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熱電廠大氣式除氧器排汽回收利用分析
本文先提出了大氣式除氧器排汽回收利用方案，然后對其排汽量進行了分析計算，后詳細闡述了大氣式除氧器排汽回收利用所產生的效益。
山西鋁業旗下有電解鋁分公司、氧化鋁分公司、自備電廠和鋁土礦公司，現已具備40.5萬千瓦發電能力、10萬噸電解鋁生產能力和40萬噸氧化鋁生產能力；在建300KA預焙陽極電解槽、產能13萬噸的電解鋁項目已陸續投產。熱電廠作為氧化鋁生產工藝中的主要動力汽源，以現在的鋁業公司一期產能計算，每小時約需要蒸汽量為150噸。其熱力系統中的除氧器在通入蒸汽進行除氧后，產生大量的排空閃蒸汽，這些蒸汽直接外排，不僅浪費了熱量資源，而且對大氣環境也造成了嚴重的影響。因此，對大氣式除氧器排出的乏汽進行回收利用可收到了可觀的經濟、環境和社會效益。
1、大氣式除氧器排汽回收利用方案
1.1工作原理
大氣式除氧器排汽回收節能裝置的噴射是混合加熱器利用帶壓水流經特制噴咀噴射，在噴咀喉部形成低壓將從除氧器排出的蒸汽乏汽吸入，使乏汽與水混合制成熱水，然后進入氣水分離罐，氣水混合物沿罐切線方向旋轉運動，不凝性氣體與水分離，從自動排氣閥排出，熱水去大氣式除氧器。將液膜、淋水盤、霧化三種傳熱傳質方式縮化為一體，大大提高了它的效率，在有較強的熱量吸附回收功能的基礎上，在針對不凝結氣體時還具有很強的解析能力，能將普通的淋水，降膜改為強力霧化降膜，增加了液膜更新度，使液膜強力卷吸大量蒸汽，增加了傳熱傳質功能。
1.2工藝流程
熱力除氧器排氣回收裝置由抽吸乏汽加熱裝置、氣-液分離罐及氣體排放、熱水壓力恢復提升回輸三個單元(模塊)及隨機液位控制和熱能回收計量儀表組成的一體化裝置，由3個接口接入乏汽回收系統。經除鹽水母管引冷卻水從除氧器排汽回收裝置進水管室進入回收裝置，將除氧器的排汽由除氧器的排大氣門前，接管引入收能器，在設備內經過充分傳質、傳熱，不凝結氣體從上部排廢氣口排出，凝結后的水與噴出的霧化液膜一同向下流動，從出水口流出進入疏水箱。
2、大氣式除氧器排汽量分析計算
2.1通過統計分析，確定生產實際值
取氧化鋁一期生產工藝所需高壓蒸汽為90T/H,5.5MPa,300℃低壓蒸汽為60T/H,0.5MPa,160℃根據實際生產情況，高壓工藝回水取供汽量的50%,則為45T/H低壓工藝回水取供汽量的25%,則為15T/H大氣式除氧器需要的加熱蒸汽也是低壓蒸汽，取平均值為40T/H,其中：高壓除氧器加熱蒸汽為20T/H,0.5MPa,160℃；低壓除氧器加熱蒸汽為20T/H,0.2MPa,160℃。
2.2查表求得，各狀態的焓值
除鹽水：20℃0.1MPa焓值為84KJ/Kg;
低壓工藝回水：60℃0.2MPa焓值為251.2KJ/Kg;
高壓工藝回水：100℃0.5MPa焓值為419.4KJ/Kg;低壓除氧器出水：104℃0.17MPa焓值為436KJ/Kg;
高壓除氧器出水：158℃0.55MPa焓值為666.8KJ/Kg;低壓除氧器排汽：104℃0.17MPa焓值為2682.5KJ/Kg;高壓除氧器排汽：158℃0.6MPa焓值為2755.4KJ/Kg;
低壓除氧器加熱蒸汽：160℃0.2MPa焓值為2789.5KJ/Kg;
高壓除氧器加熱蒸汽：160℃0.5MPa焓值為2767.3KJ/Kg。
2.3高壓除氧器排汽量的計算
減溫減壓系統減溫水量取45T/H,則鍋爐產汽量為145T/H,加上鍋爐的排污率，鍋爐上水量可取150T/H,因此高壓除氧器的出水量為195T/H。
設高壓除氧器的排汽量為x,進水量為y,則y+45+20=x+195①436y+45*419.4+20*2767.3=2755.4x+195*666.8②通過①②式，可解得：x=0.3764T/H；
2.4低壓除氧器排汽量的計算
取低壓除氧器的出水量為150T/H,設低壓除氧器排汽量為x,進水量為y,則y+15+20=x+150①84y+15*251.2+20*2789.5=2682.5x+150*436②通過①②式，可解得：x=1.0136T/H
3、大氣式除氧器排汽回收后所產生的經濟效益
從上面的計算可知，每年可回收壓力0.17MPa溫度104℃的蒸汽(焓值2682.5KJ/Kg)1.0136*24*365=8879.14T;每年可回收壓力0.6MPa溫度158℃的蒸汽(焓值2755.4KJ/Kg)0.3764*24*365=3297.26T。
1)生產8879.14T壓力0.17MPa溫度104℃的蒸汽，需要燃燒標準原煤量計算如下：Q=m×(H蒸汽一H補水)=B×Q低位×ηB=m×(H蒸汽一H補水)/(Q低位Xη)=8879.14×1000(2682.5-41.8)/(29307.6×90%)=888929kg≈889T式中：Q-生產蒸汽所需總熱量，KJ/kg;m-蒸汽量，kg;H蒸汽-蒸汽焓值，KJ/kg;H補水-補水焓值(以年平均補水溫度10℃計算，其焓值為41.8/kg),KJ/kg;B-需要燃燒標準原煤量，kg;Q低位一標準原煤低位發熱量，29307.6/kg;η-鍋爐效率，取90%。
2)生產3297.26T壓力0.6MPa溫度158℃的蒸汽，需要燃燒標準原煤量計算如下：Q=m×(H蒸汽-H補水)=B×Q低位×ηB=m×(H蒸汽-H補水)/(Q低位×η)=3297.26×1000(2755.4-41.8)/(29307.6×90%)=339215kg≈339T通過對大氣式除氧器的回收再利用每年可節約標準原煤量折合約為889+339=1228T,按現行市場價1020元/T標準煤計算，每年可節支125.256萬元；每年可回收8879.14+3297.26=12176.4T經過化學處理的除鹽水，按現行我市工業用水價3.2元/T計算，再加上除鹽水的成本為1.5元/T(主要是藥劑費、膜的折舊和電費),每年可以節約成本：(3.2/70%+1.5)*12176.4=7.393萬元。(70%為水的回收率)。即：兩項合計每年可節約成本約132.649萬元。
4、結論
對大氣式除氧器排汽進行回收再利用除了有可觀的經濟效益外，也可產生較好的環境效益及社會效益。由于此項改造所節約的燃煤的使用可降低飛灰、二氧化硫、灰渣以及大量二氧化碳等污染氣體的排放量，減小對環境的污染。還有，根據現場測算，158℃、0.6MPa的蒸汽直接排入大氣，將會產生110dB以上的極大噪音，遠高于國家規定的50dB~60dB允許噪音，對環境、對人民生活產生很大影響。