旋膜式除氧器在乏汽回收装置上的应用说明 

      旋膜式除氧器在乏汽回收装置上的应用说明，通过在两台旋膜式除氧器上加装乏汽回收装置，完全回收向大气中直接排放的乏汽，既有利于节能降耗，又降低了对环境的噪音污染，具有良好的经济效益和社会效益。
1改造背景
      三期年产40万吨甲醇装置，现有锅炉旋膜式除氧器和工艺旋膜式除氧器各一台，两台旋膜式除氧器的工艺参数如表1所示。
表1锅炉旋膜式除氧器和工艺旋膜式除氧器工艺参数
参数 锅炉旋膜式除氧器 工艺旋膜式除氧器
乏汽温度/℃ 104 104
乏汽压力(表压)/MPa 0.02 0.02
工作压力(表压)/MPa ≤0.5 ≤0.21
工作温度/℃ ≥158 ≥133
除盐水进水量/(t·h-) ≤580 ≤300
进水压力(表压)/MPa 1.0 1.0
进水温度/℃ 25~40 25~40
除盐水中溶解氧浓度 ≤7×10° ≤16x10°
乏汽排放量/(t·h-1) 4.5 1.5
乏汽排气管径/mm DN100 DN80
      两台旋膜式除氧器的乏汽排放量较大，而且噪音值均在85dB左右。原设计此低压乏汽全部直接对空排放，造成了能源及水资源的浪费，产生了噪音污染等问题。为了落实国家节能减排的要求，在两台旋膜式除氧器上加装乏汽回收装置，回收乏汽的热能与冷凝水，同时降低周围噪音污染。
2旋膜式除氧器在乏汽回收装置改造方案
2.1旋膜式除氧器改造流程
      乏汽回收装置主要包含乏汽回收单元、气液分离单元、动力及压力恢复单元、自动控制系统和安全防护系统等部分，具体流程如图1所示。
      乏汽回收技术就是将两台旋膜式除氧器的乏汽经抽吸动力头的作用，与从除盐水总管中抽取的除盐水进行充分混合后，进入汽液分离罐，此时乏汽由汽态冷凝为液态。除盐水中的惰性气体被分离出来后，经排气装置排出，混合后的除盐水在液位控制作用下，经升压泵送至工艺旋膜式除氧器进水管网中，以此来回收乏汽的热能与冷凝水。
2.2乏汽回收装置主要设计数据计算
2.2.1设计参数
      三期乏汽回收装置主要设计参数：①乏汽量6.0t/h(连续),温度104℃,压力(表压)0.02MPa;②除盐水进水温度25~40℃,进水压力(表压)1.0MPa;③混合除盐水排出压力(表压)1.1MPa;④分离罐操作压力常压；⑤分离罐设计压力(表压)不高于0.1MPa,设计温度100℃;⑥升压水泵设计流量75t/h,扬程115m,电机功率37kW。
      由于混合后的除盐水经除氧后，通过升压泵送至工艺旋膜式除氧器进水管网；因此，此除盐水的温度不宜超过90℃,以防升压水泵产生汽蚀。混合后脱盐水设计温度为85℃,除盐水进水温度为25~40℃,则混合后除盐水温度温升为45~60℃。
2.2.2数据计算
Q吸=Q政
Q吸=F?(H?-H?)
Q=F?(H?-H?)
式中：Q一吸热量，kJ/h;
Q放—放热量，kJ/h;
F?—除盐水进水量，t/h;
H?—混合后除盐水焓值，kJ/kg;
H?—除盐水进水焓值，kJ/kg;
F—乏汽量，t/h;
H?—乏汽焓值，kJ/kg。
      根据已知的乏汽量、温度和压力，查表得乏汽焓值为2683.8kJ/kg,25℃除盐水焓值为105.38kJ/kg,40℃除盐水焓值为168.06kJ/kg,85℃除盐水焓值为356.44kJ/kg]。由此可得：除盐水温度为25℃时，除盐水进水量为55.6t/h;除盐水温度为40℃时，除盐水进水量为74.1t/h。
2.3旋膜式除氧器在乏汽回收装置主要设备
      三期旋膜式除氧器乏汽回收装置的核心技术为“一种低位热能回收动力头”(201606317U)和“一种新型的高效除气器装置，如图2和图3所示。
      低位热能回收动力头可将无额外动力回收的低压或无压直排的热水、乏汽等低位能，回输到热力系统中再利用，减少对环境的热污染，并回收冷凝液[2]。高效除气器包括罐体、布水喷淋装置、微冷装置、不凝气体分离装置、消音防振装置、格栅式分离装置、防汽蚀装置和喷射头。喷射头下方设有格栅式分离装置，固定在罐体内部，格栅式分离装置下方设有防汽蚀装置，与出水口连接。罐体顶端设有排气阀连接口，连接口下端设有微冷装置，微冷装置下方设有不凝气体分离装置。此装置体积小、安装简便，可以多台机组并联使用，耐腐蚀，使用寿命长。
3旋膜式除氧器在乏汽回收装置改造效果
      三期的两台旋膜式除氧器安装乏汽回收装置于2016年7月底正式投用，投用至今运行安全、持续稳定，无过度的应力、振动、温升、磨损和腐蚀等问题。乏汽回收装置正常运行后，连续4d内，混合后除盐水量约为58t/h,混合水温度约为85℃。两台旋膜式除氧器进水流量分别达到大值和小值时的主要运行指标如表2和表3所示。
表2锅炉旋膜式除氧器进水流量大和小时运行数据
日期2016-07-292016-07-302016-07-312016-08-01
进水流量/(t·h-)578480570540569538578542
旋膜式除氧器压力(表压)/MPa0.490.460.490.480.490.490.470.50
旋膜式除氧器温度/℃158159158159159158160159
溶解氧浓度6.8×10°5.9x1056.7×10°6.8x10*6.4x106.8×104.11x104.6x10
表3工艺旋膜式除氧器进水量大和小时运行数据
日期2016-07-292016-07-302016-07-312016-08-01
进水流量/(t·h-)249244255240253238253233
旋膜式除氧器压力(表压)/MPa0.200.210.210.210.200.210.200.20
旋膜式除氧器温度/℃ 135131134134134134134134
溶解氧浓度5.8x10-94.9x1055.69×109.81×10°4.11×10°4.11x10°5.4x10°5.6x10°
      从表2和表3可知，乏汽回收装置投用后，旋膜式除氧器的工作压力和工作温度均未超过原设备运行值，且除盐水的溶解氧浓度有所下降，说明加装乏汽回收装置后不影响原有旋膜式除氧器的正常运行，而且乏汽回收装置在保证除氧效果的前提下，完全回收了直排的乏汽，回、送水品质也达标，现场噪音明显降低，运行环境得到明显改善。
4旋膜式除氧器在乏汽回收装置效益分析
4.1旋膜式除氧器节能效益
      三期装置的两台旋膜式除氧器均为大气式旋膜式除氧器，年运行时间为8000h,乏汽回收效率不低于95%,乏汽热焓值为2683.8kJ/kg,标准煤热值为29330kJ/kg,吨标准煤折原煤0.7143t。故吨乏汽折标煤0.092t;吨乏汽折原煤0.13t;装置回收乏汽量4.56×10*√a;折标煤后节约标煤4195.2t/a。
4.2经济效益
      按原煤价格500元/t计算，乏汽价格65元/t。水泵电机功率为37kW,按冷凝水价格6元/t,厂内电价0.55元/kWh计算：①回收热能296.4万元/a;②节水费用27.36万元/a;③耗电16.28万元/a;④维护费1万元/a;⑤设备折旧费2.9万元/a(设备总价为58万元，使用年限为20a)。则年产生净效益：303.6万元。
4.3社会效益
      加装乏汽回收装置后，彻底回收了旋膜式除氧器乏汽热能，减少了能源消耗和排放，同时降低了现场噪音，运行环境得到改善，达到节能减排的目的。
5结束语
      1)本项目是通过常温脱盐水与低压乏汽混合后进行热交换，将乏汽冷凝为液态的方法来回收两台旋膜式除氧器排放的乏汽热能和冷凝水。
      2)该项目年回收乏汽约4.56万吨，年产生净效益约303.6万元，经济效益明显。
      3)此项目实施后，乏汽回收装置可安全、持续稳定运行，彻底消除了旋膜式除氧器乏汽排放。不影响原有装置正常运行，降低了脱盐中的溶解氧量，且现场噪音明显降低，运行环境得到明显改善。