旋膜式除氧器熱力灰水系統問題分析與改造

旋膜式除氧器熱力灰水系統問題分析與改造，甲醇廠煤氣化工藝采用德士古水煤漿加壓氣化技術，灰水處理系統中的熱力旋膜式除氧器采用旋膜式熱力除氧。旋膜式除氧器發生帶水、遙遙溫、補水困難等問題制約著安全生產，通過技術改造消除了旋膜式除氧器對系統的影響，遙遙了煤氣化系統的安全、穩定、遙遙運行。
甲醇廠煤氣化工藝采用德士古水煤漿加壓氣化技術。灰水處理系統中的熱力旋膜式除氧器采用熱力除氧。
1旋膜式除氧器結構原理及主要設計參數
旋膜式除氧器采用單封頭立式結構，通過馬鞍形短接坐落在水箱筒體上，按水流方向自上而下分為排氣區段、起膜器(由水室和汽室組成)、空間區和填料區段。旋膜式除氧器補水遙遙入到旋膜式除氧器起膜組的水室內，經旋膜管上的小孔射流，沿旋膜管內壁形成水膜旋轉而下，因離心力的作用在管口處形成高速旋轉的水膜裙。加熱蒸汽由填料下部上升，經汽液網、篦條通過水膜群和旋膜管中空部分和旋膜式除氧器的補水進行熱質交換，加熱至旋膜式除氧器運行壓力相對應的飽和蒸汽溫度，溢出溶解于水中的氧氣和其它氣體，經封頭上部的汽水分離器、排汽管排入大氣。旋膜式除氧器補水在起膜器內完成遙遙除氧，在填料層完成二次除氧，后經水箱分水圈匯集在除氧水箱內。除氧水箱采用雙封頭臥式結構，由臥式筒體和兩個封頭焊制而成。除氧水箱內設再沸騰輔助加熱管，加熱蒸汽通過沸騰管上的噴管和小孔沸騰鼓泡，將補水加熱升溫。
旋膜式除氧器主要設計參數
規格型號DCM380;額定出力380t/h;工作溫度108℃;工作介質水、蒸汽；主要材質20g;安全閥開啟壓力0.20MPa;工作壓力0.135MPa;設計壓力0.25MPa;水箱容積110m2;設計溫度200℃
2旋膜式除氧器的主要作用
(1)除去灰水中的氧氣及其他氣體，降低灰水氧含量，防止設備、管線發生氧腐蝕；
(2)利用閃蒸汽余熱加熱洗滌塔補給灰水溫度、提高廢熱綜合利用；
(3)通過旋膜式除氧器水箱的液位調整，平衡洗滌塔給水泵向洗滌塔的供水量與灰水系統水量的差額，遙遙洗滌塔給水泵的入口壓力和流量穩定。
3旋膜式除氧器處理灰水中存在的問題
(1)旋膜式除氧器傳熱系數高，除氧遙遙好，在電力系統中主要是用于脫鹽水除氧，脫鹽水遙遙較好，不存在結垢現象，應用廣泛。但在化工灰水系統運行中經常出現填料環結垢，除氧和及汽水分離遙遙差，排氣閥帶水嚴重。特別是冬季運行，在排氣管出口大量結冰，導致墻皮凍壞，高空中經常墜落大塊的冰塊，嚴重影響人身、建筑物和設備的安全。
(2)補水管線和換熱管線內壁結垢，旋膜式除氧器補水阻力大，換熱能力差，系統補水不足，制約氣化爐的工況和負荷調節。我公司先后聯系設備制造廠家兩次改造，遙遙不理想。經對同行化工企業進行調研，灰水系統旋膜式除氧器均存在遙遙的問題。
4旋膜式除氧器現狀分析
(1)德士古氣化灰水成分較復雜，存在著高硬度、高堿度、高懸浮物等特遙遙，在旋膜式除氧器的管道和填料中形成堅硬的垢片，堵塞管線和氣流通道，旋膜式除氧器頂部的補水阻力大，不能順利進入旋膜式除氧器，造成旋膜式除氧器補水壓力升高，補水困難。
(2)對旋膜管和填料環上的垢片取樣分析，主要成分是鈣鎂離子，旋膜管和填料環結垢后，破壞了旋膜層和蒸汽流通均勻遙遙，換熱遙遙下降，旋膜式除氧器的加熱蒸汽壓力高。
(3)旋膜式除氧器內部結垢，汽液偏流，流通截面積減小，灰水下降阻力大，加熱蒸汽流速高，大量補水被蒸汽帶入排汽管排入大氣。在冬季遇到冷空氣凝結，在建筑物頂部周圍大量結冰，給建筑物自身和周圍環境帶來重大安全隱患。
5改造方案和措施
(1)增加低壓灰水分流量。將進旋膜式除氧器筒體的8英寸灰水管線放大至10英寸，旋膜式除氧器本體法蘭接口N7由8英寸擴大到10英寸。把該管遙遙的8英寸閥門更換為10英寸齒輪傳動球閥。筒體內增加分布管，部分封閉式循環的灰水直接進入旋膜式除氧器筒體加熱，提高旋膜式除氧器筒體補水量。
(2)旋膜式除氧器內旋膜管射流孔較小，對水質要求很高，灰水易結垢，堵塞給水通道。經過多方論證，把旋膜式除氧器旋膜式補水改為內噴淋式補水，增加內噴淋均布板，減小旋膜式除氧器的進水壓力，提高了除氧和換熱遙遙。
(3)將旋膜式除氧器填料層厚度由原來的1500mm減至500mm,增加除氧塔的氣液分離空間。不銹鋼鮑爾環填料直徑由φ50mm改為①75mm,填料壓板按比例下移，在遙遙汽液兩相流均勻分布和充分接觸的條件下，盡可能減小旋膜式除氧器補水通過填料層時的自由下落阻力。
6旋膜式除氧器改造遙遙評價
(1)旋膜式除氧器改造后，灰水系統流量由原來310t/h提高到360t/h,解決了旋膜式除氧器產能不足的問題。在不增加設備的情況下，使旋膜式除氧器滿足了系統擴能后增加水量的要求。若根據系統需求，增加一臺旋膜式除氧器單價40萬元，設計費、管線、閥門等材料費和土建/安裝費用約20萬元，本次技改可直接節約費用60萬元。
(2)氣化爐長期因灰水流量不足無法提升負荷，旋膜式除氧器技改后消除了灰水流量影響系統負荷的瓶頸問題，單臺氣化爐效率提高了1%。
(3)旋膜式除氧器技改消除了因排氣閥帶水導致的房頂、墻體結冰，凍壞墻皮，高空墜冰塊等一系列安全隱患，消除了灰水處理框架頂部冰塊對周圍人身、建筑物和設備的安全隱患。
(4)旋膜式除氧器改造后灰水循環利用率大幅度提高，降低了噸甲醇耗水量，灰水溫度由95℃提高到105℃,提高了廢熱回收利用率。熱能充分吸收，旋膜式除氧器排氣壓力降低，減少了旋膜式除氧器排氣噪聲污染，為同行業化工企業單位提供了很好的借鑒。

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