乏汽加熱裝置、氣-液分離罐及氣體排放、熱水壓力恢復提升回輸三個單元(模組)及隨機液位控制和熱能回收計量儀表組成的一體化裝置,由3個接口接入乏汽回收系統。
1、大流量小容積的比例疊加調節技術
其氣-液分離罐的罐體小巧,儲水量容積只有常規設計的幾分之一,而液位波動控制精度很高。實現無人值守全自動穩定運行。使得除氧器乏汽回收裝置可以在狹小的空間安裝,甚至除氧器乏汽回收裝置安裝在除氧頭平台上,從而使得熱能回收效率最高,熱損失最小。
2、寬負荷穩定運行的動力頭
不僅效率高,而且在啟動—運行—停止過程中無任何振動,噪音。能在進水流量、壓力及乏汽量大幅波動的工況下穩定運行。
3、高效的氣液分離單元
在回收乏汽熱能的同時,回收了冷凝水。在乏汽回收的同時,有效地將排汽中的不凝氣體排除,減輕除氧器乏汽回收裝置的負擔,進一步提高回收率。
4、精確的液位控制單元
採集分離罐液位傳輸模擬信號給執行機構;
流量計為數字式,瞬時指示及累計指示。
試驗功能
切換 全系統手動 自動切換。
PLC編程控制。輸入—輸出訊號均進行參數整定、回響速度處理
十二、除氧器乏汽回收裝置安全評價和運行性能
(一) 除氧器乏汽回收裝置安全評價
當不能回收乏汽時或乏汽壓力達到設定高度時,電動閥將自動打開,或者安全閥自動起跳,而來水電動調節閥自動關閉,變頻泵停止,做到在線上停止狀態,對除氧器出口壓力無影響;當電氣失靈時,有機械排放閥自動排汽。
由於採用射吸混合方式,無振動、噪音,不鏽蝕,高速流動,不易結垢,保證系統無故障期長。因而,有少維修、長無故障期的安全效益。
(二) 除氧器乏汽回收裝置運行性能
可連續運行;
自動排出溶解於水中的不溶性氣體;
在系統啟停時,進行排大氣與回收的人工切換;
壓力、溫度就地地安裝。