乏汽回收技術及其在除氧器上的應用

1、乏汽回收的意義

電力生產中存在大量的工藝乏汽，有些乏汽在初始設計時未考慮回收，如大氣式除氧器在排放氧氣的同時，不可避免地要將一部分乏汽同時外排掉，如 170t／h出力的除氧器，乏汽排汽量約 1t／h，占加熱蒸汽量 (通常需要 20t／h)的 5％ 。乏汽含有大量的低品位熱能，其價值還包含原水價值、除鹽水價值和除氧價值。實施乏汽回收后，既節約了熱能，又節約了水資源，從而降低生產運行成本，為企業帶來明顯的經濟效益。此外，乏汽回收還可以消除環境熱污染，取得清潔生產的社會效益。

2、乏汽回收技術

2．1 乏汽種類

乏汽回收按乏汽的排放壓力和乏汽的成份可分為：有壓潔凈乏汽回收、有壓含不凝氣乏汽回收、有壓污染乏汽回收、無壓潔凈乏汽回收、無壓含不凝氣乏汽回收和無壓污染乏汽回收。除氧器乏汽為含有氣體雜質的無壓廢汽，排放壓力很低，輸送能力很差，無法直接利用。

2．2 乏汽回收基本原理

乏汽回收是利用系統中具有一定剩余壓力的蒸汽或水作動力，使流體產生射吸流動，同時進行水與乏汽的熱與質直接混合，使低溫流體被加熱，混合溫度可通過調整進水量大小來完成。混合水進入氣液分離罐，分離罐輸出凝結水，并分離出空氣減壓排出。

目前國內乏汽回收技術發展較快，在主體結構上均是由抽吸乏汽動力頭、氣液分離罐、兩相流液位自動調節器及排氣裝置組成，但在抽吸乏汽動力頭的設計上存在明顯差異。如有的采用拉瓦爾噴射原理，將一定壓力的冷水高速通過拉瓦爾噴嘴，在噴嘴出口處形成高速負靜壓冷流，由于冷流的卷吸作用，冷水和乏汽相互混合，進行能量和質量的交換，汽水兩相流體經過擴壓器的擴張段再次壓縮吸收，然后進入氣液分離罐。適用于乏氣量少且穩定的場合，不能有不凝氣體、廢汽或動力冷水波動，否則易造成“憋汽 ”。國內 KLAR 系列乏汽回收器、JRW 型噴射式混合加熱器采用的就是這種技術。

北京德奧公司則采用多段沿程走廊吸收方式，通過快速高效汽阱吸收室和多程噴射降淋室產生的卷吸作用，使乏汽在流動過程中被逐步分段吸收。由于乏汽一直處于流通中，系統不存在被憋壓的問題，而且乏汽流動窄間直徑大，可以確保低壓乏汽能夠大量流過和吸收，尤其適合于乏汽流量壓力不穩定、排汽設備對排汽背壓比較敏感、分離不凝氣體較多的場合。DA-FH系列乏汽回收器是此類技術的代表。

3、除氧器運行現狀對乏汽回收的要求

某企業熱電廠爐機老系統有 3臺 170t／h大氣旋膜式低壓除氧器，乏汽壓力等級為 0．02MPa，除氧器的水源以氧化鋁廠蒸發回水為主，化學除鹽水做為補充。受工藝條件限制，蒸發回水量波動較大，為 0～300t／h。由于蒸發回水水溫為 90℃左右，而除鹽水只有 18℃，為確保除氧器水溫穩定在 105～108℃ ，除鹽水補充量和加熱蒸汽量必須隨蒸發回水量而調整。這就使得除氧器的外排乏汽量有顯著的變化。在設計乏汽回收系統時應按照最大乏汽量考慮，并需要注意系統運行的平穩性，除氧器排汽出口壓力不能升高，以免造成除氧效率的降低。

此外，除氧器排汽是蒸汽與高濃度氧氣及其它不凝氣的混合物，需要確保分離和排出氣體，不降低現有除氧效果。3臺除氧器排汽用同一套系統回收不能相互影響。

4、乏汽回收系統設計與配置

經過技術分析比較，公司熱電廠乏汽回收系統設計采用了一套由某公司獨家研制的 DA-FH型汽阱式乏汽回收器，以回收 3臺除氧器的乏汽。其原理見圖 1。汽阱就象一個立體的熱量黑洞，專門吸收低壓蒸汽，它與普通熱泵或噴射泵最大不同是，它的乏汽流動空問直徑大，可以確保低壓乏汽能夠大量流過和吸收，并具備了適應乏汽流量和壓力較大變化波動的能力，同時又把氧氣和空氣等不凝氣分離出來。它為多段沿程走廊吸收方式，這與低壓乏汽噴射泵的小混合室及小喉部吸收的單點小通徑方式不同，乏汽在流動過程中被逐步分段吸收，每一個小段的吸收都是少量的，吸收發生在一個流動方向的立體內，所以特別穩定，同時乏汽一直處于流通中，不存在被 “憋 ”的 問題，不會引起排放背壓的升高。它特別適合的場合是：乏汽壓力較低，排汽設備對排汽背壓比較敏感，含有不凝氣體需要分離出來，同時乏汽流量和壓力可能會有波動的場合。它不會產生水擊和不穩定現象。該型設備基本原理流程見圖 1。

 

 

 

圖1基本原理流程圖

該乏汽回收器由兩級組成，除氧器乏汽先進入一 級乏汽回收器，剩余的乏汽及不凝氣體進入二級乏汽回收器，進行再次回收后，不凝氣體從排汽口排出。系統采用化學除鹽水做為冷源，吸收乏汽之后的高溫除鹽水通過乏汽回收裝置自配的水泵，送入該熱電廠新系統高壓鍋爐的 3 低壓除氧器內。有關流程見圖 2。

                                 除氧器乏汽

                   圖2 除氧器乏汽回收工藝流程圖

系統按照最大 3t／h乏汽量進行設備配置，參數見下表。

序號	設備名稱	規格參數	備注
1	乏汽回收裝置	DAFH-50/Ⅳ	一、二級回收
2	耐高溫水泵	IWL80-65-160B	一級乏汽回收用
3	耐高溫水泵	IWL80-50-200B	去鍋爐房除氧器
4	乏汽進口管	?159×4.5
5	脫鹽水進水管	?89×4.5
6	脫鹽水進水管	?89×4.5

 

乏汽回收器材質為不銹鋼，自循環泵和外輸水泵均一用一備，控制系統采用獨立的可編程控制器。

運行中主要控制對象是回收器的液位。在兩級回收器上安裝有磁翻板液位計和液位傳感器，一方面將實際液位進行現場就地指示，另一方面通過傳感器將液位信號送給控制系統。控制系統將實際液位與液位設定值進行比較后，通過電機泵的變頻調速控制液位，連續調節使回收器的液位保持穩定。

5、綜合效益

5．1 運行效益

乏汽回收系統安裝投運后，運行平穩，能夠做到無人值守，自動控制，能完全回收除氧器外排乏汽，除氧器出水溶解氧含量保持合格，并時常低至 0 g／L。

5．2 經濟效益

由于蒸發回水量的波動性，除氧器外排乏汽量相應波動，被加熱的除鹽水進口水溫為 18℃左 右，而出口水溫為 28～65℃，按平均 28．5℃溫升計算，所用的 15t／h除 鹽水吸熱量為 1．79X10。kJ／h，折合標煤 61．1kg／h，回收熱量年價值約 53．5萬元。該乏汽回收系統設備及管道等投資費用約 50萬元，一年即可收回投資。

6、結語

該熱電廠根據自身情況設計配置的除氧器乏汽回收系統投運后，創造了顯著的經濟效益與環境效益。該廠計劃在剩余的6臺除氧器以及鍋爐疏水擴容器、連排擴容器上做進一步的推廣實施。