蒸汽鍋爐余熱回收技術(shù)淺析

摘要：蒸汽鍋爐余熱問題不僅造成了嚴(yán)重的能源浪費(fèi)，而且?guī)砹税咨h(huán)境污染。本論文對(duì)鍋爐余熱的成因進(jìn)行了分析，制定了工藝改造方案，優(yōu)化了工藝流程，通過安裝余熱回收換熱器，提高鍋爐除氧給水溫度，降低除氧加溫耗汽量等措施的實(shí)施，有效解決了鍋爐余熱的浪費(fèi)，消除了環(huán)境污染。同時(shí)也總結(jié)了工作的不足之處，并對(duì)后續(xù)工作做了進(jìn)一步的展望。

關(guān)鍵詞：余熱回收除氧器工藝優(yōu)化換熱器

1 .背景

眾所周知，蒸汽鍋爐余熱浪費(fèi)能夠造成嚴(yán)重的能源浪費(fèi)和白色環(huán)境污染。我公司熱力廠安裝蒸汽鍋爐12臺(tái)，其中9臺(tái)20t/h，3臺(tái)35t/h。蒸汽鍋爐均采用熱力除氧工藝運(yùn)行，共有除氧器4臺(tái)，其中，75 t/h和45 t/h各1臺(tái)， 100 t/h共2臺(tái)。蒸汽鍋爐余熱浪費(fèi)主要通過三個(gè)途徑產(chǎn)生：

（1） 鍋爐連續(xù)排污經(jīng)膨脹箱擴(kuò)容降壓后，二次蒸汽被回收利用，而高溫水（約120℃）直接排入渣池，熱量未進(jìn)行回收利用，連續(xù)排污量約占鍋爐蒸發(fā)量的5%-10%。

（2） 鍋爐定期排污經(jīng)膨脹箱擴(kuò)容降壓后，二次蒸汽直接排入大氣，而高溫水（約120℃）直接排入渣池，全部熱量未進(jìn)行回收利用。定期排污量約占鍋爐蒸發(fā)量的0.1%-0.5%。

（3） 鍋爐給水經(jīng)熱力除氧加溫時(shí)，排除氧氣的同時(shí)一部分加溫蒸汽也排入大氣，排入大氣中的乏汽約占加溫蒸汽的5%-10%。

據(jù)統(tǒng)計(jì)我公司年生產(chǎn)供應(yīng)蒸汽約56萬噸，鍋爐排污量約2.8萬噸，除氧產(chǎn)生的乏汽約0.17萬噸。

為有效抑制蒸汽鍋爐余熱浪費(fèi)，減少能源浪費(fèi)和白色環(huán)境污染，我們根據(jù)余熱產(chǎn)生的主要成因，制定了余熱回收方案，并實(shí)施了改造。

2 .改造方案

2.1 鍋爐排污余熱回收方案及工藝設(shè)計(jì)

鍋爐排污是保證鍋爐安全運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。鍋爐排污分為定期排污和連續(xù)排污。定期排污又稱底部排污，每班一次，主要排除鍋爐集箱底部沉積物、水渣，防止水渣在某一部位聚集形成二次水垢。連續(xù)排污又稱表面排污，主要排掉鍋水表面的油脂和泡沫，降低鍋水的含鹽量，使鍋爐水質(zhì)指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)。鍋爐排污余熱回收的困難主要在定排管系統(tǒng)壓力不一致，易產(chǎn)生二次蒸汽造成振動(dòng)。

經(jīng)團(tuán)隊(duì)分析討論確定方案加裝兩套水—水換熱器，熱源采用鍋爐定、連排排污水在換熱器管束內(nèi)流動(dòng)，換熱后排入沖灰溝內(nèi)。冷源采用水處理軟化水在換熱器管殼內(nèi)流動(dòng)，吸熱后排入軟水箱。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀況一臺(tái)采用水平安裝，一臺(tái)采用立式安裝，具體措施如下：

（1） 在定排膨脹箱進(jìn)口加裝閥門與定排膨脹箱隔離。

（2） 新敷設(shè)定排管道與鍋爐連排膨脹箱排污管合并。

（3） 鍋爐連排膨脹箱排污管出口加裝止回閥，防止定排排污水進(jìn)入連排膨脹箱。

（4） 定連排合并后管道加裝過濾器接至換熱器，經(jīng)換熱后排入沖灰溝內(nèi)。

（5） 換熱器冷源采用水處理軟化水吸熱后排至軟水箱。

鍋爐排污余熱回收改造流程示意圖：

（1）換熱器水平安裝示意圖

（2）換熱器立式安裝示意圖

2.2 除氧余熱回收方案及工藝設(shè)計(jì)

熱力除氧原理是將鍋爐給水溫度加熱到沸點(diǎn)，使水沸騰，從而使水中溶解的氧被解析出來，在排除氧氣的同時(shí)一部分加溫蒸汽也排入大氣。除氧余熱回收的主要困難是除氧器工作壓力低，正常工作壓力在0.01-0.02MPa，要求換熱器阻力小于0.01MPa，若換熱器阻力大于0.02MPa，會(huì)造成除氧器工作壓力升高，影響正常運(yùn)行。同時(shí)乏汽中混有氧氣，如作為閉式系統(tǒng)蒸汽回收，則氧氣會(huì)被帶入鍋爐給水系統(tǒng)，增加設(shè)備管道氧腐蝕。

經(jīng)團(tuán)隊(duì)分析討論確定方案加裝兩套汽—水換熱器，將除氧器排出的乏汽與除氧器給水換熱凝結(jié)回收，而氧氣等其他不凝結(jié)氣體通過排汽管排至大氣。經(jīng)調(diào)研，換熱器選擇陜西新瑞冷暖機(jī)電設(shè)備廠生產(chǎn)的波紋管換熱器，該換熱器采用不銹鋼波紋管，換熱效率高且阻力很小。熱源為除氧乏汽在管殼內(nèi)流動(dòng)，換熱后凝結(jié)成水在管殼末端底部回收排入凝結(jié)水箱二次再利用，氧氣等其他不凝結(jié)氣體通過換熱器管殼末端頂部的排氣管排放至大氣。冷源采用除氧器進(jìn)水在管束內(nèi)流動(dòng)，吸收除氧乏汽余熱后直接進(jìn)入除氧器加溫。換熱器采用水平安裝，減少殼程阻力，保證除氧器工作壓力正常。

除氧余熱回收改造流程示意圖。

3 .改造效果

經(jīng)過5個(gè)月的努力，鍋爐余熱回收改造順利完成，投入運(yùn)行后效果良好，但也存在一些問題，具體內(nèi)容如下：

3.1 好的方面

（1）鍋爐排污水溫度降低，大約為40-50℃，渣池環(huán)境大為改善同時(shí)消除了白色污染。換熱后的軟化水溫度提高了10度以上。

（2）除氧器向空排管道不再有蒸汽排出，除氧加溫耗汽量明顯降低，經(jīng)統(tǒng)計(jì)除氧加溫每噸軟化水耗蒸汽量由過去的0.14噸降低到0.07噸。

3.2 存在問題與不足

由于現(xiàn)場(chǎng)位置限制，改造設(shè)計(jì)中一臺(tái)采用立式安裝，另一臺(tái)采用水平安裝。立式安裝熱源從換熱器頂部進(jìn)入，底部排出，運(yùn)行后無任何振動(dòng)現(xiàn)象。水平安裝熱源從水平方向進(jìn)入，水平排出。運(yùn)行后出現(xiàn)汽水沖擊、振動(dòng)問題，多次造成波紋管焊縫脫焊。

經(jīng)分析換熱器水平安裝易造成氣體聚集在換熱器兩端封頭上部，不利于氣體排除，因此造成頻繁振動(dòng)。

3.3 優(yōu)化及改進(jìn)

經(jīng)分析討論確定改進(jìn)換熱器封頭，將換熱器凸形封頭改為錐形，確保進(jìn)出口端在換熱器最高處，便于氣體排出。改進(jìn)后換熱器振動(dòng)頻率、強(qiáng)度明顯降低，再未出現(xiàn)波紋管焊縫脫焊現(xiàn)象。綜上所述鍋爐排污余熱回收換熱器適合立式安裝，可避免振動(dòng)現(xiàn)象發(fā)生。

4 .技術(shù)經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益

4.1 按公司年產(chǎn)蒸汽56萬噸計(jì)算，節(jié)約鍋爐除氧加溫蒸汽約3920噸，回收凝結(jié)水約3920噸。折合資金約：3920噸×150元/噸+3920噸×50元/噸=78.4萬元，扣除設(shè)備改造購(gòu)置、安裝成本費(fèi)用13萬元，實(shí)際改造結(jié)余資金約65.4萬元。

4.2 本項(xiàng)目實(shí)施改造后，設(shè)備可至少在8年之內(nèi)不發(fā)生管道堵塞，氧腐蝕等故障。實(shí)踐證明該余熱回收技術(shù)性能穩(wěn)定、可靠，是成功的，具有大力推廣價(jià)值。

作者簡(jiǎn)介：姓名：劉建華 （1978.03--）； 性別：女 籍貫：山東省平原縣 學(xué)歷：本科 現(xiàn)有職稱：工程師 ； 研究方向： 煙氣環(huán)保處理及誰水處理方面endprint