低压乏汽、闪蒸汽和热能回收

一、 除氧器排汽的调整和利用

采用热力除氧方法的除氧器，旋模式还是喷雾式，无论其结构如何变化，其除氧原理都是建立在亨利定律和道尔顿定律基础上的。
除氧器顶部均设有排汽孔，利用除氧器部分蒸汽的动力，及时将给水中离析出的气体排出壳体，以此来保证稳定的除氧效果，但将带来一定的工质和热损失。排汽管上设置排汽阀，用来调整排汽和排汽的多少，当其开度较小时，排汽量减少且排汽不畅，除氧器内气体分压力增加，给水含氧量达不到要求标准，除氧效果恶化。随着阀门开度加大，排汽增多，携带气体量增加，给水含氧量迅速减小，到某一开度后，除氧效果趋于稳定不再受开度影响。此后再开大阀门只会无代价地增加工质及热损失，且开度过大会造成除氧器内蒸汽流速太大，导致排汽带水和除氧器振动。排汽阀的合理开度在运行中由化学试验确定。高压除氧器的排汽管上还应装设节流孔板，以减压消声。

如果凝结水管道密封不好，会带入空气，也会造成除氧门开过大排掉蒸汽量大。

二、 锅炉定排闪蒸汽回收

乏汽由锅炉定期排污产生，排污包含锅炉定期排污水，事故疏水，过热器疏水，冬季暖气水，长期以来，由于压力和温度不高“乏汽”无法进入蒸汽系统回收利用，直接排入大气，造成了能源浪费。可在排污系统上安装了乏汽回收器和液位稳定器，安全保护装置。对“乏汽”进行回收，杜绝了跑冒滴漏现象。

某电厂有120T旋膜式低压除氧器2台，230 T旋膜式高压除氧器2台，2个定排扩容器，母管制运行。低压除氧器为大气式除氧器，都用8-13段抽汽进行加热除氧。

年回收水

(T/年)

年回收等同混合煤(T/年)

0.5,

150

h=2749KJ/Kg

r=2108KJ/Kg

共100-150

(2台)

0.02-0.05,

104-110

h=2683KJ/Kg

r=2243KJ/Kg

排汽0.02-0.05,

104-110

h=2683KJ/Kg

r=2243KJ/Kg

图一、低压除氧器乏汽热能回收装置工艺流程图 |
图二、锅炉定、连排乏汽热能回收装置工艺流程图
图三、高压除氧器乏汽热能回收装置工艺流程图
1、工作原理：

利用系统中具有一定剩余压力的除盐水作动力，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，并在后续过程中，恢复加热后的流体压力，进入系统，以维持连续流动。回收器中设有多个文丘里吸射混合装置，水汽通过吸射器后，得到充分混合。混合温度可通过调整进水量大小来完成。由于吸射混合过程快，流速高，破坏结垢生成条件，最大可能地避免水垢的形成与附着。

混合冷却水进入气液分离罐，分离罐输出凝结水可远距离输送到低压除氧器或其它用水设备，分离出空气减压排出。中间分离罐的液位自动调节。

该系统由三大部分组成，汽水激波加热器；气液分离罐；

两相流液位调节器，可选配自动控制柜。
三、汽水直混超音速激波加热器

如右图所示，汽水直混超音速激波加热器的工作原理是基于两相流体场理论的最新成果。进入该热交换器的蒸汽在喷管中进行绝热膨胀后，以很高的流速从喷嘴中喷射出来，在混合室与低压进水相混合，此时产生了压力"激波"，压力剧烈增大。其结果是，乏汽热能迅速传给送入冷水，输出混合物的压力等同或超过进水的输入压力，可达到输出热水增压和瞬时加热的效果。输出热水可无泵输送。

四、气液分离罐

如左图所示，气－液分离罐设计为小容积、大流量的液位调节对象。其难点是液位波动大，且不稳定，要求调节系统稳定可靠。分离罐内液位与压力稳定性直接影响到动力头的工作稳定性。
分离出较高浓度O2、CO2等气体通过减压装置排空，当罐内压力低于设计值时，减压装置单向阀关闭，保证外界空气不进入罐中，而影响除氧。

PID液位调节和两相流液位自动调节系统保证了系统的稳定运行。

1、气液分离罐液位自动调节

液位自动调节使用汽液两相流水位调节器，本产品是基于汽液

两相流原理，利用汽液变化的自调节特性控制容器出口液体而设计的

一种新型水位调节器。

本产品在分离罐上的连接系统见下图。图中传感器的作用是发送

水位信号和输送调节用蒸汽；调节器的作用是控制出口水量，相当于调

节器的执行机构。其调节原理是：当分离罐的液位上升时，传感器内的液位随之上升，导致发送的调节汽量减少，因而调节器内流过的汽量减少，水量增加，分离罐的水位随之下降。反之亦然。由此实现了分离罐

水位的自动控制。

在设计时，PID液位调节作为可选用的辅助调节方法。

2、排汽装置
对于水质要求高的场合，如锅炉给水除氧器乏汽回收，回收水中有较高浓度O2、CO2等气体，必须排除后，才能回到除氧水系统中。同时，排气对分离罐内压力稳定起重要作用。
◆ 压力的恢复与提升
混合后的热水，根据不同场合，恢复或提升热水压力后，再送回系统中。
三个单元（模块）四项功能合一构成一个CZP装置整体。

3、特点：

◆ 回收低压或无压乏汽热能及凝结水；同时排出乏汽及加热水中的各种气体；
◆ 采用吸射进汽（气）方法，不影响工艺正常排放。

◆ 设计为"自涮"式结构，最大可能地避免水垢的形成。

◆ 无泵供给高压水管道，不另外耗费厂用电。

◆ 回收器在除氧台上，管道在高、低脱、除盐水管间，距离近，施工费用低。

4、热电厂补水率

由锅炉排污率(0.3%～2%)、汽水损失率(3%以下)和生产用汽率(1%)三项组成。

发电厂补水率每降低1%,发电标准煤耗可降低1.9g/kWh。因此行业电厂对此非常重视,补水率控制在3%以下,而某厂3台B&WB-130/3.82-M型锅炉,2台C25-35/3型抽凝机组平均补水率高达10.21%,使制水设备穷于应付。浪费是触目惊心的。按生产每吨除盐水成本5元核算,每天需要增加成本2000余元,每年60多万元。

五、除氧器排汽回收

1、高压除氧器排汽回收流程 图三所示；

排空汽进入超音速激波加热器，和除盐水迅速热交换，出口热水流入气液分离罐，分离罐保证水位稳定，回收水中会分离出较高浓度O2、CO2等气体。保证气体从排气口及时排出，冷却水从疏水口及时带压力排出。

分离罐作用很重要，内部压力、温度稳定在闪蒸汽的非饱和状态，这样不会有闪蒸汽，就保证上部排气口只排出冷空气，并且气体减压排出。

水位调节系统保证水位稳定，保证排汽不会带水。冷却水从疏水口排出时，不会把冷空气带出。这样排出热水含氧量和正常值一样，不会偏高，对低压除氧器造成腐蚀。

设计参数

高压除氧排汽参数0.1-0.5 Mpa，110-160℃；

进入激波加热器除盐水温度：20-35℃，压力0.3-0.4MPa；流量20--29T/h。

出水温度：60-90℃，压力0.15-0.2MPa；流量20-29T/h;

汽液分离罐内压力0.15-0.2 Mpa，温度60-90℃；

低压除氧器 大气式 温度104℃；压力（绝压）：0.12MPa；

不启动泵，回收热水自流到除氧器。

2、定排等设备的闪蒸汽及低压除氧器排汽回收设计参数 回收流程 图一，图二所示

除氧器为大气式，温度104℃；压力0.12MPa；

除盐水进水温度：20-35℃，压力：0.3-0.4MPa；流量12-15T/h;

出水温度：65-70℃；低压除氧排汽进入激波分离罐温度：104℃；压力：0.02-0.05MPa；

分离罐设计压力0.25－0.3 Mpa，温度50-95℃，

排出分离罐热水就近进入锅炉0米疏水箱。

3、安装

所有设备可布置在除氧器平台上，管道较近，施工费用低。

在设计中，一直把安全放在首位，坚持在不影响除氧器安全运行的基础上进行设计，改造时，为防止出现安全隐患，在除氧器排空阀门上并联一电磁阀，在乏汽回收器运行时，除氧器溶解氧超标较长时间时，先直接排空。待检查乏汽回收器后再关掉。此外，还对分离器排出热水进行了初步化验，其水质指标和含氧量完全符合除盐水的要求，可以重复利用。

六、运行维护
◆ 回收乏汽稳定、安全；
◆ 系统故障状态自动保护；

◆ 无人值守，低维护费，连续运行，寿命周期大于10年；
◆ 回收效率高，可回收乏汽热能及冷凝水90～100％；

乏汽加热过程需水量计算（近似 ）

W=625·Q/△T T/h乏汽量Q:T/h进出水温度差：△T：℃

七、适用范围
石化、化工、电力、造纸、冶金、橡胶、轻工、供热及其他行业中生产及使用蒸汽的场合，均可利用本装置回收：
◆ 锅炉给水热力除氧排汽 ；
◆ 锅炉连排、定排扩容器排汽 ；
◆ 热力系统疏水排汽；
◆ 有回收价值的工艺乏汽。