對鍋爐現有旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）的節能改造

針對目前鍋爐房遙遙大氣式旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）普遍存在的高能耗問題，介紹一種因地製宜對現有除氧器進行節能改造的實例，在遙遙除氧遙遙的疏提下，可度降低耗能損耗。

1普通旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）能耗高的原因分析

電站鍋爐次將熱力除氧技術應用於(yu) 鍋爐給水至今,已有近百年的曆史。目前旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）仍是電站鍋爐及蒸發量N6t/h蒸汽鍋爐的選除氧技術，這主要是因為(wei) 它相對於(yu) 解吸除氧、亞(ya) 硫酸鈉除氧及鐵粒除氧來說,具有溶解氧殘餘(yu) 量低、除氧遙遙穩定的優(you) 勢，所以熱力除氧技術被認為(wei) 是目前成熟遙遙的除氧手段。其工作原理是根據亨利定律,任何氣體(ti) 在水中的溶解度與(yu) 該氣體(ti) 在氣水分界麵上的分壓力成正比。因此,水中溶解氧的含量隻與(yu) 氣水界麵上大氣中的氣分壓有關(guan) 。氧的分壓越大，水中溶解氧的濃度越大;當氧的分壓等於(yu) 低時，水中溶解氧也趨於(yu) 低。隻要把水加熱到沸騰狀態，水的飽和蒸汽壓力等於(yu) 氣水界麵上的大氣壓力，此時氧的分壓等於(yu) 低,溶解於(yu) 水中的氧將逸出到空間,被從(cong) 水中遙遙除去。旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）就是應用這一原理除氧的。熱力除氧不僅(jin) 能除去水中的溶解氧，而且還能除去水中的二氧化碳和一部分堿度。

但在實際應用中，因多數工業(ye) 鍋爐熱負荷變動頻繁,以及管理操作水平低等諸多原因，除氧水溫常達不到（隻有在這一溫度下，給水才能充分沸騰，使水中溶解氧逸出，終含量wO.lmg/L）,除氧遙遙常不理想。同時旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）還存在著能耗高的致命弱點，一台普通的大氣式旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器），其實際耗汽量有可能達到鍋爐總產(chan) 汽量的20%，不僅(jin) 消耗了大量的寶貴蒸汽,還會(hui) 造成供汽高峰時汽源緊張的局麵。僅(jin) 以鋼某單位一座鍋爐房為(wei) 例，內(nei) 有兩(liang) 台SHL20—2.5/400—All型蒸汽鍋爐，由一台較典型的淋水盤型大氣式旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）供給兩(liang) 台鍋爐除氧水；該除氧器設計製水量為(wei) 60t/ho依據GB157I6,上述型號鍋爐給水中溶解氧含量須w0.05mg/L;為(wei) 此，給水在進入鍋爐省煤器前遙遙須加熱至>104Y，所需熱量按下式計算Q=Cm（如4|）⑴式中Q將給水由常溫加熱至104Y所需的熱量,kj/h;C—給水的比熱,C=4.18kJ/（kg<C）;m一除氧器實際製水量，m=50t/h;b—除氧器出水溫度，t2=lOTT.;血一除氧器進水溫度，=20也經計算得Q=17.56xl^kj/h;普通淋水盤型大氣式旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）換熱故率=87俗，即除氧器工作時實際需要熱量Q'=QW=20.18x106kJ/h;飽和蒸汽平均載熱量為(wei) 2.508xl06kJ/t;則本例中的旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）耗用蒸汽量。=8.05t/h。雖然從(cong) 理論上講,給水在除氧器中被加熱至104T,可遙遙去將常溫水直接加入鍋爐省煤器後再升溫至104無所耗費的燃料熱量，但由於(yu) 普通層燃鍋爐熱效率高僅(jin) 為(wei) 7=75%，所以旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）實耗蒸汽量。（1）=2.01Vh;此鍋爐房旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）月平均工作時間為(wei) 655h,則除氧器每月淨耗蒸汽為(wei) 1316t。

上述計算僅(jin) 為(wei) 理論計算，在實際運作中，由於(yu) 旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）的加熱蒸汽量遙遙須恒定適當，才能使得除氧水箱中的水始終處於(yu) 沸騰狀態;若汽量不足將使除氧水溫降低，除氧遙遙變差。為(wei) 遙遙除氧器出水溶解氧含量不遙遙標，實際用汽量經常遙遙出理論計算值許多,所以除氧器工作時，從(cong) 除氧塔頂部排汽口大量排出飽和蒸汽，造成嚴(yan) 重的蒸汽損失。根據除氧器用蒸汽管道上安裝的渦街式蒸汽流量計累積數字遙遙，其實際耗汽量達到了理論計算值的1.3倍！

2旋膜式除氧器具體(ti) 改造措施

鑒於(yu) 該鍋爐房旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）不僅(jin) 耗費大量的寶貴熱能，在冬季用汽高峰期還常常造成蒸汽供應緊張的嚴(yan) 峻事實，上遙遙主管部門決(jue) 定引進遙遙技術即改進型真空除氧技術來緩解矛盾。

所謂改進型真空除氧技術，是指在基本保持現有旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）的格局下，進行適當的改動，簡言之,真空除氧器是在負壓下實現的熱力除氧，其構造與(yu) 大氣式旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）基本相似。

目前遙遙內(nei) 已有的真空除氧器是依靠噴射器來維持除氧器內(nei) 一定的真空度即負壓狀態，該噴射器以蒸汽為(wei) 動力，作功後的蒸汽進入汽水熱交換器加熱待除氧的水，而水中的溶解氧和其它氣體(ti) 被噴射器抽吸出除氧器，水的加熱過程是在除氧器外部完成的，見圖1。

1一蒸汽噴射器;2—真空除氧器;3紿水渠
圖1噴射式真空除氧器

真空除氧器是應用射吸原理來維持器內(nei) 真空度，盡管該除個(ge) 器已問世多年，但時至遙遙仍沒有得到推廣，很少有鍋爐房采用它。究其原因，主要還是射吸遙遙不恒定，很難在除氧器內(nei) 維持一個(ge) 較為(wei) 穩定的真空度，達不到預期的除氧遙遙。

根據某熱電廠鍋爐房的遙遙經驗，該鍋爐房采取了有別於(yu) 傳(chuan) 統真空除氧器的作法;具體(ti) 改造形式如圖2所示。

1—TO柱塞式真空呆;2—除氧器;3—汽水換熱器;

4—除氧案;5一陶爐給水泵

圖2大氣式旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）裝置改造圖

由於(yu) 除氧器在工作狀態下基本為(wei) 一密閉容器,可增設一台真空泵從(cong) 除氧器頂部直接抽真空，使除氧水箱液麵維持穩定的真空度，即可遙遙在其出水溶解氧含量^O.OSmg/L的情況下，大幅度降低水溫。可列出除氧水溫與(yu) 除氧器水箱液麵的壓力對應關(guan) 係，如表1。

表1除氧水溫與(yu) 除氧器水箱液麵壓力關(guan) 係

液麵壓力（表壓"MPa。,0150・0.030.050.OT除氧水溫/弋 10400 70 5037根據表I,當除氧水箱內(nei) 液麵壓力保持在0.05MPa時,隻需將箱內(nei) 水加熱至50Y就可使水處在沸騰狀態，可將溶於(yu) 水中的Q'CQ等氣體(ti) 遙遙排出。

如圖2所示，遙遙一台W3型柱塞式真空泵，泵的吸入口聯接除氧塔頂部的原排氣口，真空泵運行時，可使除氧水箱內(nei) 液麵真空度即負壓始終保持在0.06MPao根據表1,隻需將給水溫度預熱到再將其加入除氧器內(nei) 即可遙遙遙遙進入除氧水箱的水處於(yu) 沸騰狀態,並使水中的溶解氧充分析出。

水溫控製方式如圖3所示。

I一壓力表,2—閘門;3—除汚器;4—ZWT型自力式溫度調節耕；5導壓管;6—沮包;7—爐交換器；8盤管

圖3熱交換器出水溫度控製示意圖

在換熱器蒸汽管路上安裝一台衝(chong) 型自力式溫度調節器，其溫度傳(chuan) 感器插入換熱器水內(nei) ,根據事先設定好的水溫，對蒸汽量進行調節，自力式溫度調.節器將換熱器出水溫度控製在設定溫度土OSP的範圍內(nei) ，並實行連續調節。

除氧器內(nei) 負壓值要求保持在0.06MPa;真空度傳(chuan) 感器采用測量遙遙度很高的DBC114型差壓變送器，可直接將除氧器內(nei) 真空度轉變成電流信號進行反饋。除氧器真空度控製係統由差壓變送器、可編程控製器、變頻調速器、W3真空泵、遙遙工控機（為(wei) 鍋爐房原有）等組成。當變頻調速器帶動真空泵啟動後，差壓變送器向可編程控製器（PLC）反饋除氧器內(nei) 的實際真空度ff.PLC將除氧器內(nei) 的實際真空度〃與(yu) 真空度設定值7/進行比較後，再按照模糊控製規律同變頻調速器提供控製信號，改變W3柱塞式真空泵7.5kW電機的運行頻率和電壓,改變電機轉速。這樣,就構成以設定真空度為(wei) 基準的除氧器真空度控製閉環係統框圖，如圖4

圖4變頻調節除氧器內(nei) 真空度原理框圖

控製係統由PLC控製的變頻器直接帶動W3真空泵組成，具有手動和自動變頻兩(liang) 種工作方式。變頻調速真空度控製方式克服了W3真空泵的7.5kW電機頻繁啟動的問題，大大提高了真空度調節精度。變頻調速器具有過壓、過流、斷相、過熱保護和故障遙遙等功能。除氧器真空度設定值可在土0.00t)5MPa的小範圍內(nei) 連續設定。

用於(yu) 鍋爐蒸汽壓力、流量、汽包水位、爐膛溫度、給煤量、尾部煙氣含氧量、送引風量、爐膛負壓等全Do—除氧器水箱殼體(ti) 外徑,=1800mm;E—殼體(ti) 材料弾遙遙模量，殼體(ti) 材質為(wei) 16MnR,則E=2.06x10sMPa(殼體(ti) 壁溫<180%);£—除氧器水箱長,Z=7300mm;8,—殼體(ti) 遙遙厚度,8*=12mm。經計算［p］=0.131MPa,可見，即使W3真空泵將除氧器內(nei) 抽成遙遙真空狀態，即0.103MPa,也小於(yu) 殼體(ti) 許用外壓,決(jue) 不會(hui) 出現殼體(ti) 大麵積失穩,可放心遙遙。改造後，實際除氧水溫由104勾降至50無，每班軟化工仍定時從(cong) 水管取樣。取水樣按兩(liang) 瓶法檢驗水中溶解氧量，經過處理後的鍋爐給水中溶解氧含量始終保持在0.015—0.020mg/L範圍，符合GB157696標準的要求。由於(yu) 真空除氧器是在低於(yu) 大氣壓下進行除氧的，要想使其保持遙遙的運行，整個(ge) 係統遙遙須十分嚴(yan) 密，包括閥門、管道及泵等，所有管道的聯接全部采用焊接,不能用絲(si) 扣或法蘭(lan) 。部運行參數的監督與(yu) 管理。

3旋膜式除氧器改造後經濟效益分析

保持除氧塔內(nei) 原淋水盤式結構不變；已被加溫的水從(cong) 除氧塔上部進水管進入除氧塔後,經過各遙遙淋水盤變成細小水珠流下的過程中，水與(yu) 負壓空間接觸的麵積迅速增大，水中溶解氧很容易從(cong) 水中逸出，被W3真空泵抽走。由於(yu) 遙遙W3真空泵後，旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）內(nei) 部將達到0.06MPa的較高負壓狀態，成為(wei) 負壓容器，為(wei) 防止除氧器殼體(ti) 失穩,我們(men) 對殼體(ti) 進行了強度校核;根據文獻中式4一2計算殼體(ti) 許用外壓［p］,如下式「說=盤是 由於(yu) 除氧水溫比過去下降了54P,根據式,仍按其換熱效率為(wei) 87%計算,則整個(ge) 除氧係統實際用熱量為(wei) 10.45xItfkj/h,折合蒸汽用量為(wei) 4.17t/h；鍋爐熱效率V仍為(wei) 75%,則改造後除氧係統實際耗用蒸汽量為(wei) 4.17x(1t;)=1•Uh,比改造前減少T0.97t;每月仍按655個(ge) 運行台時計算，則每月可節省飽和蒸汽635t;按鋼總公司飽和蒸汽內(nei) 部價(jia) 格66元/t計算,每月節省飽和蒸汽費用41933元;根據W3真空泵所安裝電度表遙遙，該真空泵月平均耗電3438kWh；按平均電價(jia) 0.43元/kWh計算，月耗電1478.7元;進行除氧器改造後，每月實際降低鋼式中；除氧器殼體(ti) 許用外壓,MPa;爐房運行成本40454.3元，每年平均降低運行成本財務分析方法在火電廠技改中的應用典型的真空除氧器由於(yu) 采用蒸汽噴射形式，遙遙須當噴射的蒸汽壓力非常穩定時才能遙遙除氧器內(nei) 的真空度恒定，但這一點卻很難做到,因此盡管其相對於(yu) 普通旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）具有遙遙的節能功效，但由於(yu) 除氧遙遙不好，始終沒有得到普及推廣。

所介紹的方法，保留了原真空除氧器能耗低的優(you) 點,克服了其內(nei) 部真空度不穩定的缺點，可在大幅度降低除氧器運行成本的情況下，遙遙有一個(ge) 良好、穩定的除氧遙遙,具有很大的市場推廣應用潛力。

在目前日趨激烈的市場競爭(zheng) 中,盡一切可能降低生產(chan) 運行成本，使產(chan) 品具有市場競爭(zheng) 力，是每一位企業(ye) 負責人和各遙遙管理者的應盡職責。目前相當一部分遙遙企在其內(nei) 部運營機製上，還在沿襲以往計劃經濟體(ti) 製時的粗放式管理經營模式，所以在這些企業(ye) 內(nei) 部，節能降耗的潛力無疑是巨大的。本文所介紹的大氣式旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）節能改造，屬較典型的遙遙企降低生產(chan) 運行成本範例。