火电厂热力系统疏水及扩容器乏汽有效回收利用

赵 丹

（中国石油天然气股份有限公司玉门油田分公司，甘肃玉门 735200）

1 现状介绍

2018 年12 月，玉门油田电厂化学水处理升级改造项目正式投运，本次改造应用在国内水处理技术中已经很成熟、可靠的超滤反渗透工艺。新系统的投运不仅提高了出水水质，延长了水处理设备的使用周期，更大大降低了化学制水成本，减少了酸碱消耗和废液排放，为节能降耗工作的顺利完成提供了可靠保障。新系统投运后，为保证超滤膜和反渗透膜的性能和使用周期，首先要严格控制整个系统的进水水温，超滤装置的进水温度要求在25±5 ℃，淡水箱出水温度要求在40 ℃以下。目前系统使用的制水水源主要来自水塔的循环冷却水，另外还有来自中坪、三台两个换热站的疏水和厂内热泵房的疏水。

2 存在的问题

（1）根据近几年的数据显示，每年10—4 月，电厂水塔循环冷却水温度平均在25～31 ℃，5—9 月，循环水温度平均在31～38 ℃。冬季，循环水温对化学生水箱温度影响不大，但夏季在水处理用水量相对减少的情况下，循环水温随外界温度升高，存在生水温度超温问题。

（2）每年10—4 月，供暖期内，三台、中坪换热站和热泵房回收的疏水温度在45～65 ℃。这部分水一是水温较高，二是水质不是很稳定，不能很好回收到除盐水箱，能源浪费大。

（3）锅炉定排扩容器，一是高温水蒸汽存在外排问题，造成热量直接损失，二是扩容器的疏水品质虽优于生水，但是温度平均在60 ℃左右，若直接回收做为制水水源，会造成超滤系统的进水超温，影响超滤膜性能。

3 经济效益测算

（1）三台、中坪换热站制软化水的成本为2 元/t，供暖周期6个月，平均每小时凝结水量25 t，按15 元/t 的凝结水价格计算，每年10—4 月为141.96 万。

（2）供热水泵房淡水按0.5 元/t，供暖周期6 个月，平均每小时凝结水量20 t，按15 元/t 的凝结水价格计算，每年10—4 月为126.67 万元。

通过以上计算可以看出，若全部回收换热站的这部分疏水，全年能节约268 万元，效益可观。

4 回收利用方案

4.1 换热站和热泵房疏水回收方案

加装合适管线，将换热站和热水泵房凝结水回收至化学淡水箱和除盐水箱。加装隔离门和在线监测仪表，解决水温对生水箱温度的影响，也避免因水质不稳定影响除盐水品质的问题。

4.2 锅炉排污扩容器疏水及乏汽回收方案

4.2.1 方案1

在锅炉定排扩容器的排汽管道内加装喷淋装置，喷洒工业水对外排蒸汽进行热量回收，在锅炉定排扩容器疏水出口管路上加装换热器，让高温混合水和六期除盐水进行热量置换，最后排至化学生水箱。

按一台锅炉排污量4.4 t/h，冬季工业水温0 ℃，夏季工业水温5 ℃，工业水量15 t/h 计算（相关热焓值，查饱和水和水蒸气热力性质表）。

（1）用0 ℃工业水冷却300 ℃高温水，冷却后混合水温度T=76 ℃。

（2）用5 ℃工业水冷却300 ℃高温水，冷却后混合水温度T=80 ℃。

（3）若用混合后的水加热20 ℃的除盐水，按冬季除盐水最小量300 t/h，夏季除盐水最小量140 t/h，计算除盐水温升T。冬季，T=27 ℃；夏季，T=33 ℃。

4.2.2 方案2

若在锅炉定排扩容器的排汽出口管路上加装换热器，用高温水蒸气先对六期除盐水进行加热，再将扩容器的疏水用工业水降至25 ℃后，送至化学生水箱。按4.4 t/h 的300 ℃高温水扩容后全部用来加热除盐水，计算除盐水温升和冷却需要的工业水量。

（1）冬季，T=55 ℃。需要补充的工业水量m=10.56 t/h。

（2）夏季：T=86 ℃。需要补充的工业水量m=26.84 t/h。

由上面计算可以看出，方案2 对提升除盐水温度效果非常显著，补充的工业水量也不算太大。但在定排排汽出口管路上加装换热器，施工难度较大，流程复杂。

4.2.3 方案3

若在锅炉定排扩容器的排汽管道内加装喷淋装置，喷洒工业水对外排蒸汽进行热量回收，在锅炉定排扩容器疏水中直接加入工业水，冷却到25 ℃后排至化学生水箱。

（1）用0 ℃工业水冷却300 ℃高温水，冷却后的疏水温度为76 ℃，再加工业水将其冷却至25 ℃，计算所需工业水量，m=40.8 t/h。

（2）用5 ℃工业水冷却300 ℃高温水，冷却后的疏水温度为80 ℃。再加工业水将其冷却至25 ℃，计算所需工业水量，m=55 t/h。

由上面计算可以看出，方案3 只加装喷淋装置，对外排蒸汽进行热量回收，流程相对简单，施工难度小。但需要补充大量工业水，化学水处理现在用的制水水源大部分是抽取循环水，若给定排补充的水量过多，循环水抽水量肯定会减少，进而又会影响汽机真空。

4.2.4 方案4

若对锅炉定排扩容器外排蒸汽不进行回收，直接将定排扩容器的疏水用工业水降至25 ℃后，送至化学生水箱。按单台锅炉最大4.4 t/h 的排污量，排污扩容器疏水70 ℃，计算需要补充的工业水量。

（1）冬季，m=15.84 t/h。

（2）夏季，m=19.8 t/h。

由上面计算可以看出，方案4 需要补充的工业水量较小，施工简单。但并没有对外排蒸汽回收利用，只能完全保证化学水不外排。

5 回收利用方案的对比

通过以上4 个方案的对比分析，从热量回收、工艺流程和实施难度等方面考虑，推荐实施方案1。忽略热损失，通过下面计算，可以看出一年节约的标煤量相当可观。

（1）用0 ℃工业水可以将300 ℃高温水冷却到76 ℃，再用混合水加热除盐水升至27 ℃。一年可回收利用的热量为72 112 GJ，一年节约标煤量160 万元。

（2）用5 ℃工业水可以将300 ℃高温水冷却到80 ℃，再用混合水加热除盐水升至33 ℃。一年可回收利用的热量为69 169 GJ。一年节约标煤量153 万元。

6 结语

通过以上4 个方案的研究分析可知，将热电厂热力系统的疏水和锅炉排污扩容器的乏汽有效回收利用，在不影响锅炉系统运行情况下，不仅可以避免大量能源浪费，还可以为企业创造可观的经济效益和良好的社会效益。节能降耗，节省蒸汽，对企业煤、电、油的综合节省，对企业的水平衡、热平衡有着重要的优化作用，对企业的提质增效和可持续发展有着很好的助推作用。