[发明专利]一种锅炉汽轮机系统中除氧器乏汽的热能回收装置

说明书

技术领域

本发明属于热能回收的技术领域，具体的涉及一种锅炉汽轮机系统中除氧器乏汽的热能回收装置。

背景技术

一般情况下锅炉均配有除氧器，除氧器主要作用为通过加热锅炉给水进行热力除氧，氧气伴随蒸汽即乏汽从除氧器的乏汽出口排出。因乏汽为饱和蒸汽，然而温度低、压力低、流量小，因此回收困难。正是由于乏汽的压力低且为饱和，蒸汽品质非常低，因此无法用常见手段进行热量再次回收。

同时除氧器要求工作被压压力低，在运行过程中，除氧器一旦增压运行至0.1MPa将造成安全阀起跳，热量放散增大，因此如何保证其工作压力不超压成为另外一个技术难题。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在的缺陷而提供一种锅炉汽轮机系统中除氧器乏汽的热能回收装置，该热能回收装置利用乏汽迅速凝结的闪凝技术，在冷源足够的情况下，能够通过换热进行乏汽的冷却，同时加热有用工质，以实现热量回收的目的。

本发明的技术方案为：一种锅炉汽轮机系统中除氧器乏汽的热能回收装置，除氧器的乏汽出口通过进气管道连接表面式换热器的进气口，表面式换热器的闪凝水出口通过闪凝水管道连接水箱，其中水箱位于表面式换热器的下方；表面式换热器的进水口连接凝结水管道，表面式换热器的出水口通过出水管道与除氧器相连。

所述凝结水管道上设有泵，不额外消耗能源。

所述除氧器为大气式除氧器。

本发明的有益效果为：本发明所述锅炉汽轮机系统中除氧器乏汽的热能回收装置利用蒸汽闪凝原理进行乏汽快速冷却，表面式换热器将乏汽汽化潜热充分利用对汽轮机凝结水进行加热，完全吸收低压、低温蒸汽汽化潜热；同时乏汽闪凝成水后，利用虹吸原理降低了系统被压，保证其工作压力不超压。

除氧器所产生的乏汽通过乏汽出口以及进气管道进入表面式换热器，与进入表面式换热器中的锅炉汽炉发电系统凝结水进行热交换，乏汽在换热面积较大的表面式换热器快速冷却形成饱和蒸汽闪凝，汽化潜热被冷源充吸收利用，同时产生局部相对真空，并且闪凝水管道的直径根据水压流量计算以满足虹吸条件，同时达到完全排放完毕的要求，确保了局部相对真空的形成，该局部真空对乏汽产生相对吸力，降低除氧器的被压，使得除氧器的工作温度降低了2℃；同时表面式换热器与水箱之间高度差的位置关系设计形成了水位高度差，从而产生水势能降低了动能能源，并且对乏汽产生二次相对吸力，两次动能相结合产生足够的引力降低蒸汽管线产生的被压，实现系统压力平衡；乏汽的热量传递至凝结水回水，实现回水预加热，至此汽化潜热全部回收。

乏汽低位热量非常低，但汽化潜热非常大，达到2200kJ/kg，潜力巨大。同时锅炉汽轮发电系统凝结水温度仅有45℃，可以作为稳定冷源进行热量回收。冷却工质稳定，且流量足够。

本发明利用闪凝加虹吸两大原理相结合，充分利用自然凝结及水势差形成的相对低压环境降低管道流阻，实现系统被压降低，除氧器效率增加的目的。在热交换部分，因未进行冷凝除盐水的循环利用，该系统采用的是表面式换热器。充分考虑除氧乏汽的产量，选择足够大的换热面积，同时选择足够量的冷源。以实现在相对小的空间内，饱和乏汽全部短时间内凝结成水，形成局部相对真空。在闪凝水处理上为了降低成本利用除氧器高度差实现虹吸作用，再次降低系统被压。

所述热能回收装置具有以下特点：（1）、换热器内部实现闪凝，除氧乏汽全部凝结；（2）、实现乏汽放散与回收互相切换；（3）、除氧器进水温度有效提升；（4）、水箱收集乏汽闪凝水可二次利用；（5）、利用水位高度差，形成相对低压，提高除氧器效率，减少蒸汽用量，不需要增加水泵提供势能。该回收装置总投资不到7万元实际创效年可达80万，投资回报率极高。该装置于2015年1月投用，投资仅6.8万元。经过半年运行，运行稳定，有效回收除氧器乏汽。截止8月底已产生实际效益51.2万，经济效益可观。

综上所述，该锅炉汽轮机系统中除氧器乏汽的热能回收装置利用闪凝、虹吸原理相结合，可利用闪凝原理，迅速闪凝蒸汽成水，降低其流阻；及利用虹吸引流原理，降低闪凝水出口高度，降低系统运行压力，实现低品质、低压力蒸汽热量回收，无动能成本增加。经过半年以上的实际运行，实施效果良好。该装置投资小，见效快，能快速盈利，提高锅炉汽轮机系统整体热效，有显著地效益；并且可复制性强，可用于多种微压、低压气体热量回收，推广价值较高。

附图说明

图1为本发明具体实施方式中锅炉汽轮机系统中除氧器乏汽的热能回收装置的结构示意图。