摘  要  在热电厂全部自用汽中，除氧器的用汽量一直比较含糊。本文通过分析除氧器技术工况，结合实际运行参数，初步估算出了除氧器自用汽量及自用汽率。这对综合评定热电厂自用汽状况及设备状况，提供了一定参考。

关键词  热电厂；除氧器；自用汽率；蒸发回水比

 

1  除氧器技术特性

1.1  热电分厂采用的除氧器是大气混合式淋水盘除氧器，除氧头PY-150,水箱SX-40-2，运行表压0.02MPa,除氧水温 104℃，其焓值h=439.36kj/kg,单台出力150t/h,要求除氧水含氧量不大于0.015mg/L。

   1.2  除氧器来水主要有：除盐水、蒸发回水和锅炉来疏水。

   1.3  除氧器加热汽源主要有：低压自用汽、连排扩容器二次蒸汽。

   1.4  图1为除氧器管路示意图。

1.5  除氧器内的吸热主要是除盐水与蒸发回水的吸热，放热主要是低压汽与连排二次蒸汽的放热。由于蒸发回水与除盐水的温度水平不同，占用的配比不同，将导致总吸热量不同，考虑到连排二次蒸汽放热量相对稳定，必定使对低压汽的需求量不同。因此，本文计算的核心就是低压自用汽的需求量,而其大小和蒸发回水与除盐水量之比（定义为蒸发回水比）密切相关。

  

图1  除氧器管路示意图

 

2  估算的前提和依据

为使估算简便而不失准确，我们给出如下的运行工况和前提条件。

   2.1  接近实际运行情况，二台炉运行锅炉上水总量222t/h,产汽量202t/h。于是，锅炉总排污量为222-202=20t/h，令其全为连续排污量。

   2.2  根据下面3.1的计算，排污水20t/h时，将产生二次蒸汽5.3t/h。此值相对稳定。

   2.3  根据运行计量，在锅炉上水222t/h时，除盐水与蒸发回水合计为190t/h。

   2.4  疏水总和为：222-190-5.3=26.7t/h,其中包括自用蒸汽的凝结量。由于疏水温度较高，接近100℃，使其对自用汽的占用量忽略不计。

   2.5  出于估算需要，我们对三台并列运行的除氧器做综合计算，暂不考虑除氧器排大气的热散失以及设备散热。

 

3  设定工况下的计算准备

   计算前我们必须明确连排二次蒸汽、低压自用汽、蒸发回水及除盐水的温度特性、热焓值以及流量。

   3.1 关于连排二次蒸汽

   连排水在连排扩容器内部分凝结为饱和水，部分汽化为二次蒸汽。在20t/h的排污中，假定凝结水为Xt/h,则有参数

   凝结水：

   表压0.2MPa,温度120℃，焓h=504.7kj/kg

   二次蒸汽：

表压0.2MPa,温度120℃,焓h=2706.9kj/kg

   锅炉来排污水焓h=1087.5kj/kg

   根据汽化吸热与凝结放热相等的原理，方程式成立：

   X（1087.5-504.7)=(20-X)(2706.9-1087.5)

   解得X=14.7t/h

   于是二次蒸汽流量D_二次汽=20-14.7=5.3t/h

   3.2 关于低压自用汽

   取自低压排汽母管，经过减压阀后其参数为：压力0.25MPa，温度276℃，

   热焓h=3014.5kj/kg

   流量设定为D_自用。

   3.3 关于蒸发回水

由氧化铝蒸发工序来，测定温度80℃，

   热焓h=335.3kj/kg

   流量设定为D_回水。

   3.4 关于除盐水

   化学来除盐水压力为0.5MPa,温度为20℃，经过汽封加热器加热后，其温度上升，上升值与除盐水量D_除盐直接相关。为简化计算，设定汽封加热器内的换热量为一定值，则流量不同除盐水温升也不同。

   实测当除盐水量为D1=38t/h时，温升从20℃到70℃。

   根据等式D1(h₇₀-h₂₀)=D2(hx-h₂₀)

   即可求出除盐水量D2条件下的热焓hx。

   计算结果列表如下：

 

4  自用汽量的计算

   根据前述分析，除氧器内有如下热等式成立

   Q_除盐+Q_回水=Q_自用+Q_二次汽

   故Q_自用=Q_除盐+Q_回水-Q_二次汽

   D_自用(h3-h)=D_除盐(h-hx)+D_回水(h-h4)-D_二次汽(h2-h)

将已知各参数代入公式，求取未知参数D_自用（以及自用汽率η=D_自用/202）。

   列表计算如下：

根据计算结果，做蒸发回水比与自用汽率曲线图，见图2。

 

0

2

4

6

8

10

0

20

40

60

80

100

蒸发回水比

自用汽率(%)

 

图2  蒸发回水比与自用汽率曲线图

 

5  结论与分析

    5.1 由上述估算可以看出，蒸发回水比与除氧器自用汽率存在一定的线性关系。当除氧器全上蒸发回水时，自用汽率最低，仅为1.5%；当除氧器全上除盐水时，自用汽率最高，为9.1%。

    5.2 降低自用汽的关键是蒸发回水的接收与使用。实际生产中蒸发回水比通常为70%，此时除氧器自用汽率应在2.7%左右。但蒸发回水的铁、钠含量偏高，碱度偏大，不能完全满足锅炉水质要求，使用时须加强化学监督。

    5.3 事实上，目前使用的这种除氧器除氧效果差，自用汽浪费严重。大量的蒸汽通过排大气门白白损失，未发挥应有的作用。因此对除氧器的改造应尽快进行。

    5.4 汽封加热器是另一个值得关注的重要设备。本文的计算建立在汽封加热器较好工作、热量较好利用的基础上，然而很多时候，汽封加热汽没有有效投用（如除盐水不过流或不流动），使汽封漏汽所带热量无法被除盐水吸收而造成除氧器自用汽大量增加。

    5.5 除氧器自用汽率理论上受生产工艺条件限制，是比较固定的，这有利于我们在平衡热电厂自用汽时考察其是否处在正常范围之内。■