火電廠熱力系統(tǒng)疏水及擴(kuò)容器乏汽有效回收利用

趙 丹

（中國(guó)石油天然氣股份有限公司玉門油田分公司，甘肅玉門 735200）

1 現(xiàn)狀介紹

2018 年12 月，玉門油田電廠化學(xué)水處理升級(jí)改造項(xiàng)目正式投運(yùn)，本次改造應(yīng)用在國(guó)內(nèi)水處理技術(shù)中已經(jīng)很成熟、可靠的超濾反滲透工藝。新系統(tǒng)的投運(yùn)不僅提高了出水水質(zhì)，延長(zhǎng)了水處理設(shè)備的使用周期，更大大降低了化學(xué)制水成本，減少了酸堿消耗和廢液排放，為節(jié)能降耗工作的順利完成提供了可靠保障。新系統(tǒng)投運(yùn)后，為保證超濾膜和反滲透膜的性能和使用周期，首先要嚴(yán)格控制整個(gè)系統(tǒng)的進(jìn)水水溫，超濾裝置的進(jìn)水溫度要求在25±5 ℃，淡水箱出水溫度要求在40 ℃以下。目前系統(tǒng)使用的制水水源主要來(lái)自水塔的循環(huán)冷卻水，另外還有來(lái)自中坪、三臺(tái)兩個(gè)換熱站的疏水和廠內(nèi)熱泵房的疏水。

2 存在的問題

（1）根據(jù)近幾年的數(shù)據(jù)顯示，每年10—4 月，電廠水塔循環(huán)冷卻水溫度平均在25～31 ℃，5—9 月，循環(huán)水溫度平均在31～38 ℃。冬季，循環(huán)水溫對(duì)化學(xué)生水箱溫度影響不大，但夏季在水處理用水量相對(duì)減少的情況下，循環(huán)水溫隨外界溫度升高，存在生水溫度超溫問題。

（2）每年10—4 月，供暖期內(nèi)，三臺(tái)、中坪換熱站和熱泵房回收的疏水溫度在45～65 ℃。這部分水一是水溫較高，二是水質(zhì)不是很穩(wěn)定，不能很好回收到除鹽水箱，能源浪費(fèi)大。

（3）鍋爐定排擴(kuò)容器，一是高溫水蒸汽存在外排問題，造成熱量直接損失，二是擴(kuò)容器的疏水品質(zhì)雖優(yōu)于生水，但是溫度平均在60 ℃左右，若直接回收做為制水水源，會(huì)造成超濾系統(tǒng)的進(jìn)水超溫，影響超濾膜性能。

3 經(jīng)濟(jì)效益測(cè)算

（1）三臺(tái)、中坪換熱站制軟化水的成本為2 元/t，供暖周期6個(gè)月，平均每小時(shí)凝結(jié)水量25 t，按15 元/t 的凝結(jié)水價(jià)格計(jì)算，每年10—4 月為141.96 萬(wàn)。

（2）供熱水泵房淡水按0.5 元/t，供暖周期6 個(gè)月，平均每小時(shí)凝結(jié)水量20 t，按15 元/t 的凝結(jié)水價(jià)格計(jì)算，每年10—4 月為126.67 萬(wàn)元。

通過以上計(jì)算可以看出，若全部回收換熱站的這部分疏水，全年能節(jié)約268 萬(wàn)元，效益可觀。

4 回收利用方案

4.1 換熱站和熱泵房疏水回收方案

加裝合適管線，將換熱站和熱水泵房凝結(jié)水回收至化學(xué)淡水箱和除鹽水箱。加裝隔離門和在線監(jiān)測(cè)儀表，解決水溫對(duì)生水箱溫度的影響，也避免因水質(zhì)不穩(wěn)定影響除鹽水品質(zhì)的問題。

4.2 鍋爐排污擴(kuò)容器疏水及乏汽回收方案

4.2.1 方案1

在鍋爐定排擴(kuò)容器的排汽管道內(nèi)加裝噴淋裝置，噴灑工業(yè)水對(duì)外排蒸汽進(jìn)行熱量回收，在鍋爐定排擴(kuò)容器疏水出口管路上加裝換熱器，讓高溫混合水和六期除鹽水進(jìn)行熱量置換，最后排至化學(xué)生水箱。

按一臺(tái)鍋爐排污量4.4 t/h，冬季工業(yè)水溫0 ℃，夏季工業(yè)水溫5 ℃，工業(yè)水量15 t/h 計(jì)算（相關(guān)熱焓值，查飽和水和水蒸氣熱力性質(zhì)表）。

（1）用0 ℃工業(yè)水冷卻300 ℃高溫水，冷卻后混合水溫度T=76 ℃。

（2）用5 ℃工業(yè)水冷卻300 ℃高溫水，冷卻后混合水溫度T=80 ℃。

（3）若用混合后的水加熱20 ℃的除鹽水，按冬季除鹽水最小量300 t/h，夏季除鹽水最小量140 t/h，計(jì)算除鹽水溫升T。冬季，T=27 ℃；夏季，T=33 ℃。

4.2.2 方案2

若在鍋爐定排擴(kuò)容器的排汽出口管路上加裝換熱器，用高溫水蒸氣先對(duì)六期除鹽水進(jìn)行加熱，再將擴(kuò)容器的疏水用工業(yè)水降至25 ℃后，送至化學(xué)生水箱。按4.4 t/h 的300 ℃高溫水?dāng)U容后全部用來(lái)加熱除鹽水，計(jì)算除鹽水溫升和冷卻需要的工業(yè)水量。

（1）冬季，T=55 ℃。需要補(bǔ)充的工業(yè)水量m=10.56 t/h。

（2）夏季：T=86 ℃。需要補(bǔ)充的工業(yè)水量m=26.84 t/h。

由上面計(jì)算可以看出，方案2 對(duì)提升除鹽水溫度效果非常顯著，補(bǔ)充的工業(yè)水量也不算太大。但在定排排汽出口管路上加裝換熱器，施工難度較大，流程復(fù)雜。

4.2.3 方案3

若在鍋爐定排擴(kuò)容器的排汽管道內(nèi)加裝噴淋裝置，噴灑工業(yè)水對(duì)外排蒸汽進(jìn)行熱量回收，在鍋爐定排擴(kuò)容器疏水中直接加入工業(yè)水，冷卻到25 ℃后排至化學(xué)生水箱。

（1）用0 ℃工業(yè)水冷卻300 ℃高溫水，冷卻后的疏水溫度為76 ℃，再加工業(yè)水將其冷卻至25 ℃，計(jì)算所需工業(yè)水量，m=40.8 t/h。

（2）用5 ℃工業(yè)水冷卻300 ℃高溫水，冷卻后的疏水溫度為80 ℃。再加工業(yè)水將其冷卻至25 ℃，計(jì)算所需工業(yè)水量，m=55 t/h。

由上面計(jì)算可以看出，方案3 只加裝噴淋裝置，對(duì)外排蒸汽進(jìn)行熱量回收，流程相對(duì)簡(jiǎn)單，施工難度小。但需要補(bǔ)充大量工業(yè)水，化學(xué)水處理現(xiàn)在用的制水水源大部分是抽取循環(huán)水，若給定排補(bǔ)充的水量過多，循環(huán)水抽水量肯定會(huì)減少，進(jìn)而又會(huì)影響汽機(jī)真空。

4.2.4 方案4

若對(duì)鍋爐定排擴(kuò)容器外排蒸汽不進(jìn)行回收，直接將定排擴(kuò)容器的疏水用工業(yè)水降至25 ℃后，送至化學(xué)生水箱。按單臺(tái)鍋爐最大4.4 t/h 的排污量，排污擴(kuò)容器疏水70 ℃，計(jì)算需要補(bǔ)充的工業(yè)水量。

（1）冬季，m=15.84 t/h。

（2）夏季，m=19.8 t/h。

由上面計(jì)算可以看出，方案4 需要補(bǔ)充的工業(yè)水量較小，施工簡(jiǎn)單。但并沒有對(duì)外排蒸汽回收利用，只能完全保證化學(xué)水不外排。

5 回收利用方案的對(duì)比

通過以上4 個(gè)方案的對(duì)比分析，從熱量回收、工藝流程和實(shí)施難度等方面考慮，推薦實(shí)施方案1。忽略熱損失，通過下面計(jì)算，可以看出一年節(jié)約的標(biāo)煤量相當(dāng)可觀。

（1）用0 ℃工業(yè)水可以將300 ℃高溫水冷卻到76 ℃，再用混合水加熱除鹽水升至27 ℃。一年可回收利用的熱量為72 112 GJ，一年節(jié)約標(biāo)煤量160 萬(wàn)元。

（2）用5 ℃工業(yè)水可以將300 ℃高溫水冷卻到80 ℃，再用混合水加熱除鹽水升至33 ℃。一年可回收利用的熱量為69 169 GJ。一年節(jié)約標(biāo)煤量153 萬(wàn)元。

6 結(jié)語(yǔ)

通過以上4 個(gè)方案的研究分析可知，將熱電廠熱力系統(tǒng)的疏水和鍋爐排污擴(kuò)容器的乏汽有效回收利用，在不影響鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行情況下，不僅可以避免大量能源浪費(fèi)，還可以為企業(yè)創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益和良好的社會(huì)效益。節(jié)能降耗，節(jié)省蒸汽，對(duì)企業(yè)煤、電、油的綜合節(jié)省，對(duì)企業(yè)的水平衡、熱平衡有著重要的優(yōu)化作用，對(duì)企業(yè)的提質(zhì)增效和可持續(xù)發(fā)展有著很好的助推作用。