針對(duì)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，介紹一種因地制宜對(duì)現(xiàn)有除氧器進(jìn)行節(jié)能改造的實(shí)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(shù)應(yīng)用于鍋爐給水至今,已有近百年的歷史。目前旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）仍是電站鍋爐及蒸發(fā)量N6t/h蒸汽鍋爐的選除氧技術(shù)，這主要是因?yàn)樗鄬?duì)于解吸除氧、亞硫酸鈉除氧及鐵粒除氧來說,具有溶解氧殘余量低、除氧遙遙穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)，所以熱力除氧技術(shù)被認(rèn)為是目前成熟遙遙的除氧手段。其工作原理是根據(jù)亨利定律,任何氣體在水中的溶解度與該氣體在氣水分界面上的分壓力成正比。因此,水中溶解氧的含量只與氣水界面上大氣中的氣分壓有關(guān)。氧的分壓越大，水中溶解氧的濃度越大;當(dāng)氧的分壓等于低時(shí)，水中溶解氧也趨于低。只要把水加熱到沸騰狀態(tài)，水的飽和蒸汽壓力等于氣水界面上的大氣壓力，此時(shí)氧的分壓等于低,溶解于水中的氧將逸出到空間,被從水中遙遙除去。旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）就是應(yīng)用這一原理除氧的。熱力除氧不僅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(shí)際應(yīng)用中，因多數(shù)工業(yè)鍋爐熱負(fù)荷變動(dòng)頻繁,以及管理操作水平低等諸多原因，除氧水溫常達(dá)不到（只有在這一溫度下，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(shí)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(diǎn)，一臺(tái)普通的大氣式旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器），其實(shí)際耗汽量有可能達(dá)到鍋爐總產(chǎn)汽量的20%，不僅消耗了大量的寶貴蒸汽,還會(huì)造成供汽高峰時(shí)汽源緊張的局面。僅以鋼某單位一座鍋爐房為例，內(nèi)有兩臺(tái)SHL20—2.5/400—All型蒸汽鍋爐，由一臺(tái)較典型的淋水盤型大氣式旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）供給兩臺(tái)鍋爐除氧水；該除氧器設(shè)計(jì)制水量為60t/ho依據(jù)GB157I6,上述型號(hào)鍋爐給水中溶解氧含量須w0.05mg/L;為此，給水在進(jìn)入鍋爐省煤器前必須加熱至>104Y，所需熱量按下式計(jì)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(shí)際制水量，m=50t/h;b—除氧器出水溫度，t2=lOTT.;血一除氧器進(jìn)水溫度，=20也經(jīng)計(jì)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(shí)實(shí)際需要熱量Q'=QW=20.18x106kJ/h;飽和蒸汽平均載熱量為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后再升溫至104無所耗費(fèi)的燃料熱量，但由于普通層燃鍋爐熱效率高僅為7=75%，所以旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）實(shí)耗蒸汽量。（1）=2.01Vh;此鍋爐房旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）月平均工作遙遙為655h,則除氧器每月凈耗蒸汽為1316t。

上述計(jì)算僅為理論計(jì)算，在實(shí)際運(yùn)作中，由于旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）的加熱蒸汽量必須恒定適當(dāng)，才能使得除氧水箱中的水始終處于沸騰狀態(tài);若汽量不足將使除氧水溫降低，除氧遙遙變差。為遙遙除氧器出水溶解氧含量不超標(biāo)，實(shí)際用汽量經(jīng)常超出理論計(jì)算值許多,所以除氧器工作時(shí)，從除氧塔頂部排汽口大量排出飽和蒸汽，造成嚴(yán)重的蒸汽損失。根據(jù)除氧器用蒸汽管道上安裝的渦街式蒸汽流量計(jì)累積數(shù)字遙遙，其實(shí)際耗汽量達(dá)到了理論計(jì)算值的1.3倍！

2旋膜式除氧器具體改造措施

鑒于該鍋爐房旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）不僅耗費(fèi)大量的寶貴熱能，在冬季用汽高峰期還常常造成蒸汽供應(yīng)緊張的嚴(yán)峻事實(shí)，上遙遙主管部門決定引進(jìn)遙遙技術(shù)即改進(jìn)型真空除氧技術(shù)來緩解矛盾。

所謂改進(jìn)型真空除氧技術(shù)，是指在基本保持現(xiàn)有旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）的格局下，進(jìn)行適當(dāng)?shù)母膭?dòng)，簡(jiǎn)言之,真空除氧器是在負(fù)壓下實(shí)現(xiàn)的熱力除氧，其構(gòu)造與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(nèi)已有的真空除氧器是依靠噴射器來維持除氧器內(nèi)一定的真空度即負(fù)壓狀態(tài)，該噴射器以蒸汽為動(dòng)力，作功后的蒸汽進(jìn)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(yīng)用射吸原理來維持器內(nèi)真空度，盡管該除個(gè)器已問世多年，但時(shí)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(nèi)維持一個(gè)較為穩(wěn)定的真空度，達(dá)不到預(yù)期的除氧遙遙。

根據(jù)某熱電廠鍋爐房的遙遙經(jīng)驗(yàn)，該鍋爐房采取了有別于傳統(tǒng)真空除氧器的作法;具體改造形式如圖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

由于除氧器在工作狀態(tài)下基本為一密閉容器,可增設(shè)一臺(tái)真空泵從除氧器頂部直接抽真空，使除氧水箱液面維持穩(wěn)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?？闪谐龀跛疁嘏c除氧器水箱液面的壓力對(duì)應(yīng)關(guān)系，如表1。

表1除氧水溫與除氧器水箱液面壓力關(guān)系

液面壓力（表壓"MPa。,0150・0.030.050.OT除氧水溫/弋 10400 70 5037根據(jù)表I,當(dāng)除氧水箱內(nèi)液面壓力保持在0.05MPa時(shí),只需將箱內(nèi)水加熱至50Y就可使水處在沸騰狀態(tài)，可將溶于水中的Q'CQ等氣體遙遙排出。

如圖2所示，遙遙一臺(tái)W3型柱塞式真空泵，泵的吸入口聯(lián)接除氧塔頂部的原排氣口，真空泵運(yùn)行時(shí)，可使除氧水箱內(nèi)液面真空度即負(fù)壓始終保持在0.06MPao根據(jù)表1,只需將給水溫度預(yù)熱到再將其加入除氧器內(nèi)即可遙遙遙遙進(jìn)入除氧水箱的水處于沸騰狀態(tài),并使水中的溶解氧充分析出。

水溫控制方式如圖3所示。

I一壓力表,2—閘門;3—除汚器;4—ZWT型自力式溫度調(diào)節(jié)耕；5導(dǎo)壓管;6—沮包;7—爐交換器；8盤管

圖3熱交換器出水溫度控制示意圖

在換熱器蒸汽管路上安裝一臺(tái)沖型自力式溫度調(diào)節(jié)器，其溫度傳感器插入換熱器水內(nèi),根據(jù)事先設(shè)定好的水溫，對(duì)蒸汽量進(jìn)行調(diào)節(jié)，自力式溫度調(diào).節(jié)器將換熱器出水溫度控制在設(shè)定溫度土OSP的范圍內(nèi)，并實(shí)行連續(xù)調(diào)節(jié)。

除氧器內(nèi)負(fù)壓值要求保持在0.06MPa;真空度傳感器采用測(cè)量遙遙度很高的DBC114型差壓變送器，可直接將除氧器內(nèi)真空度轉(zhuǎn)變成電流信號(hào)進(jìn)行反饋。除氧器真空度控制系統(tǒng)由差壓變送器、可編程控制器、變頻調(diào)速器、W3真空泵、遙遙工控機(jī)（為鍋爐房原有）等組成。當(dāng)變頻調(diào)速器帶動(dòng)真空泵啟動(dòng)后，差壓變送器向可編程控制器（PLC）反饋除氧器內(nèi)的實(shí)際真空度ff.PLC將除氧器內(nèi)的實(shí)際真空度〃與真空度設(shè)定值7/進(jìn)行比較后，再按照模糊控制規(guī)律同變頻調(diào)速器提供控制信號(hào)，改變W3柱塞式真空泵7.5kW電機(jī)的運(yùn)行頻率和電壓,改變電機(jī)轉(zhuǎn)速。這樣,就構(gòu)成以設(shè)定真空度為基準(zhǔn)的除氧器真空度控制閉環(huán)系統(tǒng)框圖，如圖4

圖4變頻調(diào)節(jié)除氧器內(nèi)真空度原理框圖

控制系統(tǒng)由PLC控制的變頻器直接帶動(dòng)W3真空泵組成，具有手動(dòng)和自動(dòng)變頻兩種工作方式。變頻調(diào)速真空度控制方式克服了W3真空泵的7.5kW電機(jī)頻繁啟動(dòng)的問題，大大提高了真空度調(diào)節(jié)精度。變頻調(diào)速器具有過壓、過流、斷相、過熱保護(hù)和故障遙遙等功能。除氧器真空度設(shè)定值可在土0.00t)5MPa的小范圍內(nèi)連續(xù)設(shè)定。

用于鍋爐蒸汽壓力、流量、汽包水位、爐膛溫度、給煤量、尾部煙氣含氧量、送引風(fēng)量、爐膛負(fù)壓等全Do—除氧器水箱殼體外徑,=1800mm;E—殼體材料弾遙遙模量，殼體材質(zhì)為16MnR,則E=2.06x10sMPa(殼體壁溫<180%);£—除氧器水箱長(zhǎng),Z=7300mm;8,—殼體遙遙厚度,8*=12mm。經(jīng)計(jì)算［p］=0.131MPa,可見，即使W3真空泵將除氧器內(nèi)抽成遙遙真空狀態(tài)，即0.103MPa,也小于殼體許用外壓,決不會(huì)出現(xiàn)殼體大面積失穩(wěn),可放心遙遙。改造后，實(shí)際除氧水溫由104勾降至50無，每班軟化工仍定時(shí)從水管取樣。取水樣按兩瓶法檢驗(yàn)水中溶解氧量，經(jīng)過處理后的鍋爐給水中溶解氧含量始終保持在0.015—0.020mg/L范圍，符合GB157696標(biāo)準(zhǔn)的要求。由于真空除氧器是在低于大氣壓下進(jìn)行除氧的，要想使其保持遙遙的運(yùn)行，整個(gè)系統(tǒng)必須十分嚴(yán)密，包括閥門、管道及泵等，所有管道的聯(lián)接全部采用遙,不能用絲扣或法蘭。部運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)督與管理。

3旋膜式除氧器改造后經(jīng)濟(jì)效益分析

保持除氧塔內(nèi)原淋水盤式結(jié)構(gòu)不變；已被加溫的水從除氧塔上部進(jìn)水管進(jìn)入除氧塔后,經(jīng)過各遙遙淋水盤變成細(xì)小水珠流下的過程中，水與負(fù)壓空間接觸的面積迅速增大，水中溶解氧很容易從水中逸出，被W3真空泵抽走。由于遙遙W3真空泵后，旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）內(nèi)部將達(dá)到0.06MPa的較高負(fù)壓狀態(tài)，成為負(fù)壓容器，為防止除氧器殼體失穩(wěn),我們對(duì)殼體進(jìn)行了強(qiáng)度校核;根據(jù)文獻(xiàn)中式4一2計(jì)算殼體許用外壓［p］,如下式「說=盤是 由于除氧水溫比過去下降了54P,根據(jù)式,仍按其換熱效率為87%計(jì)算,則整個(gè)除氧系統(tǒng)實(shí)際用熱量為10.45xItfkj/h,折合蒸汽用量為4.17t/h；鍋爐熱效率V仍為75%,則改造后除氧系統(tǒng)實(shí)際耗用蒸汽量為4.17x(1t;)=1•Uh,比改造前減少T0.97t;每月仍按655個(gè)運(yùn)行臺(tái)時(shí)計(jì)算，則每月可節(jié)省飽和蒸汽635t;按鋼總公司飽和蒸汽內(nèi)部遙66元/t計(jì)算,每月節(jié)省飽和蒸汽費(fèi)用41933元;根據(jù)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(jià)0.43元/kWh計(jì)算，月耗電1478.7元;進(jìn)行除氧器改造后，每月實(shí)際降低鋼式中；除氧器殼體許用外壓,MPa;爐房運(yùn)行成本40454.3元，每年平均降低運(yùn)行成本財(cái)務(wù)分析方法在火電廠技改中的應(yīng)用典型的真空除氧器由于采用蒸汽噴射形式，必須當(dāng)噴射的蒸汽壓力非常穩(wěn)定時(shí)才能遙遙除氧器內(nèi)的真空度恒定，但這一點(diǎn)卻很難做到,因此盡管其相對(duì)于普通旋膜式除氧器（也叫熱力除氧器）具有遙遙的節(jié)能功效，但由于除氧遙遙不好，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(yōu)點(diǎn),克服了其內(nèi)部真空度不穩(wěn)定的缺點(diǎn)，可在大幅度降低除氧器運(yùn)行成本的情況下，遙遙有一個(gè)良好、穩(wěn)定的除氧遙遙,具有很大的市場(chǎng)推廣應(yīng)用潛力。

在目前日趨激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中,盡一切可能降低生產(chǎn)運(yùn)行成本，使產(chǎn)品具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，是每一位企業(yè)負(fù)責(zé)人和各遙遙管理者的應(yīng)盡職責(zé)。目前相當(dāng)一部分遙遙企在其內(nèi)部運(yùn)營機(jī)制上，還在沿襲以往計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制時(shí)的粗放式管理經(jīng)營模式，所以在這些企業(yè)內(nèi)部，節(jié)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(jié)能改造，屬較典型的遙遙企降低生產(chǎn)運(yùn)行成本范例。