專利名稱:不用水蒸汽的大氣式熱力除氧方法
本發(fā)明屬于鍋爐或蒸汽發(fā)生器(以下簡稱鍋爐)給水除氧范等。
鍋爐是石油、化工企業(yè)中最常用的設(shè)備之一。為了防止氧腐蝕，鍋爐給水必須除氧。鍋爐給水不但需要除氧，還要提高水溫。所以，熱力除氧是最經(jīng)濟(jì)，使用最廣泛的除氧方法。
目前熱力除氧有兩類第一類是全部或部分使用水蒸汽(以下簡稱蒸汽)作熱源的大氣式熱力除氧。例如，目前使用最廣泛的大氣式噴霧填料除氧(文獻(xiàn)號DE2906654)。第二類是真空除氧(文獻(xiàn)號J60007998)。
大氣式噴霧填料除氧的工作原理見圖1。壓力為3-4kg/cm2，(表壓，下同)年均溫度為20℃的軟化水或除鹽水(以下簡稱軟水)(1)，進(jìn)入除氧器的配水母管(2)后，被母管上的噴咀(3)霧化成許多小水滴，由進(jìn)入除氧器上部的蒸汽(4)混合加熱，水滴被加熱到除氧器壓力下(0.2kg/cm2)的沸騰溫度104.25℃，軟水中的溶解氧被脫除，隨同少量蒸汽經(jīng)分離擋板(5)汽水分離后，從排汽管(6)排出。為了防止水滴沒有被加熱到沸騰溫度，在配水母管的下方設(shè)有不銹鋼制成的Ω型填料層(7)。水向下流經(jīng)填料層時，與從填料層下部進(jìn)入的蒸汽(8)換熱，以確保水滴被加熱到沸騰溫度，從而把軟水中的氧脫除。除氧后的水進(jìn)入水箱(9)儲存起來。
大氣式熱力噴霧填料除氧的效果較好，但鍋爐每生產(chǎn)一噸蒸汽，要消耗較多的自用蒸汽。如果進(jìn)除氧器的水溫是20℃，則需要128公斤蒸汽。如果將進(jìn)除氧器的軟水予熱到80℃，則需要42.3公斤蒸汽。
真空除氧的工作原理是利用射汽或射水抽氣器，或利用真空泵，維持除氧器內(nèi)真空，使進(jìn)入除氧器的軟水溫度稍高于除氧器壓力下的沸騰溫度。壓力較高的軟水進(jìn)入真空除氧器，因壓力降低而沸騰，軟水中的氧被脫除。
真空除氧雖然可以不用或少用蒸汽，但真空除氧需要一套抽真空的設(shè)備，并要消耗一定的蒸汽或電力，用以維持除氧器真空。真空除氧后的水溫較低，約為35～70℃，需要加熱提高水溫后才能作為鍋爐給水。
石油、化工企業(yè)中有大量的工藝余熱，特別是150℃以下的所謂低溫?zé)?，不能或只能產(chǎn)生少量壓力很低的飽和蒸汽，其使用價值很低。其它利用低溫?zé)岬耐緩?，如，低溫發(fā)電，吸收式制冷，由于系統(tǒng)復(fù)雜，設(shè)備投資很大，使其應(yīng)用受到很大限制。往往造成石油、化工企業(yè)中大量的低溫?zé)岜焕鋮s水白白帶走。
本發(fā)明的原理是利用工藝余熱，經(jīng)表面式換熱器，將壓力＞4kg/cm2，年均溫度為20℃的軟水加熱到高于除氧器壓力下的沸騰溫度，確保進(jìn)除氧器的軟水壓力≥3kg/cm2，溫度≥107℃。軟水進(jìn)入除氧器，因壓力降低而沸騰，軟水中的氧被脫除。
本發(fā)明特別適用于石油、化工企業(yè)中的節(jié)能技術(shù)改造。因為只要工藝余熱的溫度≥120℃都可以采用本方法，所以，與用工藝余熱產(chǎn)生蒸汽，再用蒸汽作熱源除氧相比，相當(dāng)于把工藝余熱的溫位提高了60～70℃。本發(fā)明不但可以使難于利用的低溫?zé)岬玫匠浞掷茫以O(shè)備簡單，只需增加一至二臺換熱器，原有的大氣式熱力噴霧填料除氧器，只要作適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)即可滿足使用要求。
本發(fā)明的工作流程及原理見圖2。軟水箱(10)內(nèi)的軟水(1)，經(jīng)軟水泵(11)升壓后，進(jìn)入換熱器(12)，與需要冷卻的工藝余熱(13)換熱后，壓力≥3kg/cm2，溫度≥107℃的軟水，進(jìn)入除氧器的配水母管(2)，經(jīng)噴咀(3)霧化后，因壓力降至除氧器的工作壓力0.2kg/cm2，軟水沸騰，軟水中的氧脫除，隨同產(chǎn)生的蒸汽，經(jīng)分離擋板(5)汽水分離后，由排汽管(6)排出。除過氧的水向下流入水箱(9)儲存起來。
氧氣的分子量是32，氧氣的重度是蒸汽的1.78倍。因此，軟水中脫除的氧氣有下沉的趨勢，對及時排出氧氣和維持軟水周圍較低的氧氣分壓不利。當(dāng)采用蒸汽加熱除氧時，由于下部蒸汽的上升作用，氧氣排出條件較好，只要維持除氧水量0.3%的排汽量，即可有效地將脫除的氧氣排出。采用本發(fā)明的除氧方法，失去了下部加熱蒸汽上升的有利條件，僅靠軟水沸騰產(chǎn)生的蒸汽，將脫除的氧氣攜帶出排汽管，其排氧效果不如前者。因此，為了降低軟水周圍的氧氣分壓，要將除氧器的排汽量增大到除氧水量的0.7～0.9%。
對于需要冷卻的工藝余熱，除氧器排汽量的增加并不增大能耗，因為多排出的熱量取自需要冷卻的工藝余熱，對降低冷卻水消耗量有利。
應(yīng)用實例1、流程說明南京煉油廠催化裂化煉油裝置，為了控制汽油干點(diǎn)，從分餾塔第26層塔盤抽出溫度為135～140℃，相當(dāng)于煤油的餾分(以下簡稱頂回流)，冷卻至60～65℃后，回到分餾塔第30層塔盤，以保持塔頂溫度為105～110℃。
控制流程圖見圖3。頂回流(13)，經(jīng)流量記錄調(diào)節(jié)(14)，分兩路進(jìn)入用不銹鋼(1Cr18Ni9Ti)管做管束的U型管換熱器(12)的殼程，換熱器的型號為YB1000-290-16/16-4。與來自鍋爐的軟水(1)換熱后，分別進(jìn)入冷卻器(19)，最后經(jīng)溫度記錄調(diào)節(jié)(16)，控制分餾塔頂溫度在105～110℃范圍內(nèi)。軟水(1)分兩路進(jìn)入U型管換熱器的管程，與頂回流(13)換熱后，經(jīng)除氧器液位記錄調(diào)節(jié)(17)，控制進(jìn)入除氧器的流量。軟水全部通過U型管換熱器(12)，其換熱后溫度由溫度記錄調(diào)節(jié)(15)和換熱器(12)的副線(18)控制。
操作條件為進(jìn)除氧器的軟水溫度為107～110℃，壓力為3-4kg/cm2，除氧器的工作壓力為0.14～0.2kg/cm2。
2、軟水除氧質(zhì)量各種壓力等級鍋爐給水含氧量、含鐵量標(biāo)準(zhǔn)及用蒸汽加熱除氧和本發(fā)明的除氧方法所達(dá)到的水平見下表
3、經(jīng)濟(jì)效益僅與利用工藝余熱將軟水予熱到80℃，再用蒸汽加熱到104.25℃相比，采用本發(fā)明的除氧方法，鍋爐每產(chǎn)一噸蒸汽可節(jié)約壓力為10kg/cm2，溫度為250℃的蒸汽42.3公斤。84年和85年共產(chǎn)中壓汽1532400噸，按每噸蒸汽8.1元計算，兩年共節(jié)約人民幣為1532400×0.0423×8.1＝525046元
權(quán)利要求
1.鍋爐或蒸汽發(fā)生器給水要除氧。采用大氣式熱力除氧時，均用水蒸汽作熱源。本發(fā)明的特征是不用水蒸汽而用工藝余熱作熱源，實現(xiàn)大氣式熱力除氧。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的工藝余熱是指溫度≥120℃的流體所含的顯熱，或溫度≥120℃的流體所含的潛熱和顯熱。(以上所說的流體中，水蒸汽除外)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的工藝余熱的利用是通過表面式換熱器，將壓力＞4kg/cm2的軟水，加熱到高于除氧器壓力下的沸騰溫度，確保進(jìn)除氧器的軟水壓力≥3kg/cm2，溫度≥107℃。
4.如權(quán)利要求
3所述的除氧器，其排汽管截面應(yīng)比用水蒸汽加熱除氧的除氧器排汽管截面大1-2倍。
專利摘要
本發(fā)明適用于鍋爐給水除氧。它的原理是利用工藝余熱，經(jīng)換熱器將壓力＞4kg/cm2的軟水加熱到高于除氧壓力下的沸騰溫度。軟水進(jìn)入除氧器，因壓力降低而沸騰，從而達(dá)到除氧目的。本發(fā)明與利用工藝余熱產(chǎn)生蒸汽，再用蒸汽加熱除氧相比，相當(dāng)于把工藝余熱的溫位提高了60～70℃，節(jié)約了大量燃料和高溫位余熱。為利用石油、化工企業(yè)中大量難于回收的150℃以下的熱源提供了新的方法。
文檔編號F22D1/50GK86101425SQ86101425
公開日1987年9月23日 申請日期1986年3月12日
發(fā)明者丁明舫, 李雨亭, 黃雅康, 鄒永钖 申請人:金陵石油化工公司南京煉油廠導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan