200MW机组除氧器乏汽的回收利用

杨帆

【摘要】根据机组运行中的实际情况，利用技术较成熟的蒸汽压力匹配器技术，采用了蒸汽压力匹配器和乏汽直供相结合的方式，将除氧器乏汽全部回收供给热用户。通过计算分析，该方式不仅能降低企业的运营成本，还能为企业创造良好的经济效益和社会效益。

【关键词】乏汽回收；压力匹配器；经济效益

0引言

近年来，我国北方地区雾霾天气越来越严重，特别是入冬以后，雾霾天数明显增多，其中的一个重要原因就是由于众多的小供热锅炉和热水厂锅炉的燃烧效率低，煤炭不完全燃烧产生大量的烟尘，因此，大力推行集中供热不仅是地方环保的要求，也是节约一次能源的必然趋势。国产200MW供热机组就具备采暖抽汽和工业抽汽的设计，不仅能集中供热，还可以将工业抽汽供给热水厂和浴池等热用户，以减少小锅炉房的数量，所以我们要充分利用200MW供热机组这一优势。

200MW供热机组除氧器的乏汽是直接外排的，除氧器需要连续不断的排放乏汽，乏汽的排放不仅造成工质和热量的损失，还会对环境产生噪音和热污染。特别是随着煤炭、运输和水的价格不断上涨，都增加了电厂的运营成本。如果除氧器排放的乏汽过少，则会导致给水溶解氧超标，威胁机组安全运行。所以很多电厂都进行了除氧器乏汽回收的改造，采用的方法有很多，现常用的除氧器乏汽回收装置是用凝结水或化学除盐水在汽水混合器内与除氧器排放的乏汽进行混合，经过二次除氧后，再将凝结水或化学除盐水送入除氧器。用除氧器乏汽的热量来加热凝结水或化学除盐水，从而达到回收乏汽的目的。但是这种装置一次性投入较大，系统相对复杂，并且需要二次除氧。所以除氧器乏汽回收的改造是否适用，具体还要根据电厂自身的特点。

1机组供热现状

大唐长春第二热电有限责任公司共有六台国产200MW热电联产机组，供暖期六台机组同时运行，非供暖期受到区域电网调峰等因素的影响约有三台机组运行。经过对机组实际情况的调研，除氧器正常运行时压力0.6MPa（绝对压力)，温度159℃，除氧器乏汽经过节流后的压力约为0.4MPa(绝对压力)，排汽量一般在1.5t/h左右。公司常年对部分热水厂和浴池供汽，压力0.5MPa(绝对压力)，温度240℃，流量4t/h左右，流量稳定。在供暖期还要对开发区大流量供汽，通过将1.0MPa(绝对压力)，温度450℃左右的三抽压力减温减压至0.5MPa(绝对压力)，温度240℃对外供汽，流量20t/h左右，持续供汽约6个月，流量稳定。

图1除氧器乏汽回收利用系统简图

2乏汽的回收利用

由于机组多，除氧器乏汽量也较大，如果能将除氧器乏汽回收后直接向热用户供汽，不仅能节能减排，增加经济效益，还避免了除氧器乏汽直接回收后的二次除氧问题。所以结合机组的实际情况，针对供暖期和非供暖期热用户用汽量相差较大，采用两种运行方式。一种运行方式是供暖期时，通过在工业抽汽上安装蒸汽压力匹配器，将除氧器乏汽回收向所有热用户供汽。另一种运行方式是非供暖期时，由于机组运行少，热用户用汽量也较少，蒸汽压力匹配器无法投入，可以將除氧器乏汽直接向热水厂或浴池供汽。两种方式可以通过操作阀门进行切换，系统简单，操作简便。除氧器乏汽回收利用系统简图如图1。

2.1供暖期运行方式

蒸汽压力匹配器是完成能量转换的一种装置，它是由一定能量的高温高压蒸汽，经过喷嘴射出形成高速射流。由于射流和空气之间产生卷吸作用和紊动扩散作用，把吸入室的气体带走，使该处产生局部真空状态，使低温低压蒸汽进入泵室，随同高压高速蒸汽被带入喉管，与之混合，并进行能量交换，在喉管内，由于分子的紊动作用，高温蒸汽将一部分动能及热能传给低温蒸汽，使低温蒸汽的动能和热能得以加强，高温蒸汽的速度随之减缓，而低温蒸汽速度逐步加快，在喉管末端，两股蒸汽速度逐渐趋于一致，混合进入扩散室，然后流速逐步降低，压力上升，产生了介于高、低压蒸汽压力之间的蒸汽。

蒸汽压力匹配器应用很多年，并且技术成熟，完全可以根据蒸汽参数来设计蒸汽压力匹配器尺寸。将1.0MPa(绝对压力)，温度450℃左右的三抽蒸汽作为高压蒸汽，0.6MPa（绝对压力)，温度159℃的除氧器乏汽作为低压蒸汽，通过蒸汽压力匹配器将三抽蒸汽降压与除氧器乏汽混合降温后变成0.5MPa(绝对压力)，温度240℃的蒸汽以满足所有热用户的需求。使用蒸汽压力匹配器后，不仅可以将除氧器乏汽全部回收，汽温相对较低的除氧器乏汽还可以作为工业抽汽的减温水，从而减少工业抽汽减温水的用量，降低给水泵单耗（工业抽汽减温水是由给水泵供给）。

２．２非供暖期运行方式

非供暖期三台机组运行时，如果除氧器的乏汽量能满足热用户的需求，就可以将除氧器的乏汽直接供给热用户。

查焓熵图可知，压力0.5MPa(绝对压力)，温度240℃时蒸汽焓值h1＝2939.2kj/kg，压力0.4MPa(绝对压力)，温度159℃蒸汽焓值h2＝2772.3 kj/kg，流量G1＝4 t/h。

Ｑ１＝Ｑ２，G1h1=G2h2

G■=■，G■=4.24（t/h）

经过计算可以得出，三台机组运行除氧器的乏汽量4.5t/h与热用户用汽量基本匹配，考虑到传输过程的热损失，乏汽量需加大，完全可以实现除氧器乏汽的零排放。

综上所述，这种除氧器乏汽回收利用装置完全可以将除氧器乏汽回收并利用，并且针对原有的对外供汽管道，只需简单的改造，少量的投资就能将所有机组除氧器的乏汽回收利用。改造后的系统简单易操作，维护量少，由于无转动设备，运行可靠，可以长时间运行。另外，随着城市的不断扩张和人们节能意识的增强，热用户对蒸汽的需求量逐年增加，可以实现全年通过蒸汽压力匹配器将除氧器乏汽回收对外供汽，这样可以简化除氧器乏汽回收利用系统，更便于操作和维护。

3安全性分析

采用蒸汽压力匹配器将除氧器乏汽回收利用主要有两方面的安全隐患，一方面，是热用户如果突然停止用汽时，工业抽汽会因憋压进入到除氧器的乏汽母管中，易造成除氧器超压。另一方面，如果除氧器的乏汽排出不畅，会导致给水含氧量超标，威胁机组的安全运行。为了保证除氧器及机组的安全稳定运行，该装置装设了乏汽管道逆止门和除氧器对外排汽电磁阀，一旦发生热用户所有供汽中断时，乏汽逆止门可以防止工业抽汽中的高压蒸汽进入到除氧器的乏汽母管中，同时除氧器对外排汽电磁阀可以快速开启，保证除氧器乏汽的顺利排放。因此除氧器乏汽回收利用装置是安全可靠的。

4经济效益

除氧器乏汽压力0.4MPa(绝对压力)，温度159℃，蒸汽焓值h=2772.3 kj/kg，六台机组运行时G1=9t/h，三台机组运行时G2=4.5t/h，供暖期和非供暖期各运行4320小时。化学除盐水全年平均温度为15℃，焓值为h1=63 kj/kg，则全年除氧器乏汽回收的热量为：

Q=G（h-h1）

Q=（9+4.5）×4320×（2772.3-63）×10-3=15.8万（吉焦）

锅炉效率η=90.91%，Q低位=29307 kj/kg，则全年节约标煤量为：

B=■

B=■=5.93×10■（吨）

按现在标煤单价560元/t计算，每年可以节约成本332.08万元。化学除盐水按4元/t计算，还可以节约23.328万元。则全年可以节约总成本约355.408万元。

如果将这部分热量直接供给热用户，供热收费按48元/吉焦计算，则产生的效益为：

全年回收除氧器乏汽的收益=15.8×48=758.4（万元）

由此可见，将除氧器乏汽回收后直接供给热用户，热量损失少，热量利用率高，不仅可以减少相应的大气污染物和粉煤灰的排放量，还可以为企业创造出良好的经济效益。

5结论

除氧器乏汽的回收利用要根据企业的自身特点去改造，如果将除氧器乏汽全部回收并利用好，可以为企业创造出很好的经济效益，降低企业的运营成本，节约能源，减少电厂噪音和二氧化碳排放，具有一定的社会效益。并且200MW供热机组一般都会建在城市的周边，都有对外供汽系统，所以这种较少的投资就能将除氧器乏汽回收利用的系统是很有市场，值得提倡的。

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［责任编辑：薛俊歌］