一种节能型热力除氧器的应用

叶校圳

（厦门烟草工业有限责任公司 福建厦门）

一、引言

大气式热力除氧器是工业蒸汽锅炉首选的除氧方式，除氧效果好的同时存在着能耗高的缺点。一台普通的大气式热力除氧器，其实际耗汽量可达到配套锅炉总产汽量的15%～20%，不仅消耗了大量的蒸汽，还降低了锅炉实际可利用的蒸发量。为了降低热力除氧器的蒸汽输入，可以采用负压法降低除氧器内软化水的蒸发温度，以节约蒸汽的使用量，也可以利用KLAR除氧器乏汽回收装置减少蒸汽使用量，都可以得到较好的节能效果，但都需要对原有除氧器进行较大的改造。

工业设备用汽后都会产生冷凝水，这部分冷凝水具有一定压力，温度高，所含的热量占新鲜蒸汽总热量的20%～30%，有很好的回收利用价值。因此，回收高温冷凝水，并回用到热力除氧器进行加热除氧，是减少锅炉供给除氧器的蒸汽量，节约能源的另一种途径。

二、冷凝水回收及除氧器利用

冷凝水回收及除氧器利用流程如图1所示。

图1 冷凝水回收及除氧器利用流程

1.乏汽回收及输送

从用汽设备上回收的冷凝水经过不锈钢管道被收集到CDST型冷凝水回收机械泵内，掺杂的空气等不凝结气体由开启的废气口排出。当泵体内充满冷凝水后，浮球驱动阀门翻转机构快速翻转，使机械泵从进水冲程向排水冲程的迅速转换，并打开压缩空气进口阀，关闭废气阀。泵体内压力迅速超过背压，冷凝水推开出口止回阀，并输送到闪蒸罐中。泵体内冷凝水液位下降，浮球重新触发阀门翻转机构，并关闭压缩空气进口阀，打开废气出口，泵体内压力下降，冷凝水重新通过进口止回阀进入泵体，进入下一次的回收循环。

2.闪蒸汽利用

经回收机械泵输送到闪蒸罐的冷凝水，在罐内迅速膨胀降压，汽化产生闪蒸汽，经折流板进行汽液两相分离。闪蒸汽压力在0.03～0.08 MPa波动（表压，下同），达到除氧器所需蒸汽压力的最低要求，见图2。

图2 闪蒸汽压力波动图

传统的大气式热力除氧器在汽空间装有新鲜蒸汽加热除氧系统，在水空间装有补偿加热管道，通过减压阀K1和常开式电动阀K2和K3进行PID自动调节运行，额定运行工况压力为0.02 MPa，温度104℃。为了回收闪蒸汽，在除氧器的汽空间上新增加一条闪蒸蒸汽输入管和一条排空管，闪蒸汽经过过滤器K6和止回阀K5后由新增蒸汽输入管直接进入除氧器的除氧头，加热进入除氧器的软化水并起到保温保压作用，电动阀K2改为常闭式。当凝结水量减少时，闪蒸汽量也减少并造成闪蒸汽压力降低，除氧器压力随之下降，设置在除氧器汽空间上的蒸汽压力传感器将信号传递给新鲜蒸汽管路上的电动阀K2，K2逐渐开启向除氧器补充新鲜蒸汽；当除氧器压力恢复到0.02 MPa时电动阀K2关闭，新鲜蒸汽停止补汽，由闪蒸汽维持除氧器正常工况；当闪蒸汽充足而除氧器处于低负荷运行时，除氧器压力随之升高，当压力达到0.03 MPa时，新增排空管上的常闭式电动阀K4逐渐开启排除多余的闪蒸汽，见图3。

3.凝结水利用

闪蒸罐内分离出来的凝结水，通过水—水换热器，将软化水加热至50～60℃，然后输入到除氧器脱气塔顶部的起膜室，有利于软化水在脱气塔内迅速被加热脱氧，保障除氧器运行稳定。

图3 除氧器回收闪蒸汽示意图

三、使用效果

1.冷凝水回收情况

冷凝水回收机械泵回收及输送所需动力源为压缩空气，压力0.5 MPa，耗气量极少，运行稳定。冷凝水的背压（闪蒸罐内压力）为0.03～0.08 MPa，不会给前端用汽设备的运行及冷凝水的输送造成影响。

2.除氧器运行情况

车间生产时，2台20 t/h大气式热力除氧器负荷在55%～70%波动。闪蒸汽和凝结水的热量可满足除氧器50%负荷的运行。当除氧器负荷超过50%时，闪蒸汽加热量不足，需要锅炉新鲜蒸汽补充加热除氧。从除氧器取出水样，用测氧仪测量水中溶解氧量，其含量保持在0.015～0.020 mg/L范围内，符合GB l576-2008《工业锅炉水质》标准的要求。

如表1所示，软化水加热前进水温度按20℃计算，减压后的新鲜蒸汽按0.6 MPa压力下饱和蒸汽计算，改造前采用新鲜蒸汽加热2台满负荷运行的除氧器需要蒸汽5.2 t/h，按此推算，回收的冷凝水热量相当于2.6 t/h的新鲜蒸汽热量。

表1 水和水蒸气焓值表

3.节能效益

冷凝水将回收系统的闪蒸罐和换热器回收的热量，用于热力除氧器，实现热能的回收利用。采用这项技术改造，除氧器每小时可节约新鲜蒸汽2.6 t，蒸汽价格按照300元/t计，一年按300个工作日计，每个工作日按两班14 h计算，每年可节约资金327.6万元。

冷凝水回收利用于大气式热力除氧器，在不影响前端用汽设备的同时，对原有除氧器进行较小改造，即可实现减少锅炉新鲜蒸汽的使用量，提高锅炉实际可支配的蒸发量，达到了节能增效的目的。