除氧器乏汽回收装置的节能应用
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摘 要：在工业生产中，除氧设施大多使用热力除氧器。热力除氧器由于具有除氧效果稳定的特点因而得到广泛的应用，但是热力除氧器在排出废气过程中伴有蒸汽排出，出现了冒“白龙”现象，严重的影响了生产环境，同时由于被排出的蒸汽中含有较多的能量而未被利用，造成较多的能量损失。为减少资源及其能量的浪费，同时适应我国节能降耗、循环经济的工作要求，通过技改，将乏汽回收装置成功的应用于青岛炼油化工有限责任公司，取得了较好的经济与社会效益。
关键词：热力除氧;乏汽回收装置;节能降耗
文章编号：1674-3520（2014）-11-00-02
一、概况
青岛炼油化工有限责任公司于2008年建成投产，公用工程单元分为厂前区和动力中心两大管理区域。厂前区主要包括冷（热）除盐水、低压（中压）除氧水、工业风、仪表风、低压（高压）氮气、凝结水回收、循环水及污水处理等生产;动力中心主要包括低压（中压、高压）蒸汽、电等生产，为炼油装置提供生产所需的水、电、汽、风等。目前，厂前区除氧水站有压力式除氧器3台（单台处理量：250t/h;操作压力：0.3MPa（a）;操作温度：135℃;加热蒸汽：0.45MPa 200℃），动力中心有高压旋膜除氧器2台（单台处理量：350 t/h;操作压力：0.588MPa（a）;操作温度：158℃;加热蒸汽：1.0MPa 300℃）。给水除氧方式均采用蒸汽加热除盐水除氧，它的优点是操作简单，易于控制;但在运行过程中，部分蒸汽未能充分利用会随着废气排出。在正常工况下，厂前区年产除氧水约300万吨，耗汽约16万吨（冷除盐水经工艺装置换热后进除氧器的水温约110℃），除氧器乏汽汽量按5%计算，每年就要排放蒸汽约8000吨;动力中心年产除氧水约430万吨，耗汽约41万吨，除氧器乏汽汽量按5%计算，每年就要排放蒸汽约2万吨，与此同时，除氧器排汽所产生的噪音可高达85 dB（A），对周边环境影响极大，既浪费了能源又污染了环境。
为减少水资源及其能量的浪费，针对本装置的特点，经过性能价格比及环保因素的综合比较，引进了武汉科林环保技术有限公司的乏汽回收装置：以冷除盐水（40℃）为工作水，除氧器乏汽经动力头的抽吸作用，与工作水混合并加热升温到95℃后经汽液分离器进入缓冲罐，被分离出的氧气经缓冲罐顶部自动排出，热水经凝结水泵升压后进入冷除盐水系统（继续进装置换热），排汽的热能与冷凝水被全部回收，从而达到节能减排的效果。
二、改造的主要内容
厂前区在除氧器二层钢平台上增加1套双动力头不锈钢全自动防爆型的乏汽回收装置（KLAR-II-2.0-P-A-B）：将两台除氧器排汽接至一根排汽总管DN100，以冷除盐水为工作水，采用1.5型抽吸动力头将乏汽冷凝成水，另一台除氧器则单独采用1.0型动力头抽吸冷除盐水，将乏汽冷凝成水，并变成气―水混合物，冷除盐水被加热。两个动力头所产生的热水混合至气液分离装置，被分离的氧气经排气装置自动排出。工作水经升压泵，回送冷除盐水管网。排汽的热能与冷凝水被全部回收，不再外排。
流程简图如下：
图1 乏汽回收工艺流程图（厂前区）
动力中心在高压除氧器构架平台上增加1套双动力头不锈钢全自动型的乏汽回收装置（KLAR-Ⅱ-3.0 -P-A）：以冷除盐水为工作水，经两个动力头的抽吸作用，各自将乏汽冷凝成水，并变成气―水混合物，冷除盐水被加热。热水进入气液分离装置，被分离的氧气经排出装置自动排出。工作水经升压泵，回送冷除盐水管网。排汽的热能与冷凝水被全部回收，不再外排。
流程简图如下：
图2 乏汽回收工艺流程图（动力中心）
三、综合效益分析
（一）环保方面的效益
2010年4月建成投入乏汽回收装置后，消除了排汽“冒白龙”的现象，同时彻底消除了除氧器排汽高达85dB（A）的噪音污染及热污染排放，大大改善了周边环境。
（二）经济效益
1、回收的乏汽量 及节约成本费
热力除氧器耗汽量Dg（单位为kg/h）按下式计算：
Dg=G（h2-h1）/〔0.98（h-h2）〕+Df
式中：G-待除氧最大水量（kg/h）;
h1-除氧器进口水焓（kJ/kg）;
h2-除氧器出口水焓（kJ/kg）;
h-进入除氧器蒸汽的焓（kJ/kg）;
Df-排气中蒸汽的耗失量（设有排汽冷却器时为耗汽量的5%～10%，不设排汽冷却器时不超过耗汽量的1%～2%）（kg/h）
低低压蒸汽：100元/吨;
低压蒸汽：110元/吨;
除盐水：9.17元/吨。
厂前区：Dg=G（570.9-458.42）/〔0.98（2850-570.9）〕+0.05Dg
Dg=0.053G
Df=0.00265G
厂前区每年产除氧水约300万吨，回收低低压蒸汽约7950吨，节省成本约86.79万元。
动力中心：Dg=G（670.42-458.42）/〔0.98（3049.6-670.42）〕+0.05Dg
Dg=0.0957G
Df=0.00479G
动力中心每年产除氧水约430万吨，回收低压蒸汽约2.06万吨，节省成本约245.45万元。
2、电耗量及电费
两套乏汽回收装置的提升水泵功率均为30kW，电按0.7元/度计算，则每年多耗电费：30×8400×0.7=17.64万元
3、维护费
每套乏汽回收装置年维护费约0.5万元/套。
4、年节省费用
厂前区年节省费用：86.79-17.64-0.5= 68.65万元。
动力中心年节省费用：245.45-17.64-0.5=227.31万元。
5、建设投资及投资回报期
（一）厂前区乏汽回收装置建设投资约117万：
（1）工艺、土建约74万;（2）自控约35万;（3）电气约8万。
（二）动力中心乏汽回收装置建设投资约80万：
（1）工艺、土建约70万;（2）自控约7万;（3）电气约3万。
（三）储运系统配套工程建设投资约72万
（四）总投资约269万。
（五）投资回报期约11个月。
四、结论
该乏汽回收装置自投入运行后，操作简单，运行可靠;排汽的热能与凝结水被全部回收，节能效益显著。
参考文献：
[1]锅炉房实用设计手册（第2版）