霍宇龍

（南煤龍川發(fā)電有限責(zé)任公司，山西平定045203）

引言

高壓除氧器是大型火力發(fā)電機(jī)組回?zé)嵯到y(tǒng)中重要輔機(jī)之一，它的作用是去除給水中的溶解氧和其它不凝結(jié)的氣體，以盡量避免設(shè)備的腐蝕和保證換熱效果。

當(dāng)前大部分火力發(fā)電廠使用的鍋爐給水的除氧技術(shù)，都是所謂的物理除氧法，也被稱為熱力除氧法。其方法是用蒸汽直接與給水混和，將給水加熱至高壓除氧器運(yùn)行壓力所對(duì)應(yīng)的飽和溫度，水面上部的氣壓幾乎全是由水蒸氣產(chǎn)生的，從而使得其他氣體的分壓力大大減小接近于零，這樣就會(huì)使得溶解在水中的氧氣及其他惰性氣體從水中不斷逸出，從而達(dá)到除去給水中氧氣及其他不凝結(jié)氣體的目的。

相比于其他一些除氧技術(shù)，熱力除氧法既能夠把水里面的氧消除，還能夠把水里面其他的氣體進(jìn)行消除，同時(shí)不會(huì)有雜質(zhì)留在水中，所以受到了很多廠家的青睞。

想要取得很好的除氧效果，那么在運(yùn)行的過程中一定要注意下面幾點(diǎn)：時(shí)刻注意除氧水的溫度，溫度一定要達(dá)到除氧器的額定壓力下的飽和溫度，這樣才能達(dá)到分離水中氣體的要求。被分離出來的氣體不能滯留，一定要進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐欧?，這樣汽氣空間里面氧氣的分壓力就不會(huì)特別大，會(huì)使得水里面的氧氣跟汽氣間的氧氣間的分壓差變大，能夠提升氧氣的分離。正常運(yùn)行時(shí)，將除氧器排氧門的開度加大，汽氣混合物的排出量也會(huì)隨之變多，同時(shí)除氧頭里面的流速會(huì)加快，可以進(jìn)行更好地除氧，但他的弊端是會(huì)提高工質(zhì)以及熱量的損失，因此，排氧門開度的控制也十分重要。

根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)來看，就算在運(yùn)行的過程中盡可能地使排氧門的開度達(dá)到合理的值，還是會(huì)造成很多工質(zhì)以及熱量的損失。而且，在進(jìn)行氣體的排放時(shí)，會(huì)造成很大的環(huán)境污染，這對(duì)企業(yè)周邊的環(huán)保極為不利。同時(shí)，通過有關(guān)部分的檢測發(fā)現(xiàn)，氣體在進(jìn)行排放的時(shí)候發(fā)出的噪聲會(huì)達(dá)到125 dB（A），極度地影響周邊的環(huán)境。

乏汽回收裝置能夠解決上述問題，它不僅能夠克服掉噪聲污染問題，更重要的是它能夠?qū)⒑芏嗟哪芰窟M(jìn)行回收；能夠把那些原本排放出去的低位熱能蒸汽進(jìn)行回收，這樣既可以對(duì)環(huán)境進(jìn)行保護(hù)，還能夠節(jié)約很大一部分的能源；可以實(shí)現(xiàn)煤、電等能源的節(jié)約，同時(shí)可以很好地對(duì)企業(yè)的熱平衡進(jìn)行優(yōu)化。

1 除氧器乏汽回收裝置型式的選擇

一般情況下，除氧器的乏汽回收工作都是通過配置一個(gè)換熱設(shè)備來完成的，當(dāng)前市面上，乏汽換熱器的種類主要有以下幾種：

1.1 風(fēng)冷式換熱器

這種換熱器的最大特點(diǎn)就是能夠與系統(tǒng)進(jìn)行簡易的連接，在安裝的過程中，直接將其安裝在除氧器的排汽管即可，無需對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行再次改造?？墒牵娜秉c(diǎn)也很明顯，就是運(yùn)行的過程中必須要有高功率的風(fēng)機(jī)進(jìn)行支持，這樣就造成能量消耗大，同時(shí)還要定期進(jìn)行檢修處理，此外，這種換熱器的成本很高，還有一點(diǎn)就是在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生很大的噪聲，很難滿足環(huán)保要求。

1.2 表面式換熱器

這種換熱器的最大特點(diǎn)是具有很強(qiáng)的換熱能力，能夠最大程度地進(jìn)行回收，并且還能夠完全對(duì)排出的氣體進(jìn)行消除。可是，這種換熱器中的換熱管很容易受到氣體的腐蝕，通常情況下，使用壽命都不是很長。

此外，這種換熱器和熱力系統(tǒng)的連接結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，與熱力系統(tǒng)相連的有換熱器的汽側(cè)、水側(cè)和疏水管路，同時(shí)在進(jìn)行連接時(shí)還要保證不影響機(jī)組系統(tǒng)。一般情況下，這種換熱器的冷卻水來源主要以機(jī)組的凝結(jié)水為主，可是有一點(diǎn)要考慮的是，如果換熱器串接到凝結(jié)水系統(tǒng)里面的時(shí)候，出現(xiàn)了設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行切換時(shí)，系統(tǒng)要設(shè)置一個(gè)旁路備用。

可以看出，如果使用這種換熱器，那么整個(gè)熱力系統(tǒng)的布局會(huì)變得復(fù)雜。特別是一些新建的機(jī)組，本來的現(xiàn)場布局就已經(jīng)非常復(fù)雜，如果再加入這種換熱器，現(xiàn)場的布局就會(huì)更加繁瑣。

1.3 混合式換熱器

這類換熱器也被稱為噴射式的汽液混合冷卻器，它是通過混合換熱的原理實(shí)現(xiàn)的，主要的特點(diǎn)是氣換熱效率和吸收工質(zhì)的效果要優(yōu)于上面兩種換熱器。而且，噴射式汽液混合冷卻器的獨(dú)特結(jié)構(gòu)使其換熱、吸收工質(zhì)的效果又大大強(qiáng)于常規(guī)的混合式換熱器。噴射式汽液混合冷卻器與表面式換熱器一樣，能夠完全除掉除氧器排放出來的氣體，但是它有一個(gè)表面式換熱器不具有的特點(diǎn)，就是在與熱力系統(tǒng)進(jìn)行連接時(shí)很簡易，能夠與系統(tǒng)直接進(jìn)行相連，這樣就不需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行改造，并且占用的空間也不是很多。另外，它的成本不是很高，同時(shí)安裝的過程不是很復(fù)雜，日常運(yùn)行的過程中很少出現(xiàn)故障。

正常情況下，對(duì)于除氧器的乏汽回收設(shè)備進(jìn)行采購的時(shí)候，首要考慮的兩個(gè)問題是其換熱效果以及安裝難易程度，可是如果發(fā)電廠的位置位于城市中的話，那么不可避免地要考慮到環(huán)保的問題。所以，南煤龍川發(fā)電公司（全文簡稱“龍川公司”）通過對(duì)自身系統(tǒng)的考慮，綜合對(duì)比了性價(jià)比以及環(huán)保因素，決定選擇噴射式的汽液混合冷卻器。

2 原系統(tǒng)及設(shè)備的基本情況（見表1）

3 乏汽回收系統(tǒng)連接的方式

結(jié)合龍川公司機(jī)組熱力系統(tǒng)的具體布置情況，對(duì)除氧器的乏汽回收采用噴射式混合加熱器，以除氧器補(bǔ)水即化學(xué)除鹽水作為冷卻水源將除氧器排出的低壓乏汽抽吸到混合加熱器中，與凝結(jié)水混合換熱，乏汽全部凝結(jié)為凝結(jié)水送入疏水箱，實(shí)現(xiàn)工質(zhì)的完全回收。改造后的系統(tǒng)見圖1。

4 乏汽回收裝置運(yùn)行效果分析

乏汽冷卻器回收裝置投入使用后，通過化學(xué)表計(jì)及人工采樣化驗(yàn)表明，除氧器的溶氧指標(biāo)均在正常范圍之內(nèi)，同時(shí)還可起到降低除氧器溶解氧的效果，大大提高了熱力系統(tǒng)的安全性。改造前除氧器排氧門都處在節(jié)流狀態(tài)，其實(shí)除氧器內(nèi)混合氣體并不能全部及時(shí)地排出，出現(xiàn)排氣受阻而影響除氧效果。加裝回收裝置后，排氧門可全開，排氣不會(huì)受阻，并及時(shí)排至回收裝置，有利于提高除氧能力。由于安裝了余熱余汽回收裝置，進(jìn)入裝置的除鹽水經(jīng)疏水箱后水溫已得到提高，有利于高壓除氧器除氧，達(dá)到降低溶解氧的目的。

表1 主要技術(shù)參數(shù)

圖1 改造后的乏汽回收系統(tǒng)

5 綜合效益分析

5.1 環(huán)保方面的效益

配置了乏汽回收裝置之后，有效地避免了除氧器造成的巨大噪聲影響和氣體排放產(chǎn)生的污染，在機(jī)房的頂上出現(xiàn)冒“白龍”的現(xiàn)象也不再出現(xiàn)，不會(huì)再對(duì)周圍環(huán)境造成不好的影響。并且消耗掉的能源也明顯減少了，即能夠一定程度上減少燃燒能源生產(chǎn)的有毒氣體的排放，有著非常可觀的環(huán)保效益。

5.2 經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估

由前述龍川公司除氧器技術(shù)參數(shù)計(jì)算設(shè)計(jì)排汽量（汽氣混合物）為505×0.005＝2.525 t/h乏汽回收量按2.5 t/h，機(jī)組年利用小時(shí)按6 000 h，標(biāo)煤價(jià)格400元進(jìn)行計(jì)算。

1）工質(zhì)的回收量估算。將排放出去的氣體完全進(jìn)行回收之后，平均一年能夠回收疏水2.5×6 000=15 000 t，按照龍川公司化學(xué)制水的成本15元/t計(jì)算，平均一年能夠節(jié)省15000×15=225000元的成本。

2）熱量的回收估算。高壓除氧器運(yùn)行參數(shù)0.9 MPa/170℃飽和蒸汽焓值2 773 kJ/kg。平均1 t蒸汽的熱量是（2 773×1 000）÷4.2＝66萬kcal。每年回收的熱量折合標(biāo)煤（2.5×6 000×66）÷7 000 000＝1 414.29 t。每年節(jié)省標(biāo)煤折合人民幣1 414.29×400＝565 716元。

3）經(jīng)濟(jì)效益合計(jì)。工質(zhì)與熱量兩者的效益加在一塊，基本一年能夠?yàn)槠髽I(yè)節(jié)省790 716元的成本。

6 結(jié)論

1）項(xiàng)目改造后，設(shè)備正常運(yùn)行不到半年就可收回全部設(shè)備投資。并且就環(huán)保方面而言，發(fā)電廠配備了乏汽回收裝置之后，產(chǎn)生的社會(huì)效益也是不可小視的。

2）由于節(jié)能而減少了能源的消耗，也大大降低了排氣噪音，改善了工作環(huán)境，社會(huì)綜合經(jīng)濟(jì)效益也極為可觀。

[1]李青，公維平.火力發(fā)電廠節(jié)能和指標(biāo)管理技術(shù)[M].北京：中國電力出版社，2006.