熱力除氧器改造措施、經濟性分析

趙文學 周強 趙云波 胡建武 程遠強 羅本國

【摘 要】熱力除氧器是鍋爐重要耗能輔助設備，正常連續運行才能確保鍋爐安全運行和經濟性。在原有鍋爐熱力除氧器設計方面存在易堵塞、需定期清洗等缺陷，影響鍋爐的正常運行。為了保證除氧器能夠連續運行，對現有的除氧器缺陷進行了改造，保證了除氧器的安全穩定運行。同時，改造后蒸汽選用熱值更低的鍋爐連續排污和蒸汽冷凝水的閃蒸汽，有效降低了鍋爐除氧器的運行成本，極具經濟價值。

【關鍵詞】熱力除氧器；改造；安全穩定；經濟價值

1、引言

一般工業鍋爐熱力除氧器設計采用噴霧式熱力除氧，來自軟水箱的軟水通過噴頭從上部向下噴出，與下部來的蒸汽通過碎鐵屑作用，除去軟水中的溶解氧。這種熱力除氧方式存在一定的設計缺陷：使用時間長后，軟水中的泥沙等雜質會堵塞噴頭和碎鐵屑，增大軟水進水阻力，需要定期對噴頭和碎鐵屑進行清洗，影響生產的正常運行，甚至造成除氧器無法正常工作。

2、改造措施

為了保證除氧器能夠連續運行，消除安全隱患，必須確保軟水和蒸汽進入除氧器暢通無堵塞，蒸汽和軟水接觸時間充分，因此對熱力除氧頭進行了以下改造：

（1）拆除原有的噴霧除氧噴頭和碎鐵屑過濾裝置。

（2）根據除氧器除氧能力設計旋流裝置，安裝若干塊螺旋上升的旋流板，旋流板安裝角度與水平面成一定角度。

（3）蒸汽冷凝水和軟水箱來的水從不同接口進入除氧頭，通過管道向下流出，通過旋流板的作用向下旋轉；從除氧頭底部來的蒸汽通過旋流板的作用，不斷向上旋轉。蒸汽和水充分接觸，實現熱量的充分交換，有效減少蒸汽消耗，降低蒸汽壓力。由于改造后無噴頭無媒介，不易引起堵塞，能確保除氧器的長期穩定運行。

3、經濟性分析

改造前，需要采用分氣缸蒸汽，通過減壓裝置后，需壓力為0.2-0.3MPa的蒸汽才能達到除氧水溫為105℃的要求。另一方面，蒸汽冷凝水的閃蒸汽和鍋爐連續排污閃蒸汽由于熱力除氧器的結構限制，無法使用，直接外排，造成熱量浪費。通過熱力除氧器改造后，減小了除氧頭蒸汽進氣阻力，只要連續排污的閃蒸汽和蒸汽冷凝水閃蒸汽蒸汽壓力在0.02MPa以上，就能滿足除氧要求，不再需要分氣缸蒸汽。

以云南煙葉復烤有限責任公司石林復烤廠10噸鍋爐為例，鍋爐實際熱負荷7噸/小時，回收蒸汽冷凝水3噸/小時，蒸汽冷凝水溫度100℃。蒸汽冷凝水和連續排污閃蒸汽外排，需要鍋爐分氣缸蒸汽除氧，蒸汽壓力按照0.2MPa計算，蒸汽熱焓為650.7大卡，除氧飽和水溫和飽和蒸汽按照105℃計算，軟水溫度按照20℃計算，除氧加熱水需要熱量為：

3×1000×（105-100）+4×1000×（105-20）=355000大卡/小時

除氧過程需要外排0.02MPa的飽和蒸汽和其他氣體，排氣管DN40，0.02MPa飽和蒸汽熱焓為536.8大卡/公斤，蒸汽密度0.7kg/m?，外排蒸汽流速按照50米/秒計算，外排蒸汽量為：

（0.02）2×3.14×50×0.7×3600=158.2公斤/小時

外排蒸汽熱量為：

158.2×536.8=84822大卡/小時

除氧器理論需要蒸汽量為：

（355000+84822）/650.7=675.92公斤/小時

除氧器的散熱等其他熱損失按照10%考慮，實際需要蒸汽量為：

675.92×1.1=743.5公斤/小時=0.74噸/小時

生產時間6個月，每個月生產25天，每天生產24小時，一年除氧器需要蒸汽量為：

0.74×6×25×24=2664噸

生物質鍋爐蒸汽價格按照200元/噸計算，改造前一年除氧器消耗蒸汽費用：

2664×200/10000=53.28萬元

4、結論

對傳統除氧器進行改造后，保證了除氧器的安全穩定運行。同時，改造后蒸汽選用熱值更低的鍋爐連續排污和蒸汽冷凝水的閃蒸汽，不再使用分氣缸蒸汽，有效降低了鍋爐除氧器的運行費用，熱力除氧器改造后每年可節省運行和維護成本約83.28萬元。

作者簡介：

1.趙文學 云南煙葉復烤有限責任公司石林復烤廠加工車間主任，助理工程師，長期從事打葉復烤生產管理工作。

2.周強 云南煙葉復烤有限責任公司石林復烤廠加工車間副主任，助理工程師，長期從事打葉復烤生產管理工作。

3.趙云波 云南煙葉復烤有限責任公司石林復烤廠加工車間機修工，助理工程師，長期從事復烤設備檢修工作。

4.胡建武 云南煙葉復烤有限責任公司石林復烤廠加工車間副主任，助理工程師，長期從事打葉復烤生產管理工作。

5.程遠強 貴州迪鑫工業設備工程有限公司熱能工程師，長期從事鍋爐運行改造設計工作。

6.羅本國 貴州迪鑫工業設備工程有限公司總經理，長期從事鍋爐安裝改造合同能源管理工作。

（作者單位：1.云南煙葉復烤有限責任公司石林復烤廠；

2.貴州迪鑫工業設備工程有限公司）