除氧器排气回收(论文)

高压除氧器排汽回收方案
的比较确定与综合效益分析
河北华电石家庄热电有限公司（石家庄050041）宋立伟赵英振
摘要：本文对高压除氧器余汽回收的几种方案进行了比较，提出了简易可行的实施方案。

同时，分析了将排汽引至轴封加热器的经济效益，对电厂节能及环保有着积极的意义。

关键词：高压除氧器排汽回收经济效益环保
1. 概述
1.1 机组简介
河北华电石家庄热电有限公司#21、#22机组是由德国ALSTOM公司生产的200MW 高温、高压双抽双排汽凝汽式机组。

分别于2003年11月30日和2002年11月30日投产。

表1 #21、22汽轮机主要技术参数
1.2 存在的问题
2. 原因分析
2.1 现场检查
现代化火力发电厂中用于锅炉给水的除氧工艺，几乎均采用的是物理除氧法（即热力除氧法）。

热力除氧不但可以除去给水中的氧气，同时也除去了水中溶解的其它气体，并且没有其它遗留物质，因而被广泛应用。

为了达到良好的除氧效果，高压高压除氧器在运行中必须注意做到以下两点：
一、除氧水必须加热到高压除氧器工作压力下的饱和温度，提供气体从水中分离出来的必要条件。

二、必须及时地把水中分离出来的气体排至设备之外，使汽气空间中氧气的分压力减小，水中氧气与汽气间氧气的分压差增大，分离出来的氧量增加。

一般情况下高压除氧器排气门开大，排出的汽气混合物量增加，除氧塔内汽流速度增大，对除氧有利，但也增大了工质和热量的损失。

所以，合理的排汽门开度具有保证良好的除氧效果和减少热损失的双重意义。

从实际运行经验来讲，即使高压除氧器保持了合理的排汽门开度，仍然不可避免地要损失掉一部分工质和热量。

同时，对于位于城市之中的发电厂（如地处北京东四环路旁的国华热电分公司），高压除氧器排汽还带来了噪音污染及机房顶蒸汽缭绕（俗称“冒白龙”）这些与现代化环保企业形象极不相符的负面影响。

其中，高压除氧器排汽所产生的噪音可高达125dB(A),对周边环境的影响极大。

通过加装高压除氧器余汽回收装置，既可以解决噪音污染及“冒白龙”问题，同时还可以回收大量工质及热量。

一、高压除氧器余汽回收装置型式的选择
高压除氧器余汽的回收通常可以采用加装换热器设备的方法来实现，根据换热器原理的不同，余汽冷却器通常有三种型式：风冷式换热器、表面式换热器及混合式换热器。

1、风冷式换热器
换热性能较好的风冷式换热器采用国外先进的“熵立得”换热管技术制造而成，具有系统连接简捷的优点，可直接在高压除氧器的排汽管上安装连接，不必对机组热力系统进行改动。

但是，风冷式换热器的缺点是需配置较大功率的风机，运行费用高（耗电大），需定期进行维护检修；而且，风冷式换热器单台设备造价也比较高。

另外，风冷式换热器配套风机运行时噪音较大，不适合于环保噪音方面的要求。

2、表面式换热器
表面式换热器的优点是换热效果好，回收工质比较充分，可彻底消除高压除氧器对外排汽。

但是，表面式换热器内部的铜管受到余汽中氧气的侵蚀，在运行一段时间后将发生腐蚀泄漏，检修维护量很大。

另外，表面式换热器与机组热力系统的连接布置较为复杂，换热器的水侧、汽侧及疏水管路均需在不对机组系统产生不利影响的前提下实现有机连接。

通常，表面式换热器的冷却水源选用机组的凝结水或低压高压除氧器的补充水（除盐水）参数较为恰当，但在将换热器串接入凝结水（或除盐水）系统中时从设备检修切换系统的角度考虑，必须配置换热器的旁路系统。

因而，采用表面式换热器的系统布置较为繁琐且安装工作量大，占用现场场地也较多。

尤其是对于新建机组，现场设备布置较为紧凑，再额外加入换热器设备时，系统布置十分不便。

3、混合式换热器
采用旋膜除氧换热技术制造的混合式换热器，其换热效果及吸收工质的能力均优于风冷式换热器及表面式换热器。

混合式换热器同样可以彻底地消除高压除氧器余汽的对外排放，相对于表面式换热器，混合式换热器与机组热力系统的连接十分简便，可在高压除氧器就地实现直接连接，而不必对机组系统进行任何改动，现场场地占用也很少。

而且，混合式换热器设备价格相对低廉，安装施工简捷，正常运行中基本没有维护工作量。

一般发电厂选择高压除氧器余汽回收设备时，主要从设备的换热性能以及系统连接特点方面进行考虑即可，但对于处在城市环境中的发电厂来讲，还要多一项环保方面的考虑。

因此，国华热电分公司根据自己设备系统的具体特点，经过性价及环保因素的综合比较，采用旋膜式混合换热器作为高压除氧器余汽回收设备是比较理想的选择。

二、余汽换热器系统连接方式的确定
结合国华热电分公司200MW机组热力系统的具体布置情况，采取了以下布置方案：
1、以低压高压除氧器补充水即化学除盐水作为冷却水源，参数恰当（0.4MPa/30℃）
且连接过渡简便，只需从除盐水母管上引出管路直接送至余汽换热器。

2、将余汽换热器设置在汽机房18米高压除氧器平台处，余汽管路连接简便。

换热
器疏水依靠标高压头可以顺畅地排至位于机房0米的锅炉疏水箱，从而实现工质的完全回收。

3、余汽换热器系统的具体布置情况见后附图。

三、余汽换热器系统管路参数的确定
1、国华热电分公司在装高、低压高压除氧器的运行参数为：
表1-1
2、高、低压高压除氧器排汽量按设计排量的1.5倍裕度考虑：
表1-2
3、经计算取得的数据汇总（计算过程略）：
表1-3
现场实际管径取值：
表1-4
四、综合效益分析
1、环保方面的效益
投入余汽换热器回收装置后，可以消除机房顶排汽“冒白龙”的现象，同时彻底消除了高压除氧器排汽高达125dB(A)的噪音污染及热污染排放，大大改善了周边环境，对城市发电厂提升自身的环保形象具有积极的意义。

2、经济效益
（1）工质的回收：
国华热电分公司在装高、低压高压除氧器各两台，设计排汽量（汽气混合物）为：
0.4×2+0.9×2=2.6t/h ，取50%为蒸汽，则蒸汽排放量为1.3t/h。

蒸汽排放彻底回收后，每年则可以回收疏水1.3×24×365=11388 吨。

按我分公司化学制水成本6.00 元/吨计算，每年可节约生产成本68328元。

（2）热量的回收：
●高压高压除氧器运行参数：0.9Mpa/170℃,饱和蒸汽焓值：2773kj/kg
●低压高压除氧器运行参数：0.02Mpa/104℃,饱和蒸汽焓值：2684kj/kg
●每台高压高压除氧器年排放热量：0.9×1000×50%×24×365×
2773=10931GJ
●每台低压高压除氧器年排放热量：0.4×1000×50%×24×365×
2684=4702GJ
●高、低压高压除氧器年总排放热量：(10931+4702)×2=31266 GJ
●燃煤标准发热量为：0.029308GJ/kg，则高、低脱年总排放热量折合标煤为
1066吨。

余汽换热器系统投入后，可完全回收高、低压高压除氧器排放的热量，相当于节约标煤1066吨，按我分公司现行燃煤价格约200.00元/吨计算，每年可节约生产成本213200元。

（3）经济效益合计：
综合工质、热量两项效益，每年可节约生产成本281528元。

3、加装余汽换热器回收装置的工程投资(估算)
表1-5
4、结论：
加装高压除氧器余汽回收装置后，每年可节约生产成本约28万元，在年内即可收回改造工程的投资，之后即可产生直接的经济效益。

同时，对于城市发电厂来说，余汽回收装置在环保方面产生的良好社会效益也是非常巨大，而且是无法用经济的尺度来衡量的。

本文得到了河北保定华能节能研究所陈海平老师的热情帮助，在此表示感谢。

参考文献：
郑体宽主编。

《热力发电厂》水利电力出版社出版
城市发电厂高压除氧器余汽回收方案的比较确定与综合效益分析
张振刚
中电国华北京热电分公司二00二年四月。