閑談真空除氧器改造提高水質(zhì)量節(jié)能技術(shù)問題？
閑談真空除氧器改造提高水質(zhì)量節(jié)能技術(shù)問題？  舉例分析：該供熱站鍋爐設(shè)計(jì)規(guī)模為8臺(tái)23m3/h油田注汽鍋爐,軟化水罐設(shè)計(jì)為1500m3,罐內(nèi)溢流管口高度10m,除氧工藝采用真空加化學(xué)除氧的方法,除氧裝置為采用高架式安裝的高位真空除氧器,給水除氧系統(tǒng)工藝流程如圖1所示。
其工藝為:待除氧軟化水進(jìn)入高水位真空除氧器,經(jīng)過進(jìn)水分配器噴嘴呈霧狀均勻落下,經(jīng)過塑料多面球填料層,水中逸出的溶解氧被抽真空裝置不間斷抽走,除氧水由供水泵送到鍋爐使用,由于真空除氧器的除氧深度設(shè)計(jì)為500μg/L,需要加入亞硫酸鈉作化學(xué)輔助除氧。真空除氧器的除氧指標(biāo)為低于500μg/L,加入亞硫酸鈉除氧后為10μg/L以下。
2真空除氧器存在的問題
該站給水除氧系統(tǒng)運(yùn)行10多年,工藝、設(shè)備等方面一直存在缺陷,一是造成溶解氧超標(biāo),最高達(dá)1000μg/L,二是在不使用真空除氧器時(shí),除氧泵與供水泵直接串聯(lián)運(yùn)行,導(dǎo)致鍋爐進(jìn)口水壓低、水流量低故障停爐,切換真空除氧器時(shí)流程復(fù)雜。除氧系統(tǒng)如圖2所示,通過分析,發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在問題主要有以下幾點(diǎn)。
軟化水高水位真空除氧器供水泵鍋爐抽氣抽真空裝置亞硫酸鈉溶液圖1除氧工藝流程射流器抽氣管除氧曝氧器水箱循環(huán)水泵20m3循環(huán)水罐1500m3軟水罐除氧水泵供水泵進(jìn)口旁通閥亞硫酸鈉溶液鍋爐供水泵去鍋爐軟化水母管去其它真空除氧器軟化水進(jìn)口圖2改造前真空除氧器流程
2.1射流器問題射流器
收縮管尺寸不符合設(shè)計(jì)要求,設(shè)計(jì)應(yīng)為1.6m,而實(shí)際只有0.6m,為施工方任意更改所致。噴嘴口腐蝕,形成豁口,不能形成有效的射流。射流器的收縮管和擴(kuò)大管大小頭焊口處容易泄漏,因?yàn)樵撎幫蝗蛔儚?加上焊口的不平整,造成強(qiáng)烈氧擴(kuò)散腐蝕。
2.2真空除氧器內(nèi)件損壞
通過對(duì)真空除氧器檢修情況發(fā)現(xiàn)真空除氧器內(nèi)填料箅子松脫,大量塑料多面球填料上浮進(jìn)入母管支管式進(jìn)水分配器上端,失去傳質(zhì)作用,填料層體積減少,導(dǎo)致除氧效果不好。
2.3供水壓力不足
由于除氧泵與供水泵串聯(lián),泵和閥件等導(dǎo)致沿程射流器抽氣管真空除氧器曝氧水箱循環(huán)水泵新增循環(huán)回水管軟水罐除氧水泵亞硫酸鈉溶液鍋爐供水泵去鍋爐新增供水泵進(jìn)口旁通閥軟化水母管線去其它真空除氧器軟化水進(jìn)口圖3改造后真空除氧器流程阻力損失增大,單獨(dú)啟供水泵時(shí),泵出口實(shí)際揚(yáng)程達(dá)不到鍋爐柱塞泵進(jìn)口壓力要求,極易導(dǎo)致鍋爐進(jìn)口水壓低報(bào)警停爐。所以必須同時(shí)使用除氧泵和供水泵,造成電能浪費(fèi)和操作流程復(fù)雜。
2.4循環(huán)水溫度高
真空除氧器循環(huán)水從20m3循環(huán)水罐出來經(jīng)循環(huán)水泵送到射流器,水在射流器混合室與抽出的氣體強(qiáng)烈混合,再經(jīng)收縮管和擴(kuò)大管進(jìn)入曝氧水箱,曝氣后,經(jīng)循環(huán)回水管回到循環(huán)水箱。采用小容積水罐作循環(huán)水罐使用,循環(huán)水會(huì)因循環(huán)水泵的部分機(jī)械能轉(zhuǎn)換的熱能和抽出水蒸氣汽化熱而使循環(huán)水溫度很快上升,循環(huán)水罐體積為20m3,循環(huán)水水溫能夠在8h內(nèi)由15℃升至45℃,水溫升得很快,為保證真空除氧器真空度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),一天需要換三次循環(huán)水。每天除浪費(fèi)60m3軟化水,還增加了操作人員的工作量,更換一次循環(huán)水需要時(shí)間30min。高水溫水在射流器混合室攜帶氣體量下降,導(dǎo)致真空除氧器真空度下降,真空度由-0.097MPa降到-0.090MPa,真空除氧器出水含氧量增加到1000μg/L左右。
2.5循環(huán)水罐腐蝕嚴(yán)重
由于長(zhǎng)時(shí)間接觸含有大量溶解氧的水,循環(huán)水罐壁嚴(yán)重腐蝕滲漏。3改進(jìn)措施3.1改進(jìn)完善射流器為了提高真空除氧器的進(jìn)水溫度對(duì)除鹽水的工藝,流程進(jìn)行了改進(jìn),具體措施為:
(1)將射流器噴嘴改為不銹鋼材料加工,噴嘴直徑Φ22mm,以此獲得均勻的射流流束;
(2)將射流器收縮管段尺寸增加至1.6m長(zhǎng),外徑Φ75mm,壁厚7mm;
(3)將射流器的收縮管和擴(kuò)大管更換為ABS塑料材料杜絕腐蝕。
3.2完善除氧設(shè)備
更換并加固了真空除氧器內(nèi)填料箅子,采用不銹鋼材料制作連接,添加足夠的填料,使填料高度保持2m高。保證有足夠的水分散界面。
3.3循環(huán)水流程改造方案的確定實(shí)施
由以上分析可知20m3循環(huán)罐容積小是造成溶解氧超標(biāo)的主要原因,因內(nèi)壁腐蝕嚴(yán)重,已經(jīng)不能再修復(fù)使用,應(yīng)予以廢棄。為保證循環(huán)水溫度與真空除氧器運(yùn)行真空下相對(duì)應(yīng)的飽和溫度相當(dāng),可用容積較大的1500m3軟化水儲(chǔ)水罐作為循環(huán)水罐,從3個(gè)真空除氧器循環(huán)回水引一條DN200管線直接進(jìn)入1500m3軟化水罐,管線材料采用PVC鋼骨架復(fù)合管,以避免氧腐蝕。
技術(shù)可行性分析:循環(huán)回水管線長(zhǎng)度是150m,沿程阻力損失會(huì)比一般設(shè)計(jì)70多米增加一倍,可適當(dāng)增加管徑。真空除氧器安裝高度在11m,作為循環(huán)回水罐的軟水罐溢流高度也為11m,為保證曝氧水箱與軟水罐間有足夠的連通落差,軟水罐水位高度要低于真空除氧器安裝高度11m,該站軟水罐容量1500m3,是按16臺(tái)鍋爐設(shè)計(jì)的,但是二期8臺(tái)鍋爐由于其它原因沒有進(jìn)行安裝,1500m3罐完全滿足目前7臺(tái)鍋爐使用,所以可以降低水罐水位高度。因?yàn)檐浰拗械乃遣粩喔鼡Q的,溫度不會(huì)升高,避免了循環(huán)水溫高對(duì)除氧的影響。 
改造后的流程如圖3,粗實(shí)線為新增部分。
3.4供水泵旁通流程改造
供水泵旁通管線直接連接在軟化水母管線上,不再經(jīng)過脫氧泵,這樣改后操作簡(jiǎn)便,沿程阻力損失減少,在投入真空除氧器旁通流程時(shí),1臺(tái)泵就可以供應(yīng)4臺(tái)鍋爐的用水量。4改進(jìn)效果通過對(duì)給水除氧系統(tǒng)的技術(shù)改造,真空除氧器運(yùn)行工況良好,除氧效果明顯提高,改造后試運(yùn)行,真空除氧器真空穩(wěn)定在-0.095MPa以上,給水溶解氧已降低至300μg/L以下,運(yùn)行穩(wěn)定,合格率達(dá)100%,既簡(jiǎn)化操作減輕員工勞動(dòng)強(qiáng)度,又為穩(wěn)定運(yùn)行提供了保障。
此外,經(jīng)濟(jì)效益顯著。節(jié)約了20m3循環(huán)水溫升高時(shí)吸收的熱量約251.2×104kJ.按一天更換3罐水計(jì),少消耗電能,2093kW·h折合年少付電費(fèi)58.1×104元;年少耗水2.19×104m3,折全年少付水費(fèi)3.53×104元,以上全年年節(jié)省費(fèi)用61.63×104元。 |
