锅炉除氧器排汽余热回收装置技术及应用 

       锅炉除氧器排汽余热回收装置技术及应用，目前，国内锅炉除氧器的主要类型有喷雾填料式锅炉除氧器和旋膜式锅炉除氧器。前者采用弹簧喷嘴细化凝结水，凝结水从弹簧喷嘴流出后，先以珠状与加热蒸汽进行热量质量交换，完成初级除氧，然后流入下方的水篦子及填料层进行深度除氧。喷雾填料式锅炉除氧器的关键元件是弹簧喷嘴。
      旋膜式锅炉除氧器采用旋膜喷管，是以凝结水从射流孔切向进入旋流管内形成中空的、高速旋转的水膜裙与加热蒸汽进行热量质量交换。当凝结水从射流孔射入后，在旋流管内形成高速旋转水膜，由于水膜的高速旋转，在靠近水膜处形成低压区，使得大量蒸汽被卷吸入水膜内，从而使凝结水迅速被加热。随着水被蒸汽的不断加热和射流孔射出水的压力不断降低，溶解于水中的CO?、空气等不凝结气体也逐渐析出，从而达到除氧的目的。
      喷雾填料式锅炉除氧器的优点是单只喷嘴出力大，每台锅炉除氧器所用的喷嘴数量较采用旋膜管数量要少，适宜用于带基本负荷的大机组，旋膜式锅炉除氧器适宜用于工业锅炉及小容量的发电机组。
      旋膜式锅炉除氧器的主要优点是：
      ①调峰能力强，可以在30%～120%额定负荷下稳定运行，含氧量达到设计要求，而且达到合格溶氧的时间短。
      ②补水量大、补水稳定低。
      ③排汽/气量小，一般情况下排汽/气量是目前其它锅炉除氧器排汽/气量的50%甚至更少。
喷雾填料式锅炉除氧器和旋膜式锅炉除氧器主要技术经济性比较见表1。
表1锅炉除氧器的主要技术经济性比较
项目 喷雾填料式锅炉除氧器 旋膜式锅炉除氧器
传热传质方式 珠状传热传质 膜状传热传质
调峰能力 80%～105% 30%～120%
运行经济性 排汽损失较大 排气门开度为喷雾式50%
表2锅炉除氧器乏汽及锅炉连排水参数
名称 类别 锅炉除氧器容量 排汽压力 排汽温度 排汽/水流量
锅炉除氧器乏汽 2×130t锅炉 2×150t/h 0.12MPa.a 100℃ 2×1.2t/h
 2×35t锅炉 2×50t/h 0.12MPa.a 100℃ 2×0.4t/h
锅炉连
排水 130t锅炉 / 0.3MPa.a 133.25℃ 7.5t/h
 35t锅炉 / 0.3MPa.a 133.25℃ 
1余热回收基本原理与技术难点
      热力式锅炉除氧器为保证除氧效果，分离出来的不凝气体(大部分为氧)必须及时排出，以保证锅炉除氧器压力的稳定，因此锅炉除氧器顶部设置排汽管道，常年对空排汽。这些乏汽进入大气中，将会产生能量损失，同时对周边环境产生较大的热污染。热力式锅炉除氧器散失的蒸汽量据统计约占除氧进水量的0.8%左右。以1台出力150t/h、压力0.12Mpa.a的热力锅炉除氧器正常运行工况下，锅炉除氧器内水温达到104℃时，每小时排往大气的蒸汽(乏汽)量约1.2t,按电厂年利用8000h计算，年排放蒸汽9600t。如果能将这部分具有低品位热能的蒸汽回收加以有效利用，不仅可以减少对环境的热污染，还能为企业带来可观的经济效益。
      但是，锅炉除氧器乏汽余热品位低，且为蒸汽与不凝气体的混合体，回收处理比较困难，造成大部分热力锅炉除氧器排汽对空放散。
2锅炉除氧器排汽余热回收实例
      国内钢铁企业热力设施众多，其中以余热锅炉及燃烧高、焦炉煤气的纯燃气锅炉两种为主，为了保证锅炉运行寿命，每台热力设施都配备有热力锅炉除氧器，以除去给水中的氧气及不凝气体，减少管道腐蚀。
      钢京唐公司以4台中温中压燃气锅炉为试点，开展了锅炉除氧器排汽及连排水综合余热资源回收利用工作，获得了较为显著的成效。余热回收完成后，不仅减少了锅炉除氧器蒸汽使用，更进一步杜绝了锅炉除氧器排汽造成的环境污染，取得了很好的环境效益。
      根据表2的数据，依据效率大化的能量匹配原则，将锅炉除氧器排汽余热及连排水余热全部用于加热未进入锅炉除氧器的除盐水，提高进入锅炉除氧器的除盐水温度，从而减少锅炉除氧器蒸汽消耗量。同时，由于锅炉除氧器排汽余热回收，将原本排入大气中的蒸汽冷凝成冷凝水排入公司生产水系统，从而减少了锅炉系统补水量，实现了余热资源及水量的双重回收利用。锅炉除氧器乏汽及连排水余热回收系统见图1。
      主要工艺原理如下：余热回收工艺分为锅炉连排水余热回收系统、锅炉除氧器排汽余热回收系统和闭式循环水系统。其中闭式循环水系统为整个余热回收工艺的核心，在循环水系统中，通过混合式换热，将锅炉连排水余热及锅炉除氧器乏汽余热全部转移至混合水中，使混合水温度升高，随后混合水通过循环泵进入间接换热系统，将热量传递给即将进入锅炉除氧器的除盐水，提高除盐水温度，从而节省了锅炉除氧器的蒸汽用量。
      另一方面，由于燃气锅炉乏汽与循环水直接混合，循环水量必然增加，增加部分即为锅炉除氧器乏汽冷却后形成的水量。此部分水排入生产排水系统，经污水处理后重新利用，减少了外供新水。
3经济性分析
      锅炉除氧器排汽余热回收技术，实现了燃气锅炉排污水热量及锅炉除氧器排汽热量的回收，并将锅炉除氧器排汽冷凝后的水也进行了回收利用，减少了外购新水，并且消除了冬季锅炉除氧器排汽造成的环境污染，产生了很好的环境效益。根据现场观察数据，余热回收装置投入使用后，130t锅炉除盐水水温较之前提高3℃,35t锅炉水温较之前升高3℃;由于水的定压比热容约为4.2kJ/kg·℃,公司锅炉除氧器用蒸汽的热值为2947.5kJ/kg,单价为74元/t,依此测算，余热回收系统的年经济效益约84.34万元，年节水的经济效益为12万元。
4结论
      通过对锅炉除氧器排汽余热及连排水余热资源的回收利用系统进行分析，得出以下结论：
      ①锅炉除氧器排汽余热资源回收利用系统能够很好的吸收利用锅炉除氧器排汽中的余热资源，提高除盐水的初始温度，节约锅炉除氧器消耗蒸汽量。
      ②锅炉除氧器排汽回收装置彻底消灭了作业区域锅炉除氧器排汽造成的环境污染，提高了作业区域环境质量。