發(fā)電廠連排乏汽熱能回收技術(shù)的應(yīng)用

張建軍

摘要：伴隨世界能源日益緊張，我國要長期穩(wěn)定發(fā)展，有效解決能源問題變得更加緊迫。電站鍋爐和工業(yè)鍋爐在運(yùn)行時(shí)定排、連排和除氧器等會產(chǎn)生大量低壓蒸汽，這些對空排放的乏汽具有一定回收價(jià)值，有效利用這些乏汽，不僅能夠避免資源浪費(fèi)，還能產(chǎn)生較好的環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益。本文主要論述了回收發(fā)電廠乏汽的重要意義、乏汽回收技術(shù)、回收連排擴(kuò)容器的乏汽熱能的方案。

關(guān)鍵詞：發(fā)電廠 ?連排擴(kuò)容器 ?乏汽熱能回收技術(shù)

1 概述

近年來，隨著國際能源價(jià)格的上升，煤炭價(jià)格始終居高不下，通過節(jié)約能源來降低生產(chǎn)成本已成為企業(yè)亟待解決的問題。發(fā)電廠發(fā)電過程中，其汽水系統(tǒng)及除氧器的定排、連排擴(kuò)容器及疏水?dāng)U容器都要有大量乏氣和低壓蒸汽排放出來。與此同時(shí)，企業(yè)運(yùn)用蒸汽時(shí)，因?yàn)楣に嚨确矫嬉蛩貢霈F(xiàn)大量低壓蒸汽，這些都造成能源的嚴(yán)重浪費(fèi)。如果在發(fā)電廠運(yùn)用乏汽熱能的回收裝置和回收技術(shù)，就能夠有效回收連排擴(kuò)容器、定排擴(kuò)容器及疏水裝置所排放的乏汽，及其他生產(chǎn)裝置所排放的蒸汽。

2 回收發(fā)電廠乏汽的重要意義

發(fā)電廠在生產(chǎn)電力過程中存有大量工業(yè)乏汽，一些電廠設(shè)計(jì)建設(shè)時(shí)未充分考慮乏汽回收工作，例如：熱力除氧器裝置釋放氧氣過程中，經(jīng)常會排掉大部分乏汽，鍋爐連排系統(tǒng)疏水閃蒸汽也要直接向外排出。由于乏汽中有大量低品的熱能，乏汽價(jià)值具有較高的除鹽水價(jià)值、原水價(jià)值及除氧價(jià)值。運(yùn)用乏汽回收技術(shù)或裝置回收乏汽，不僅能夠節(jié)約熱能，還能有效節(jié)約水資源，進(jìn)而降低總的生產(chǎn)成本，促使企業(yè)取得良好經(jīng)濟(jì)效益。除此之外，回收乏汽還能夠消除環(huán)境中的熱污染，使人們生活在良好的空間環(huán)境中。

3 乏汽回收技術(shù)

3.1 乏汽的種類 根據(jù)乏汽成分和排放壓力，可以將乏汽回收分成有壓含不凝氣的乏汽回收、有壓潔凈的乏汽回收、無壓潔凈的乏汽回收、有壓污染的乏汽回收、無壓污染的乏汽回收及無壓含不凝氣的乏汽回收。除氧器乏汽是無壓廢汽，它含有氣體雜質(zhì)，排放壓力較低，輸送能力極差，不能直接被運(yùn)用。

3.2 乏汽回收的基本原理 乏汽回收時(shí)運(yùn)用系統(tǒng)里有剩余壓力的水或者蒸汽作為動(dòng)力，讓流體出現(xiàn)射吸式的流動(dòng)，與此同時(shí)，乏汽和水發(fā)生質(zhì)與熱的混合，進(jìn)而加熱較低溫度的流體，混合溫度可以利用調(diào)整進(jìn)水量來實(shí)現(xiàn)。氣液分離罐中有混合水時(shí)，分離罐不僅會輸出一些凝結(jié)水，還會分離空氣減壓排氣。

近年來，我國的乏汽回收技術(shù)發(fā)展的非常快，主體結(jié)構(gòu)方面都是由氣液分離罐、乏汽動(dòng)力頭、排氣裝置、液位調(diào)節(jié)器所組成，乏汽動(dòng)力頭通常采用抽吸方式，與普通乏汽動(dòng)力頭有明顯區(qū)別。乏汽回收技術(shù)適用于各種乏汽穩(wěn)定并且乏汽量較少的場所，該場所最好沒有乏汽、不凝氣體及動(dòng)力冷水的波動(dòng)，以免產(chǎn)生憋汽。目前，我國的JRW型噴射混合加熱器和KLAR型乏汽回收器運(yùn)用的都是這種技術(shù)。也有一些乏汽回收裝置運(yùn)用多段沿程式吸收方法，充分利用多程噴射降淋室與高效汽井吸收室的卷吸作用，讓乏汽在流動(dòng)式漸漸分階段的被吸收，特別適合不凝氣體很多、乏汽壓力不穩(wěn)定的場所。

3.3 乏汽回收運(yùn)用的可行性 我國關(guān)于工業(yè)乏汽一直沒有明確的定義，很多乏汽和蒸汽鍋爐系統(tǒng)緊密相連。對鍋爐熱力系統(tǒng)來說，除氧器脫鹽水經(jīng)常要經(jīng)過汽水換熱器才能提高水流溫度，補(bǔ)充水流進(jìn)入除氧器前要先經(jīng)過流量條件控制裝置，進(jìn)而獲得很大壓力降。熱力除氧器的二氧化碳、氧氣等跟隨蒸汽排放到大氣。這種排放乏汽方法的乏汽壓力很低。熱力系統(tǒng)中的脫鹽水通過調(diào)節(jié)閥的前后壓力降、排放乏汽熱能及換熱器的新蒸汽均是可以運(yùn)用的。如果運(yùn)用補(bǔ)充水壓力降作為動(dòng)力，回收排放的乏汽，可以替代一些新鮮的蒸汽，且不會排放不凝氣，能夠?qū)崿F(xiàn)乏汽的循環(huán)利用。結(jié)合以往射吸技術(shù)，設(shè)計(jì)出運(yùn)用補(bǔ)充水作為吸熱的介質(zhì)，運(yùn)用補(bǔ)充水壓力降，吸收低壓狀態(tài)除氧乏汽，讓其和汽水相混合，這種方法在技術(shù)方面和理論方面均是可行的。

4 霍州方山發(fā)電廠的定排系統(tǒng)和連排系統(tǒng)

霍州方山發(fā)電廠的機(jī)組是2套66MW的空冷凝汽機(jī)組，機(jī)組同時(shí)配有2臺循環(huán)硫化床式的鍋爐、2臺連續(xù)排污的擴(kuò)容器及1臺定期用來排污的擴(kuò)容器。其中，連續(xù)排污系統(tǒng)是一個(gè)運(yùn)用并聯(lián)方式進(jìn)行排污的系統(tǒng)，鍋爐的持續(xù)排污水和連續(xù)排污的擴(kuò)容器相連接。為降低熱損失，連續(xù)排污的二次蒸汽和高壓除氧器平衡管直接相連，這樣排污水就可以和連續(xù)排污系統(tǒng)的冷卻汽，連續(xù)排污系統(tǒng)加熱排污水運(yùn)用化水車間除鹽水，加熱后排放到定期排污系統(tǒng)，最先進(jìn)入排污擴(kuò)容器，經(jīng)過擴(kuò)容以后和排污冷卻的并排地溝相連接定期排污系統(tǒng)擴(kuò)容器型號為DP-7.5，連續(xù)排污系統(tǒng)擴(kuò)容器型號為LP-3.5，最大汽水損失約15t/h。

5 回收連排擴(kuò)容器的乏汽熱能的方案

5.1 應(yīng)用乏汽熱能回收技術(shù)前的情況 進(jìn)行乏汽熱能回收前，該發(fā)電廠的整年蒸汽量約530t/h，根據(jù)5%的污染率推算，每小時(shí)約有26t污水排至連排系統(tǒng)擴(kuò)容器，經(jīng)過計(jì)算每小時(shí)約6噸閃蒸氣排放，由于蒸汽排放既浪費(fèi)能源，也會帶來噪音，對排放設(shè)備附件其他設(shè)備產(chǎn)生腐蝕性作用。另外，冬季里排放大量蒸汽的排汽點(diǎn)周圍會容易結(jié)冰，大量結(jié)冰給附近的行人和操作機(jī)器的工作人員帶來安全隱患，夏季極易產(chǎn)生熱污染。

5.2 回收乏汽熱能方案的制定與實(shí)施 發(fā)電廠技術(shù)人員經(jīng)過仔細(xì)分析發(fā)電系統(tǒng)機(jī)組特征及各類設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，科學(xué)設(shè)計(jì)回收乏汽系統(tǒng)，將乏汽回收裝置與發(fā)電機(jī)組熱力系統(tǒng)有效融合到一起。為減少設(shè)備用地面積，便于管理，也節(jié)約投入成本，可以安排2臺連排系統(tǒng)的擴(kuò)容器共享一套回收裝置，具體是在擴(kuò)容器的排放蒸汽的管上裝設(shè)閥門，閥門型號可以選用直徑250mm的，回收熱能過程中能夠停止蒸汽的排放，而后安裝一個(gè)三通，用閥門把擴(kuò)容器所排放的蒸汽輸至回收裝置的汽水混合器內(nèi)。對于化學(xué)車間除鹽水，可以在鍋爐房和系統(tǒng)管架間的管線處接一些冷水管線，再將其進(jìn)行合并，最后鋪設(shè)到連排系統(tǒng)的擴(kuò)容器位置，汽水混合器位置要裝設(shè)一些快速切斷閥門及手動(dòng)總閥，以在有緊急需要時(shí)及時(shí)關(guān)閉水源。裝設(shè)完回收裝置以后，關(guān)閉原來的排氣管閥門，打開汽水混合器蒸汽閥門，使排放的蒸汽經(jīng)過脫氣儲水罐進(jìn)行排放。

5.3 連排系統(tǒng)的控制系統(tǒng) 連排系統(tǒng)的控制系統(tǒng)不僅能夠獨(dú)立運(yùn)行，還能夠利用DCS來控制。運(yùn)用DCS進(jìn)行控制時(shí)，進(jìn)水閥開關(guān)、變頻器的投入及退出、液位信號、水泵的啟動(dòng)停滯信號均能夠直接傳送給DCS。控制參數(shù)主要有：Bp代表變頻控制器，D代表進(jìn)水處的電磁控制閥門，L0代表低液位，Lh代表高液位，Lhh代表超高液位?？刂苾?nèi)容：Lh和Lhh液位開關(guān)的高、超高液位訊號，當(dāng)液位介于L0和Lh之間時(shí)，表示系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)，訊號燈會指示正常的液位。流量計(jì)是數(shù)字式流量計(jì)，可以進(jìn)行瞬時(shí)指示和累計(jì)指示。磁翻柱顯示就地液位，當(dāng)液位臨近超高液位時(shí)，電磁閥會自動(dòng)關(guān)閉，進(jìn)而停止進(jìn)水，系統(tǒng)也就停止運(yùn)行。

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圖2 ?連排系統(tǒng)和擴(kuò)容系統(tǒng)的乏汽熱能回收系統(tǒng)控制圖

6 結(jié)束語

增設(shè)連排乏汽熱能回收裝置總成本為130萬，從應(yīng)用效果看，發(fā)電廠連排導(dǎo)致熱能浪費(fèi)的現(xiàn)象得到改善，僅需半年時(shí)間就能夠收回所有成本，連排乏汽熱能回收裝置的效益非常好。因此，電力行業(yè)要大力推廣和使用連排乏汽熱能回收裝置。

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