热力式高压除氧器废汽排放的回收利用

热力式高压除氧器废汽排放的回收利用

余其芳 1 周春光 1 蒋雪芬 1 任胜乐 2

1. 衢州东港环保热电有限公司 浙江 衢州 324022）

（2.衢州学院电信学院 浙江 衢州 324000）

摘要：通过对热力式高压除氧器废汽排放机理和射汽式汽轮机轴封加热器工作原理的分析，得出把高压除氧器的排放废汽直接引入汽轮机轴封漏汽管道一并进入轴封加热器，对废汽中的蒸汽加以冷凝回收利用、而其它气体通过轴封加热器排气管道排入大气的技术改造方案是可行的结论，并在某热电厂对此技术改造方案进行了实施，经生产实际投运后取得了显著的经济效益和环保效益。此技术改造方案系统简捷，投资费用少，对同类高压除氧器废汽排放的回收利用有指导意义。

关键词：废汽排放；回收；除氧器；加热器；经济效益

1、概述：

热力式高压除氧器广泛应用于热电行业，其主要作用是除去锅炉给水中的氧气及其它有害气体，防止给水管道及锅炉汽水管道发生氧腐蚀^[1-3]。

热力除氧的基本原理是气体的溶解定律—亨利定律，即平衡状态时某种气体在水中的溶解量与水面上该气体的分压力成正比，其溶解量如（1-1）式所示；

而除氧器水面上的全压力是由水蒸汽的分压力与各种混合气体分压力之和所组成，根据道尔顿定律，在一定的容积下，水面上气体的全压力如（1-2）式所示；

水面上任一气体的分压力如（1-3）式所示；

某气体在水中的溶解量如(1-4)式所示；

显然要使；

当进入到热力式高压除氧器中的蒸汽把水加热到沸腾时，水蒸汽的分压力P汽几乎就是水面上的全压力了，而别的气体（氧、氮、二氧化碳等）的分压力将趋近于零，于是其它气体在水中的溶解量就趋于零，这些气体就完全自水中逸出进入除氧头上方空间。因除氧器必须对连续进入的除盐水进行加热除氧，这就必须把逸出水面的氧气和其它气体连续排出，为此在除氧器顶部设有排入大气的管阀，因除氧头顶部除了氧气和其它气体外还有蒸汽，所以除氧器在排氧气和其它气体时也会把部分蒸汽排出，造成汽水和热能的损失，同时还会有噪声污染环境。除氧器的工作示意图如图1所示；

_图1 除氧器工作示意图

_{2、高压除氧器废汽排放的回收利用方法}

高压除氧器排出的废汽只有蒸汽是可回收利用的，其它气体都无法回收。目前虽然有许多节能公司开发了此类废汽回收利用的设备和热力系统，但都较为繁琐且投资费用也较大^[4-6]。

某热电厂通过对原有汽轮机射汽抽汽式轴封加热器工作原理的分析，认为其结构非常适用于除氧器的废汽回收利用。射汽抽汽式轴封加热器由二段表面式换热区和一只射汽抽汽器组成，表面式换热区换热管道内通除盐水，作为冷却介质，管道外壁与壳体间的空间通轴封漏汽，轴封漏汽在除盐水的冷却下凝结成水。一定压力和温度的蒸汽进入射汽抽汽器的渐缩喷嘴，蒸汽流速增加压力降低，在喷嘴喉部区域形成负压区，此区与第一段换热区相联形成一定的负压，汽轮机前后轴封漏汽在负压的吸引下先进入第一段换热区，大部分蒸汽被除盐水冷却凝结为水，小部分未凝结的蒸汽和其它气体被吸入喷嘴喉部负压区，与高速喷出的蒸汽形成混合汽进入第二段换热区，在此区域所有蒸汽基本被冷却凝结成水，不能凝结的其它气体则通过第二段换热区上方的排气管排向大气。凝结下来的水则通往U型水封管依靠重力流向疏水箱重新泵入回热系统利用。

高压除氧器废汽排放管道一般布设在20多米的标高处，且排汽都具有一定的温度和压力，如果让排汽依靠自身的压力通向轴封漏汽输送管道，与轴封漏汽一起通向轴封加热器进行换热利用，经理论分析此方案是可实现的，其工艺流程示意图如图2所示；

_{3某热电厂高压除氧器废汽排放的回收技术改造及回收利用效果}

某热电厂有一台型号为JQ3822-33型轴封加热器，用于抽吸冷却型号为HNG50/40/25背压式汽轮机的轴封漏汽，其冷却面积为38m2,0.4MPa压力的除盐水作为其冷却水，通常除盐水流量约为100t/h左右。

该厂在2017年7月把型号为CYG160-1型、流量为160t/h的三台高压除氧器的排放废汽全部引入该台轴封加热器的轴封漏汽输送管道，其废汽与该机组的轴封漏汽一起进入该台轴封加热器进行换热凝结。其具体技术改造为；在每台除氧器废汽排汽原有管道上新增一路￠57×3.5的排汽管和新增一只隔离阀，然

图2 除氧器废汽排放工艺流程示意图

后把三台除氧器新增的三条￠57×3.5的排汽支管全部接入￠108×4的排汽总管，由排汽总管通向HNG50/40/25型背压式汽轮机的轴封漏汽输送管道，在接入轴封漏汽输送管道前新增压力、温度测点各一点，然后二路汽汇合后一起流向轴封加热器的第一换热区，其实施工艺改造如图3所示。

经汽水系统平衡分析，每台除氧器排放废汽约0.6t/h，根据设计规范饱和蒸汽在管道中的流速应取30～50m/s的范围，经核算所排放的废汽在总管中的流速约50m/s左右，符合设计规范要求。

此废汽回收系统投运后，轴封加热器第二换热区上方的排气管道基本没有蒸汽排出，说明该台轴封加热器的冷却面

积能满足新增除氧器排汽所需。 如果轴封加热器排气管有蒸汽排出,说明轴封加热器的冷却面积不够，此时可另新增一路排向其它机组轴封加热器的废汽输送管，直至轴封加热器排气管不冒蒸汽为止。该厂单台轴封加热器就能满足三台高压除氧器的排汽冷凝所需，所以管道增设量为较少，系统较为简捷。

图3 废汽利用改造工艺图

该厂生产实际运行数据显示，轴封加热器新引入三台除氧器的排放废汽后，轴封加热器除盐水的出水温度平均提高10℃左右。运行时数每年按6500小时计算，每年可回收95℃的凝结水约1.17万吨/年，每年总回收热量折标煤量约为1048吨标煤/年，同时消除了三个废汽排放口的噪声污染，取得了较好的经济效益和环保社会效益。

_4、结语

把高压除氧器的排放废汽直接引入汽轮机轴封漏汽输送管道，二者一起进入射汽式轴封加热器，只要原轴封加热器的冷却面积有一定的富余量，就可以对排入的废汽进行冷却回收其热能和凝结水，此节能技术改造方案是可行的，经某热电厂实施技术改造后，实际运行数据表明此方案是切实可行的。此方案改造具有系统简捷，投资费用少，节能、节水、环保效益显著，对同类热电厂的高压除氧器废汽排放的回收利用具有一定的指导意义。

_参考文献

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