低位旋膜式除氧器在鍋爐給水除氧系統(tǒng)中的應(yīng)用
低位旋膜式除氧器在鍋爐給水除氧系統(tǒng)中的應(yīng)用。根據(jù)焦化行業(yè)燃油燃?xì)忮仩t房設(shè)計(jì)和運(yùn)行現(xiàn)狀，結(jié)合工程實(shí)例，比較了低位旋膜式除氧器和高位旋膜式除氧器在鍋爐給水除氧系統(tǒng)中的優(yōu)缺點(diǎn)及投資與運(yùn)行費(fèi)用,提岀了采用低位旋膜式除氧器的建議。
焦化行業(yè)燃油燃?xì)忮仩t給水過程中，鍋爐給水中的溶解氧是造成管道和設(shè)備腐蝕的重要因素，除氧是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。如果鍋爐給水中的溶解氧沒有及時(shí)清除,水中氧含量達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，就會(huì)腐蝕鍋爐給水管道和鍋爐設(shè)備。腐蝕產(chǎn)物會(huì)附著在管壁上，并且可能隨鍋爐給水系統(tǒng)進(jìn)入鍋爐內(nèi)，沉積或附著在鍋爐管壁和受熱面上形成鐵垢，導(dǎo)致鍋爐傳熱不良。腐蝕嚴(yán)重時(shí)，還會(huì)造成管道和設(shè)備的泄露，出現(xiàn)重大的安全隱患。
1鍋爐給水系統(tǒng)的除氧方式
常用的鍋爐給水除氧方法有熱力除氧、真空除氧、化學(xué)除氧和解析除氧。熱力除氧工藝操作與控制相對(duì)簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定遙遙、除氧遙遙，在鍋爐給水除氧中得到普遍應(yīng)用。
焦化行業(yè)燃油燃?xì)忮仩t房普遍采用熱力除氧,旋膜式除氧器主要采用大氣熱力式旋膜除氧器，其除氧原理基于亨利定律和道爾頓定律。除氧流程如下鍋爐給水先通過除氧頭內(nèi)的起膜管將鍋爐給水分散,形成遙遙薄的水膜并與上升的蒸汽進(jìn)行換熱,形成水膜后大大增加了與蒸汽換熱的面積，加強(qiáng)了換熱遙遙;然后鍋爐給水經(jīng)過水篦子換熱,在流經(jīng)不銹鋼汽液網(wǎng)組成的填料層時(shí)，受到蒸汽的進(jìn)一步加熱;后鍋爐給水儲(chǔ)存在除氧水箱內(nèi)，經(jīng)蒸汽再沸騰管加熱，遙遙了鍋爐給水在工作壓力下為飽和水，而鍋爐給水中析出的溶解氧，經(jīng)過旋膜式除氧器上部的排氣管隨蒸汽一起排入大氣，達(dá)到除氧目的。
2低位旋膜式除氧器布置方式分析
目前焦化行業(yè)燃油燃?xì)忮仩t房配置的大氣熱力式旋膜除氧器有2種布置方式，一種為低位布置，一種為高位布置，相應(yīng)配備低位旋膜式除氧器和高位旋膜式除氧器。下面以工程實(shí)例簡(jiǎn)要分析這2種旋膜式除氧器的優(yōu)缺點(diǎn)。
以新能源股份120萬ta焦化產(chǎn)能等量替代項(xiàng)目(簡(jiǎn)稱工程1)和山西焦化工程(簡(jiǎn)稱工程2)為例,2個(gè)工程中燃油燃?xì)忮仩t房的配置和規(guī)模如表1所示。
表1燃油燃?xì)忮仩t房配置及規(guī)模一覽表
工程編號(hào)工程1工程2備注
鍋爐房能力3x20th3x20th2開1備
鍋爐形式燃油燃?xì)饪煅b鍋爐燃油燃?xì)饪煅b鍋爐
除氧器能力2x30th2x30th2開
除氧器除氧方式大氣熱力式大氣熱力式
除氧器布置方式低位布置高位布置
除氧器中心線標(biāo)高2.21m9.42m室內(nèi)地坪均為0.15m
除氧器結(jié)構(gòu)自帶前置水泵，自帶電控柜無前置水泵和電控柜
除氧器液位控制方式通過自帶電控柜自動(dòng)控制通過控制室DCS自動(dòng)控制
除氧器壓力控制方式通過自帶電控柜自動(dòng)控制通過控制室DCS自動(dòng)控制
鍋爐房占地面積45mx24m39mx24m
鍋爐房層數(shù)單層3層
在鍋爐房能力、鍋爐形式、旋膜式除氧器能力和形式相同的情況下,根據(jù)表1數(shù)據(jù)分析可以得出以下結(jié)論。
低位布置的旋膜式除氧器比高位布置的旋膜式除氧器在本體結(jié)構(gòu)上多了前置水泵。由于經(jīng)過除氧后的鍋爐給水為104龍，相應(yīng)的汽化壓力為0.02MPa(表壓)，這樣水在鍋爐給水泵內(nèi)就更容易汽化,造成鍋爐給水泵汽蝕。為防止水在鍋爐給水泵內(nèi)汽化引起鍋爐給水泵的汽蝕，需要增大鍋爐給水泵的遙遙壓力，對(duì)于低位布置的除氧器需要在除氧器出口和鍋爐給水泵遙遙之間增加前置水泵，遙遙鍋爐給水泵遙遙有一定的壓力，防止鍋爐給水泵汽蝕。
低位布置旋膜式除氧器比高位布置除氧器的鍋爐房廠房層數(shù)要少,這是為防止鍋爐給水泵發(fā)生汽蝕。對(duì)于沒有配備前置水泵的高位除氧器，需要增加旋膜式除氧器的安裝高度來提高鍋爐給水泵遙遙的壓力，防止鍋爐給水泵汽蝕，一般高位布置的旋膜式除氧器需要安裝在高于7m的平臺(tái)上。
低位布置旋膜式除氧器比高位布置除氧器的鍋爐房占地面積更大。配備低位除氧器的鍋爐房為單層廠房,旋膜式除氧器布置在底層;而配備高位除氧器的鍋爐房為3層廠房，除氧器布置在3層，因此配備低位除氧器的鍋爐房占地面積要大。
目前低位旋膜式除氧器為組合式,除氧頭內(nèi)配置了1套多功能旋膜式除氧裝置，比高位除氧器除氧遙遙更穩(wěn)定。低位除氧器給水調(diào)節(jié)閥與除氧頭內(nèi)的旋膜裝置連鎖，隨負(fù)荷變化進(jìn)行調(diào)節(jié),遙遙除氧器在低負(fù)荷工況下，仍然可以和蒸汽進(jìn)行充分換熱,達(dá)到與額定負(fù)荷遙遙的除氧遙遙。
3投資與運(yùn)行費(fèi)用比較
以新能源股份120萬ta焦化產(chǎn)能等量替代項(xiàng)目(簡(jiǎn)稱工程1)和山西焦化工程(簡(jiǎn)稱工程2)為例進(jìn)行投資及運(yùn)行費(fèi)用對(duì)比。
主要設(shè)備購置費(fèi)差值及基建投資差值比較見表2。
表2燃油燃?xì)忮仩t房設(shè)備購置費(fèi)及基建投資
相對(duì)差值一覽表萬元
工程編號(hào)工程1工程2備注
設(shè)備投資差值100
土建投資差值050
管道及閥門投資差值00投資基本相同
投資差值合計(jì)1050
注以低者為基準(zhǔn)0,對(duì)比取差值。
運(yùn)行費(fèi)用對(duì)比。燃油燃?xì)忮仩t房的運(yùn)行費(fèi)用包括除鹽水、儀表用氣、藥品消耗和用電消耗等,2個(gè)工程的除鹽水、儀表用氣和藥品消耗基本相同，主要是配備低位旋膜式除氧器的工程1比配備高位除氧器的工程2多了4臺(tái)前置水泵，因此運(yùn)行費(fèi)用的差別主要是用電差別。經(jīng)計(jì)算，工程1比工程2每年多用電約96000kWh,折合遙遙遙遙約4.8萬元。
綜合比較表見表3。
表3綜合比較表萬元
工程編號(hào)工程1工程2備注
設(shè)備購置及基建投資差值1050
年用電費(fèi)差值4.80
合計(jì)14.850
由表3可以看出，配備低位旋膜式除氧器的工程1比配備高位除氧器的工程2設(shè)備購置及基建投資要節(jié)省40萬元左右，但是每年電費(fèi)多4.8萬元,投產(chǎn)運(yùn)行8年左右2種除氧器布置方式的投資和運(yùn)行基本持平。
根據(jù)工程實(shí)例分析可以看出，燃油燃?xì)忮仩t房配備低位旋膜式除氧器比配備高位旋膜式除氧器相對(duì)設(shè)備及基建投資要小，但運(yùn)行費(fèi)用略高。但是配備低位旋膜式除氧器的燃油燃?xì)忮仩t房由于旋膜式除氧器和鍋爐布置在同層,便于運(yùn)行維護(hù)，并且低位旋膜式除氧器在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，具有與額定負(fù)荷遙遙的除氧遙遙,除氧遙遙穩(wěn)定，因此低位旋膜式除氧器的優(yōu)勢(shì)更大，在場(chǎng)地允許的情況下，建議燃油燃?xì)忮仩t房?jī)?yōu)先考慮低位除氧器的布置方案。