热电厂除氧系统的制作方法

本实用新型涉及电厂给水除氧技术领域，具体而言，涉及一种热电厂除氧系统。

背景技术：

除氧器是锅炉机组关键辅机设备之一，如果除氧器除氧效果差，将对锅炉给水管道、省煤器和其它附属设备产生腐蚀，造成严重损失，引起的经济损失将是除氧器造价的几十或几百倍，甚至造成人身伤害事故。国家电力行业协会因此对除氧器给水含氧量提出了明确标准，即大气式除氧器给水含氧量小于15μɡ/l，压力式除氧器给水含氧量小于7μɡ/l。

热电厂是既通过汽轮机抽汽或减温减压器等供汽设备供热又通过汽轮发电机组供电的火电厂，尤其是一些自备热电厂供热量非常大，基本是以供热为主，供电为辅为正常运行状态。常规火电厂由于不向外供汽，郎肯循环总体保持平衡，其除氧器补水基本都来自于经汽轮机回热抽汽加热后的凝结水，水温较高(120℃)左右，因此，除氧器喷头雾化效果好，除氧效率高，运行排汽量小。热电厂由于供热量较大，外供蒸汽无法完全进入郎肯循环状态，补水量大，传统的系统水平衡被破坏，需要补充大量除盐水来维持平衡，但除盐水温度一般在30℃左右，经与机组凝结水混合后温度在60℃左右，除氧器工作效果较差，除氧器运行排汽门开度较大，蒸汽外排浪费严重，且还时常出现除氧器给水含氧量超标现象。新疆某公司自备热电厂由于汽轮发电机组发电并网手续未完成，汽轮发电机组无法运行，但锅炉需要向化工装置生产供汽，因而除氧器补水全部来自于除盐水装置，除氧器工作效果非常差，不但除氧器运行排汽量大，且经常出现给水含氧量超标情况，严重影响锅炉装置安稳运行。

为了解决热电厂除氧器因补水温度低，除氧工作效果差的问题，确保给水含氧量合格，保障锅炉装置安稳运行，目前各热电厂主要采用在高压除氧器3’之前增加大气式除氧器1’和中继水泵2’的两级除氧工艺方法，如图1所示，即除盐水补水先进入大气式除氧器1’加热至100℃，并进行简单除氧后通过中继水泵2’送入高压除氧器3’。此工艺方法虽然能够解决高压除氧器因补水温度低，造成给水含氧量超标问题，但是，大气式除氧器需要进行运行排汽，蒸汽外排浪费依然较为严重；其次，由于大气式除氧器内部压力较低，为了将大气式除氧器内的初级除氧水送入高压除氧器，需要增加中继水泵升压，额外增加电量消耗。以某公司自备热电厂三期工程为例，配置两台440t/h锅炉，三台出力350t/h中继水泵，正常运行方式两运一备，电机额定功率132kw，每年中继水泵消耗的电量高达200万kw.h。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种热电厂除氧系统，以解决现有技术中热电厂除氧系统蒸汽外排浪费严重、电耗高等问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种热电厂除氧系统，包括：除盐水供应装置；加热蒸汽供应装置；管壳式加热器，具有管程和壳程，管程的一端与除盐水供应装置相连，壳程与加热蒸汽供应装置相连；高压除氧器，具有除盐水进口，除盐水进口与管程的另一端通过管路相连。

进一步地，上述壳程具有疏水出口，疏水出口与除盐水进口通过疏水管路相连。

进一步地，上述壳程还具有排汽口，排汽口与除盐水进口通过蒸汽输送管路相连。

进一步地，上述高压除氧器具有加热蒸汽入口，加热蒸汽供应装置与加热蒸汽入口相连。

进一步地，上述热电厂除氧系统包括n台管壳式加热器和m台高压除氧器，其中m＝2n，且每两台高压除氧器并联后与一台管壳式加热器相连形成一个除氧单元。

进一步地，上述各除氧单元中的管壳式加热器和高压除氧器共用一条加热蒸汽母线与加热蒸汽供应装置相连。

进一步地，上述各高压除氧器共用一条除盐水母线与对应的管壳式加热器相连。

进一步地，上述n＝2，m＝4。

应用本实用新型的技术方案，通过在高压除氧器之前设置管壳式加热器，管壳式加热器可以确保除盐水压力不会明显下降，不需要通过中继水泵升压就可以直接进入高压除氧器，因此避免了使用中继水泵高电耗的问题。利用上述热电厂除氧系统，温度较低的除盐水先进入管壳式加热器，采用1.1mpa蒸汽加热升温至90℃以上后再进入高压除氧器，确保高压除氧器工作效果，保障给水含氧量合格；同时由于管壳式加热器内部压力高于除氧器内部压力，其正常疏水和运行排汽均可排入高压除氧器，避免蒸汽外排浪费和热量损失。利用上述除氧系统解决了热电厂除氧器因补水温度低，工作效果差，造成的给水含氧量不合格问题，保障锅炉给水管道、省煤器和其它附属设备安稳运行。相对于常规自备热电厂大气式除氧器加中继水泵的二级除氧工艺解决方案，本申请的除氧系统能减少中继水泵采购、安装相关费用200万元，两台管壳式加热器30相对于大气式除氧器采购、安装费用减少100万元，年节约电能费用60万元，年节约蒸汽费用100万元，节能降耗效益明显。

附图说明

构成本申请一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了现有技术的大气式除氧器和中继水泵联用的除氧系统结构示意图；

图2示出了根据本实用新型的一种优选实施例提供的除氧系统的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1’、大气式除氧器；2’、中继水泵；3’、压除氧器；

10、除盐水供应装置；20、加热蒸汽供应装置；30、管壳式加热器；40、高压除氧器；

1、疏水管路；2、蒸汽输送管路；3、加热蒸汽母线；4、除盐水母线。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。

如本申请背景技术所分析的，现有技术的为了解决热电厂除氧器因补水温度低，除氧工作效果差的问题，为确保给水含氧量合格，保障锅炉装置安稳运行，目前各热电厂的主要采用增加大气式除氧器和中继水泵二级除氧工艺方法，但是大气式除氧器需要进行运行排汽，蒸汽外排浪费依然较为严重；其次，由于大气式除氧器内部压力较低，为了将大气式除氧器内的初级除氧水送入高压除氧器，需要增加中继水泵升压，额外增加较大量的电量消耗。为了解决上述蒸汽外排浪费严重、电量消耗较高的问题，本申请提供了一种热电厂除氧系统。

如图2所示，在本申请一种典型的实施方式中，该热电厂除氧系统包括除盐水供应装置10、加热蒸汽供应装置20、管壳式加热器30和高压除氧器40，管壳式加热器30具有管程和壳程，管程的一端与除盐水供应装置10相连，壳程与加热蒸汽供应装置20相连；高压除氧器40具有除盐水进口，除盐水进口与管程的另一端通过管路相连。

本申请通过在高压除氧器40之前设置管壳式加热器30，管壳式加热器30可以确保除盐水压力不会明显下降，不需要通过中继水泵升压就可以直接进入高压除氧器40，因此避免了使用中继水泵高电耗的问题。利用上述热电厂除氧系统，温度较低的除盐水先进入管壳式加热器30，采用1.1mpa蒸汽加热升温至90℃以上后再进入高压除氧器40，确保高压除氧器40工作效果，保障给水含氧量合格；同时由于管壳式加热器30内部压力高于除氧器内部压力，其正常疏水和运行排汽均可排入高压除氧器40，避免蒸汽外排浪费和热量损失。利用上述除氧系统解决了热电厂除氧器因补水温度低，工作效果差，造成的给水含氧量不合格问题，保障锅炉给水管道、省煤器和其它附属设备安稳运行。相对于常规自备热电厂大气式除氧器加中继水泵的二级除氧工艺解决方案，本申请的除氧系统能减少中继水泵采购、安装相关费用200万元，两台管壳式加热器30相对于大气式除氧器采购、安装费用减少100万元，年节约电能费用60万元，年节约蒸汽费用100万元，节能降耗效益明显。

为了进一步回收疏水，优选如图2所示，上述壳程具有疏水出口，疏水出口与除盐水进口通过疏水管路1相连。管壳式加热器30的疏水送入高压除氧器40除氧作为补水使用，避免了疏水外排造成的浪费。

为了进一步避免蒸汽外排造成的能源浪费，优选如图2所示，上述壳程还具有排汽口，排汽口与补盐水进口通过蒸汽输送管路2相连。将管壳式加热器30换热后的蒸汽送入高压除氧器40一方面可以保证高压除氧器40的高温另一方面对蒸汽实现了回收。

为了简化管线，优选如图2所示，上述高压除氧器40具有加热蒸汽入口，加热蒸汽供应装置20与加热蒸汽入口相连。高压除氧器40和管壳式加热器30共用同一个热源，简化了热源装置。

上述高压除氧器40可以按照现有常规方式来设置，为了提高设备运行的灵活性，可以每台高压除氧器40配置一台管壳式加热器30。根据目前运行负荷来讲，优选如图2所示，上述热电厂除氧系统包括n台管壳式加热器30和m台高压除氧器40，其中m＝2n，且每两台高压除氧器40并联后与一台管壳式加热器30相连形成一个除氧单元。每两台高压除氧器40并联后与一台管壳式加热器30相连，即一台管壳式加热器30向两台高压除氧器40提供除盐水。

进一步地，为了简化管线设置，优选如图2所示，上述各除氧单元中的管壳式加热器30和高压除氧器40共用一条加热蒸汽母线3与加热蒸汽供应装置20相连。进一步优选各高压除氧器40共用一条除盐水母线4与对应的管壳式加热器30相连。

在本申请一种实施例中，优选上述管壳式加热器30为两台，高压除氧器40为四台。

以下结合具体运行案例对本申请的有益效果进行说明。

新疆乌鲁木齐米东区某化工公司自备热电厂配置有4台高温高压煤粉锅炉，4台除力550t/h高压除氧器40，2台cc50高压双抽汽轮发电机组，外供四个压力等级蒸汽，除盐水补水量为600t/h。由于该公司自备热电厂汽轮发电机组发电并网手续未完成，汽轮发电机组无法运行，但锅炉需要向化工装置生产供汽，因而除氧器补水全部来自于除盐水，补水温度只有30℃，因而除氧器工作效果非常差，除氧器运行排汽量非常大，且不定时出现给水含氧量超标情况，严重影响锅炉装置安稳运行，同时造成较大蒸汽外排浪费。

为有效解决除氧器因补水温度低，工作效果差的问题，在除盐水进入高压除氧器40前增加一路管壳式补水加热器可以有效解决上述问题。补水加热器采用管壳式加热器30，不会明显降低除盐水压力，因而不用增加中继水泵为补水增压就可以直接进入除氧器；其次，采用1.1mpa蒸汽作为加热汽源，确保有效提升补水温度，同时确保补水加热器内部汽侧压力高于除氧器内部压力，其正常疏水和运行排汽均可排入高压除氧器40，避免蒸汽外排浪费和热量损失。根据该热电厂4台高压除氧器40共用一根除盐水补水母管，每两台高压除氧器40共用一根1.1mpa蒸汽母管的系统特点，结合除盐水补水量600t/h的实际情况，设计采用两台出力均为600t/h的管壳式加热器30，每台管壳式加热器30对应两台高压除氧器40，其系统情况见图2。

此项改造完成后，正常运行过程中化水装置供应的30℃的除盐水先通过管壳式加热器30加热至90℃，再进入高压除氧器40，由于补水温度升高，高压除氧器40喷头雾化效果好，高压除氧器40工作效果明显提高，再未出现过给水含氧量超标情况；同时，由于高压除氧器40工作效果提升，高压除氧器40排氧门开度从改造前的一、二次门全开调整为二次门开度10％左右，高压除氧器40运行排汽量大大下降，节能降耗效果明显。通过增加为高压除氧器40补水系统增加管壳式加热器30方法，安全、高效的解决了自备热电厂高压除氧器40因补水温度低，造成工作效果差，给水含氧量不合格问题，既能保障了锅炉给水管道、省煤器和其它附属设备安稳运行；又能有效减少外排蒸汽浪费，每小时减少外排蒸汽约5t；还不用增加中继水泵，年减少电量消耗200万kw.h。

经经济性测算：相对于常规自备热电厂大气式除氧器加中继水泵的二级除氧工艺解决方案，本申请的除氧系统能减少中继水泵采购、安装相关费用200万元，两台管壳式加热器30相对于大气式除氧器采购、安装费用减少100万元，年节约电能费用60万元，年节约蒸汽费用100万元，节能降耗效益明显。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

解决了热电厂除氧器因补水温度低，工作效果差，造成的给水含氧量不合格问题，保障锅炉给水管道、省煤器和其它附属设备安稳运行。

管壳式加热器为管壳式换热器，除盐水不会有明显的压降，除盐水压力足够进入高压除氧器，不用设计中继水泵升压，节电效果明显。

高压除氧器补水温度升高至90℃以上，除氧器工作效果好，除氧效果明显，运行排气门开度较小，有效减少了外排蒸汽浪费。

管壳式加热器是静设备，检修及运行维护工作量相对于大气式除氧器加中继水泵系统明显减少，系统运行可靠性高

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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