乏汽回收技术及其在除氧器上的应用

1、乏汽回收的意义

电力生产中存在大量的工艺乏汽，有些乏汽在初始设计时未考虑回收，如大气式除氧器在排放氧气的同时，不可避免地要将一部分乏汽同时外排掉，如 170t／h出力的除氧器，乏汽排汽量约 1t／h，占加热蒸汽量 (通常需要 20t／h)的 5％ 。乏汽含有大量的低品位热能，其价值还包含原水价值、除盐水价值和除氧价值。实施乏汽回收后，既节约了热能，又节约了水资源，从而降低生产运行成本，为企业带来明显的经济效益。此外，乏汽回收还可以消除环境热污染，取得清洁生产的社会效益。

2、乏汽回收技术

2．1 乏汽种类

乏汽回收按乏汽的排放压力和乏汽的成份可分为：有压洁净乏汽回收、有压含不凝气乏汽回收、有压污染乏汽回收、无压洁净乏汽回收、无压含不凝气乏汽回收和无压污染乏汽回收。除氧器乏汽为含有气体杂质的无压废汽，排放压力很低，输送能力很差，无法直接利用。

2．2 乏汽回收基本原理

乏汽回收是利用系统中具有一定剩余压力的蒸汽或水作动力，使流体产生射吸流动，同时进行水与乏汽的热与质直接混合，使低温流体被加热，混合温度可通过调整进水量大小来完成。混合水进入气液分离罐，分离罐输出凝结水，并分离出空气减压排出。

目前国内乏汽回收技术发展较快，在主体结构上均是由抽吸乏汽动力头、气液分离罐、两相流液位自动调节器及排气装置组成，但在抽吸乏汽动力头的设计上存在明显差异。如有的采用拉瓦尔喷射原理，将一定压力的冷水高速通过拉瓦尔喷嘴，在喷嘴出口处形成高速负静压冷流，由于冷流的卷吸作用，冷水和乏汽相互混合，进行能量和质量的交换，汽水两相流体经过扩压器的扩张段再次压缩吸收，然后进入气液分离罐。适用于乏气量少且稳定的场合，不能有不凝气体、废汽或动力冷水波动，否则易造成“憋汽 ”。国内 KLAR 系列乏汽回收器、JRW 型喷射式混合加热器采用的就是这种技术。

北京德奥公司则采用多段沿程走廊吸收方式，通过快速高效汽阱吸收室和多程喷射降淋室产生的卷吸作用，使乏汽在流动过程中被逐步分段吸收。由于乏汽一直处于流通中，系统不存在被憋压的问题，而且乏汽流动窄间直径大，可以确保低压乏汽能够大量流过和吸收，尤其适合于乏汽流量压力不稳定、排汽设备对排汽背压比较敏感、分离不凝气体较多的场合。DA-FH系列乏汽回收器是此类技术的代表。

3、除氧器运行现状对乏汽回收的要求

某企业热电厂炉机老系统有 3台 170t／h大气旋膜式低压除氧器，乏汽压力等级为 0．02MPa，除氧器的水源以氧化铝厂蒸发回水为主，化学除盐水做为补充。受工艺条件限制，蒸发回水量波动较大，为 0～300t／h。由于蒸发回水水温为 90℃左右，而除盐水只有 18℃，为确保除氧器水温稳定在 105～108℃ ，除盐水补充量和加热蒸汽量必须随蒸发回水量而调整。这就使得除氧器的外排乏汽量有显著的变化。在设计乏汽回收系统时应按照最大乏汽量考虑，并需要注意系统运行的平稳性，除氧器排汽出口压力不能升高，以免造成除氧效率的降低。

此外，除氧器排汽是蒸汽与高浓度氧气及其它不凝气的混合物，需要确保分离和排出气体，不降低现有除氧效果。3台除氧器排汽用同一套系统回收不能相互影响。

4、乏汽回收系统设计与配置

经过技术分析比较，公司热电厂乏汽回收系统设计采用了一套由某公司独家研制的 DA-FH型汽阱式乏汽回收器，以回收 3台除氧器的乏汽。其原理见图 1。汽阱就象一个立体的热量黑洞，专门吸收低压蒸汽，它与普通热泵或喷射泵最大不同是，它的乏汽流动空问直径大，可以确保低压乏汽能够大量流过和吸收，并具备了适应乏汽流量和压力较大变化波动的能力，同时又把氧气和空气等不凝气分离出来。它为多段沿程走廊吸收方式，这与低压乏汽喷射泵的小混合室及小喉部吸收的单点小通径方式不同，乏汽在流动过程中被逐步分段吸收，每一个小段的吸收都是少量的，吸收发生在一个流动方向的立体内，所以特别稳定，同时乏汽一直处于流通中，不存在被 “憋 ”的 问题，不会引起排放背压的升高。它特别适合的场合是：乏汽压力较低，排汽设备对排汽背压比较敏感，含有不凝气体需要分离出来，同时乏汽流量和压力可能会有波动的场合。它不会产生水击和不稳定现象。该型设备基本原理流程见图 1。

 

 

 

图1基本原理流程图

该乏汽回收器由两级组成，除氧器乏汽先进入一 级乏汽回收器，剩余的乏汽及不凝气体进入二级乏汽回收器，进行再次回收后，不凝气体从排汽口排出。系统采用化学除盐水做为冷源，吸收乏汽之后的高温除盐水通过乏汽回收装置自配的水泵，送入该热电厂新系统高压锅炉的 3 低压除氧器内。有关流程见图 2。

                                 除氧器乏汽

                   图2 除氧器乏汽回收工艺流程图

系统按照最大 3t／h乏汽量进行设备配置，参数见下表。

序号	设备名称	规格参数	备注
1	乏汽回收装置	DAFH-50/Ⅳ	一、二级回收
2	耐高温水泵	IWL80-65-160B	一级乏汽回收用
3	耐高温水泵	IWL80-50-200B	去锅炉房除氧器
4	乏汽进口管	∅159×4.5
5	脱盐水进水管	∅89×4.5
6	脱盐水进水管	∅89×4.5

 

乏汽回收器材质为不锈钢，自循环泵和外输水泵均一用一备，控制系统采用独立的可编程控制器。

运行中主要控制对象是回收器的液位。在两级回收器上安装有磁翻板液位计和液位传感器，一方面将实际液位进行现场就地指示，另一方面通过传感器将液位信号送给控制系统。控制系统将实际液位与液位设定值进行比较后，通过电机泵的变频调速控制液位，连续调节使回收器的液位保持稳定。

5、综合效益

5．1 运行效益

乏汽回收系统安装投运后，运行平稳，能够做到无人值守，自动控制，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，并时常低至 0 g／L。

5．2 经济效益

由于蒸发回水量的波动性，除氧器外排乏汽量相应波动，被加热的除盐水进口水温为 18℃左 右，而出口水温为 28～65℃，按平均 28．5℃温升计算，所用的 15t／h除 盐水吸热量为 1．79X10。kJ／h，折合标煤 61．1kg／h，回收热量年价值约 53．5万元。该乏汽回收系统设备及管道等投资费用约 50万元，一年即可收回投资。

6、结语

该热电厂根据自身情况设计配置的除氧器乏汽回收系统投运后，创造了显著的经济效益与环境效益。该厂计划在剩余的6台除氧器以及锅炉疏水扩容器、连排扩容器上做进一步的推广实施。