乏汽回收在热电厂的应用

摘要乏汽回收装置是热电厂中使用极为广泛的余热回收装置，该

装置能很好的将锅炉的连排、定排产生的蒸汽进行回收利用，并且有着安全稳定、自动化高，无需人工干预、可靠性高等特点。在消除电厂“白龙”污染的同时，也为热电厂带来了不俗的效益。本文主要简述了乏汽回收装置在兴澄特钢的综合利用及改造。

关键词：乏汽回收 连排 定排 自动化

Application of exhaust steam recovery in Xingcheng Special Steel Jiangyin Xingcheng Special Steel ，Liu Ye， Pang Jianwei The exhaust steam recovery device is a widely used waste heat recovery device in thermal power plants, which can recover and utilize the steam generated by the continuous and fixed exhaust of the boiler, and has the characteristics of safety, stability, high automation, no manual intervention, and high reliability. While eliminating the \"white dragon\" pollution of the power plant, it also brings great benefits to the thermal power plant. This paper mainly describes the comprehensive utilization and transformation of the exhaust steam recovery unit in Xingcheng Special Steel.

Key words: exhaust steam recovery, Continuous blowdown，Regular blowdown，automation

1．前言

一次能源不可再生，如何提高热力发电、内燃机、各类大型设备的效率一直是全人类迫切解决的问题。近年来，由于煤炭价格日益攀升，热力发电行业面临

着前所未有的挑战。热电厂不仅需要保证设备安全、高效的运行，还需要对各系统中存在热能利用不佳的环节进行重点改造，以此来提高全厂热效率，节约燃料成本。

锅炉汽包在连续运行时，会导致表面的锅水含盐量和碱度不断升高，因此需要将该部分锅水不断的排掉，称为连续排污；定期排污则是排出积聚在锅炉下部的水渣和磷酸盐处理后所形成的软质沉淀物。【1】可见，连排和定排都是锅炉安全平稳运行必不可少的操作，但该操作必然会增加锅炉的运行成本，所以需要尽可能的去回收该部分热能。在兴澄特钢热电厂中，1#炉、2#炉的4t/h的连排用来进行加热热水回收，但电厂1#炉、2#炉的定排蒸汽和0#、3#炉的连排和定排蒸汽未能实现更好的利用（0#、1#、2#炉为燃煤锅炉，型号为SG-240/8.83，3#炉为燃气锅炉，全部锅炉均为汽包、高温高压自然循环、平衡通风锅炉）。该部分锅炉排污水虽然含盐量高，但是其在连排、定排扩容罐内产生的蒸汽品质是比较高的，可以考虑将其产生的蒸汽通入高压除氧器内使用，减少高压除氧器的耗汽量提高循环热效率。而含盐高的排污水可以考虑采用表面式换热器去加热高压除氧器的除盐水补水，也能很好的降低热电厂高压除氧器的耗汽量。为了能更好的利用定排、连排的产生的蒸汽及其热水的热量，现提出采用乏汽回收相关技术和设备将该部分热能进行回收利用，以此来降低热电厂的生产成本，提高循环热效率和效益。

2．乏汽回收概述 2.1系统原理概述

整套乏汽回收装置由四个功能单元组成，包括：高效汽水混合系统、脱气贮水系统、换热器系统和自控系统。

其工作流程（原理)为：采用了间接换热的回收方式，来回收乏汽的热量，定排的排汽（乏汽）与循环水在汽水混合器进行接触式混合，将循环水加热，同时乏汽被冷凝成除盐水进入脱气贮水罐。[2]加热后的循环水通过循环泵打入板式换热器与除盐水进行换热，将乏汽的热量转移至系统的除盐水中。换热后低温的循环水再回到汽水混合器吸收乏汽；低温除盐水进入换热器吸热后回到除氧器入

口管道中，完成乏汽热量的回收。乏汽冷凝后进入脱气贮水罐，会使循环水量不断增加，多余的循环水通过液位调节阀排出乏汽回收系统。乏汽中的不凝气体在脱气贮水罐中被分离出来，从脱气贮水罐上部的常压排放口排出系统。循环水管线上安装的液位调节阀，可维持脱气贮水罐的液位稳定。同时，连排扩容产生的蒸汽通入并列运行的高压除氧器汽平衡中，能够节约大量的高品质蒸汽。除氧器补水采用乏汽回收装置加热过的热水，能够大幅度的降低除氧器的压力、温度的波动，利于运行人员调整并列的除氧器。[3]乏汽回收装置可以全自动化运行，无需专人看管，节省了大量人力操作。定排乏汽回收装置系统图如下：

2.2设计参数

现有煤粉掺烧锅炉三台，燃气锅炉两台，日常运行小时蒸发量共1050t，汽包工作压力为11.07MPa，日常运行约10.5MPa，锅水温度314℃。并列运行高压除氧器4台。

根据现有状况对锅炉定、连排量及其闪蒸蒸汽量进行理论计算。相关参数如下

表1：相关参数

1 定排锅水焓值（kj/kg） 23 1429.2 定排扩容压力（MPa） 0.2 3 连排扩容压力（MPa） 0.8 4 定排闪蒸蒸汽焓值（kj/kg） 24 2706.5 连排闪蒸蒸汽焓值（kj/kg） 30 2768.6 定排扩容饱和水焓值（kj/kg） 8 504.67 连排扩容饱和水焓值（kj/kg） 2 721.0燃气锅炉排污率1-1.5%，小时排污量约为10t/h。[4]连排时，在连排扩容内产生的闪蒸蒸汽进入到除氧器汽平衡，其饱和疏水再经过定排扩容，闪蒸出蒸汽，该部分蒸汽接入乏汽回收装置中。定排时，锅水直接排污至定排扩容，闪蒸出蒸汽回收至乏汽回收装置中。

连排时，连排扩容闪蒸率：

（1429.23-721.02）/（2768.30-721.02）=34.59%，（该部分蒸汽通入并列运行高压除氧器汽平衡管中）[5]

连排时，连排扩容高压疏水至定排扩容闪蒸率： （721.02-504.68）/（2706.24-504.68）=9.82% 定排时，定排扩容闪蒸率：

（1429.23-504.68）/（2706.24-504.68）=41.99% 五台锅炉连排量为9t/h，定排时为4t/h。

连排时，回收进高压除氧器汽平衡的蒸汽为：9t/h×34.59%=3.11t/h 连排时，定排乏汽回收装置回收的蒸汽为：（9-3.11）×9.82%=0.58t/h 定排时，定排乏汽回收装置回收的蒸汽为：4×41.99%=1.68t/h 乏汽回收装置相关技术参数如表2所示： 表2：乏汽回收技术参数

1 冷水压力 ≥0.6MPa 2 冷水温度 25℃ 3 板式换热器冷水除盐水侧 进水45℃ 出水80℃ 进水85℃ 4 板式换热器热水侧 出水50℃ 5 循环水量 80t/h 6 排入生水池量 5.03t/h 7 热水温度 ~95℃ 8 热水循环泵 Q=100m3/h，H=58.8m，N=22KW 2.3实际运行参数及其效果

兴澄特钢热电分厂自投运乏汽回收装置后，系统加热效果显著，取得了不错的经济效益。在定排、连排时减少了定排扩容和连排扩容的对空排汽，对于现场作业环境有较大的改善。夏天排汽向环境放热，加剧了高温的作业环境。在冬天，连排扩容和定排扩容的排汽容易凝结成水落在锅炉零米层和八米层，冬天易在地面形成结冰，易使运行员工滑跌。项目投运后，排汽现象彻底杜绝。同时，项目投运至今十多年，自动控制优良，系统基本无重大故障，系统稳定性好，每年投入的维修费用很少，能够满足连续稳定、经济运行的要求。同时大幅度的减少了运行员工的操作量。下面为实际运行时乏汽回收的相关数据：

表3：乏汽回收运行实际数据

1 冷水压力 1.1MPa 2 冷水温度 25℃ 进水45℃ 3 板式换热器冷水除盐水侧 出水90℃ 水量：60t/h 进水85℃ 4 板式换热器热水侧 出水50℃ 5 循环水量 80t/h 6 热水温度 ~95℃ 7 循环水泵电流 32A 2.4实际运行需要注意点

为了确保乏汽回收装置以及现有设备的安全稳定运行，将乏汽回收装置运行过程中的注意事项作如下说明：

1、除盐水系统投运必须专业之间一起配合好，防止对除氧器水位造成大的影响。

2、脱气贮水罐液位维持在500mm-700mm,液位过高（＞900mm），过低（＜100mm），循环泵将自动跳闸,此时需查明液位过高过低的原因，再投运，否则，禁止投运。

3、循环泵之间没有泵泵联锁，也没有低压力联锁，只有液位联锁。 4、循环泵无故跳闸，需查明原因。

5、脱气贮水罐液位高，系统会通过调节阀自动将冷凝水打到疏水箱。 6、定排扩容器的手动蝶阀，电动排汽阀保持常开状态，不需要作调整。 7、严禁将手动蝶阀和电动蝶阀同时关闭，防止定排扩容器压力超限。 8、正常运行过程中脱气贮水罐水温不要超80℃，防止循环泵发生汽化。 9、定排时关注好脱气贮水罐水温，不要超95℃（每台炉定排时间不要超10min）,炉与炉定排时间间隔控制在15min以上。

10、高加紧急放水、汽包紧急放水、定排放水，此时需注意管道及定排扩容器振动情况。

11、停运步骤：停运循环泵，其次，逐步关小除盐水电动调节阀，降低对除氧器水位的影响。

3.乏汽回收装置效益计算：

乏汽回收装置投用后，能够将60t/h的45℃除盐水加热至90℃，45℃除盐水的焓值为：188.44kj/kg，90℃除盐水的焓值为：376.97kjkg。设备年运行时间取8000h；标煤价格取1000元/吨，热值取8000Kcal/kg。[6]

加热除盐水年回收热值：

（376.97-188.44）kj/kg×60000kg×8000h÷4.185=21.6×109Kcal 回收蒸汽至除氧器汽平衡回收热值:

3.11t/h×2768.30×8000h÷4.185=16.4×109Kcal

相当于标煤量：（21.6+16.4）×109÷7000÷1000=5428吨 年回收效益预计为5428×1000=542.8万元

水泵年自耗电费约10万元，年维护费10万元。采用乏汽回收装置可以年节约522.8万元。

4.分析

采用乏汽回收装置不仅可以为热电厂创造效益，同时还减少了大量对空排放的乏汽，实现了闭式回收乏汽。改善了运行员工的现场作业环境，同时更加合理有效的利用排污水的低位热能以及连排、定排扩容产生的蒸汽；减少了并列运行的高压除氧器的波动，减少运行人员的人力操作；还能够减少燃烧碳所排放的co2，能够为碳中和做出相对应的贡献。

参考文献

[1]《锅炉原理》第三版，周强泰主编，周克毅、冷伟、钟辉副主编。2009。 [2]《传热学》第四版，杨世铭、陶文铨编著。2006 [3]《汽轮机设备运行技术问答》，中国电力出版社。

[4]《锅炉设备运行技术问答》，冯明池、曾建军、郭晓东、于智元远、张建如、高丽明编。2004。

[5] 《过程设备设计》，郑津洋，桑芝富主编。2018 [6]《工程热力学》，沈维道、童钧耕编。2016