除氧器系统及工作方法与流程

本发明涉及除氧器领域，特别是涉及一种除氧器系统及工作方法。

背景技术：

除氧器是锅炉及供热系统关键设备之一，如除氧器除氧能力差，将对锅炉给水管道、省煤器和其它附属设备的腐蚀，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。而目前，应用最为广泛的除氧器为热力型除氧器，其中经常采用低温型除氧器(出水温度约为104℃)，一般采用0.2-0.4mpa的蒸汽，通入除氧器中使溶解在水中的气体全部脱除。目前，用于除氧器的蒸汽一般为电厂或热源厂蒸汽锅炉所产生的蒸汽，其压力多为0.7-0.8mpa。为了用锅炉自身产生的蒸汽进行补水的除氧，一般的做法是通过增设减压阀，同时配置冷却系统，将高压的蒸汽减压减温到适合状态。因此，大部分的锅炉厂钧存在“高能低用”的问题：产生的高压蒸汽为高品位能量，通过减压阀将其品位降低，未将能量品位降低的能量有效利用。另一方面，大型汽轮发电机组采用的高温型除氧器通常也由能量品位较高的蒸汽通过多级低加对能量品位更低的除盐水逐级加热，也存在一定程度的“高能低用”的问题。除氧水的热量全部来自于较高品位的蒸汽，没有实现蒸汽的梯级利用。目前有一些做法利用冷却水对除氧过程中产生的蒸汽进行冷却热回收，但是高压蒸汽减压的能量却没有相应的措施加以利用。此外，对于除氧器进水的软水目前采用其他热源进行加热，若未采用其他热源预热软水，则所有热量均来自于减压之后的低压蒸汽，故蒸汽耗量较大。

另一方面，目前锅炉厂均需要排放大量污水、特别是工业高盐废水，严重污染环境，特别是对地下土壤、地下水资源等的污染日益严重、且极难恢复。虽然目前已有普遍实施污水零排放及水资源再利用的社会呼声、政策预期和企业尝试，但目前常规的处理方法，包括预处理+膜处理+mvr蒸发或多效蒸发的技术路线，存在的最大问题是：初投资巨大，运行能耗及运维费用过高。因此，如能设计一种具有污水蒸发功能的除氧器加热系统，则既能够实现蒸汽的降压，产生除氧器用的洁净蒸汽；同时利用减压过程中产生的不同温度热量对除氧器软水进行预热，实现能量的深度利用。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种除氧器系统及工作方法，解决现有技术中由于锅炉产生的蒸汽用于除氧器需要减压减温，造成能量浪费以及锅炉厂的污水处理系统初期投资巨大，运行能耗高以及运维费用高的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种除氧器系统，包括：第一蒸发器、第二换热器和除氧器，所述第一蒸发器设有第一蒸汽入口、第一冷凝水出口、污水进口、第一蒸汽出口以及第一污水出口，所述第二换热器设有第二蒸汽入口、第二冷凝水出口、第二冷凝水入口以及第二蒸汽出口，所述第二蒸汽入口与所述第二冷凝水出口连接于所述第二换热器的第一换热管道，所述第二冷凝水入口与所述第二蒸汽出口连接于所述第二换热器的第二换热管道，所述第一蒸汽出口与所述第二蒸汽入口连接，所述第二蒸汽出口与所述除氧器连接。

其中，所述第一蒸发器包括第一换热器和第一气液分离器，所述第一蒸汽入口、第一冷凝水出口和污水进口均连接于所述第一换热器，且所述第一换热器通过第一气液管道与所述第一气液分离器连接，所述第一蒸汽入口与所述第一冷凝水出口连接于所述第一换热器的第一换热管道，所述污水进口与所述第一气液管道连接于所述第一换热器的第二换热管道，所述第一蒸汽出口连接于所述第一气液分离器。

其中，所述第一冷凝水出口与所述第二冷凝水入口连接，还包括第三蒸发器和第四蒸发器，所述第三蒸发器设有第三蒸汽入口、第三污水入口、第三蒸汽出口和第三污水出口，所述第一蒸汽出口还与所述第三蒸汽入口连接，所述第四蒸发器设有第四蒸汽入口、第四污水入口和第四污水出口，所述污水进口与所述第三污水出口连接，所述第三蒸汽出口与所述第四蒸汽入口连接，所述第四污水出口与所述第三污水入口连接。

其中，所述第三蒸发器包括第三换热器和第三气液分离器，所述第四蒸发器包括第四换热器和第四气液分离器，所述第三蒸汽入口和第三污水入口连接于所述第三换热器，所述第三换热器还连接有第三冷凝水出口，且所述第三换热器还通过第三气液管道与所述第三气液分离器连接，所述第三蒸汽入口与所述第三冷凝水出口连接于所述第三换热器的第一换热管道，所述第三污水入口与所述第三气液管道连接于所述第三换热器的第二换热管道，所述第三蒸汽出口连接于所述第三气液分离器；所述第四蒸汽入口和第四污水入口连接于所述第四换热器，所述第四换热器还连接有第四冷凝水出口，且所述第四换热器还通过第四气液管道与所述第四气液分离器连接，所述第四蒸汽入口与所述第四冷凝水出口连接于所述第四换热器的第一换热管道，所述第四污水入口与所述第四气液管道连接于所述第四换热器的第二换热管道，所述第四污水出口连接于所述第四气液分离器。

其中，还包括第一软水预热器、第二软水预热器、第三软水预热器和第四软水预热器，所述第四气液分离器还设有第四蒸汽出口，所述第三软水预热器的第一换热管道、所述第二软水预热器的第一换热管道、所述第一软水预热器的第一换热管道和所述第四软水预热器的第一换热管道依次连接，所述第三冷凝水出口连接于所述第一软水预热器的第二换热管道，所述第二冷凝水出口连接于所述第四软水预热器的第二换热管道，所述第四蒸汽出口连接于所述第三软水预热器的第二换热管道，所述第四冷凝水出口连接于所述第二软水预热器的第二换热管道。

其中，还包括第五蒸发器，所述第五蒸发器包括第五蒸汽入口、第五冷凝水出口、第五污水入口以及第五蒸汽出口，所述第五蒸汽出口与所述第一蒸汽入口连接，所述第一污水出口与所述第五污水入口连接，所述第五冷凝水出口与所述第二冷凝水入口连接。

其中，所述第五蒸发器包括第五换热器和第五气液分离器，所述第五蒸汽入口、第五冷凝水出口和第五污水入口连接于所述第五换热器，所述第五换热器通过第五气液管道与所述第五气液分离器连接，且所述第五蒸汽入口和所述第五冷凝水出口连接于所述第五换热器的第一换热管道，所述第五污水入口和所述第五气液管道连接于所述第五换热器的第二换热管道，所述第五蒸汽出口连接于所述第五气液分离器。

其中，还包括第五软水预热器和第六软水预热器，所述第六软水预热器的第一换热管道和所述第五软水预热器的第一换热管道连接，所述第一冷凝水出口与所述第五软水预热器的第二换热管道连接，所述第二冷凝水出口与所述第六软水预热器的第二换热管道连接。

其中，所述第二冷凝水入口处设有减压阀。

本发明还公开一种除氧器系统的工作方法，包括：

向蒸发器中通入待处理污水和锅炉蒸汽，锅炉蒸汽作为热源使污水气化产生污水蒸汽；

将冷凝水和产生的污水蒸汽通入第二换热器进行换热，冷凝水气化产生二次蒸汽；

将产生的二次蒸汽通入除氧器中，对锅炉补水进行除氧。

(三)有益效果

本发明提供的一种除氧器系统，利用蒸汽减压过程产生的蒸汽能量作为热源，与污水进行热交换，对污水进行蒸发浓缩，并分别产生冷凝水和二次蒸汽，产生的二次蒸汽作为除氧器的热源，保证了除氧器的正常工作，还对污水进行了蒸发浓缩，减量化处理，降低了污水处理流程的能耗，提高能量利用效率。

附图说明

图1为本发明实施例1的除氧器系统结构示意图；

图2为本发明实施例2的除氧器系统结构示意图。

图中，1、锅炉；2、污水预处理装置；3、第一换热器；4、第一气液分离器；5、第一溶液泵；6、减压阀；7、第二换热器；8、除氧器；9、第一软水预热器；10、第二软水预热器；11、第三软水预热器；12、第三换热器；13、第三气液分离器；14、第三溶液泵；15、第四换热器；16、第四气液分离器；17、第四溶液泵；18、第四软水预热器；19、第五气液分离器；20、第五溶液泵；21、第五软水预热器；22、第六软水预热器；23、第五换热器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1和图2所示，本发明公开一种除氧器系统，包括：第一蒸发器、第二换热器7和除氧器8，第一蒸发器设有第一蒸汽入口、第一冷凝水出口、污水进口、第一蒸汽出口以及第一污水出口，第二换热器7设有第二蒸汽入口、第二冷凝水出口、第二冷凝水入口以及第二蒸汽出口，第二蒸汽入口与第二冷凝水出口连接于第二换热器7的第一换热管道，第二冷凝水入口与第二蒸汽出口连接于第二换热器7的第二换热管道，第一蒸汽出口与第二蒸汽入口连接，第二蒸汽出口与除氧器8连接。

具体的，锅炉1中的蒸汽从第一蒸汽入口进入到第一蒸发器中，污水从污水进口进入到第一蒸发器，蒸汽与污水进行换热，蒸汽液化成为冷凝水，污水气化成为污水蒸汽和较浓污水，污水蒸汽从第一蒸汽出口排出进入到第二换热器7中，与从第二冷凝水入口进入的冷凝水进行换热，冷凝水受热变成二次蒸汽从第二蒸汽出口排出并通入除氧器8，污水蒸汽再次变成冷凝水从第二冷凝水出口排出。本发明将锅炉蒸汽用于除氧器8所用。

在其中一个实施例中，第一蒸发器包括第一换热器3和第一气液分离器4，第一蒸汽入口、第一冷凝水出口和污水进口均连接于第一换热器3，且第一换热器3通过第一气液管道与第一气液分离器4连接，第一蒸汽入口与第一冷凝水出口连接于第一换热器3的第一换热管道，污水进口与第一气液管道连接于第一换热器3的第二换热管道，第一蒸汽出口连接于第一气液分离器4。本实施例中，第一蒸发器包括第一换热器3和第一气液分离器4，低浓度污水由污水进口进入到第一换热器3中，锅炉1中的蒸汽由第一蒸汽入口进入到第一换热器3中，进行换热，低浓度污水转化成为气液混合物由第一气液管道通入至第一气液分离器4进行气液分离，分离出来的蒸汽由第一蒸汽出口通入至第二蒸汽入口，第一污水出口连接于所述第一气液分离器，分离出来的高浓度污水通过通过第一溶液泵5从第一污水出口排出，进行污水后处理工艺后排放。本实施例中先利用第一换热器3进行污水和蒸汽的换热，再利用第一气液分离器4将产生的气液混合物分离开，并应用于后续处理流程。优选地，本实施例的第一换热器3和第一气液分离器4可以像图1中进行分体设置，也可以通过合理设计将两者设计成为一体结构。

本发明还公开一种除氧器系统的工作方法，包括：

向第一蒸发器中通入待处理污水和锅炉蒸汽，锅炉蒸汽作为热源使污水气化产生污水蒸汽；

将冷凝水和产生的污水蒸汽通入第二换热器进行换热，冷凝水气化产生二次蒸汽；

将产生的二次蒸汽通入除氧器中，对锅炉补水进行除氧。

实施例1：

如图1所示，第一冷凝水出口与第二冷凝水入口连接，还包括第三蒸发器和第四蒸发器，第三蒸发器设有第三蒸汽入口、第三污水入口、第三蒸汽出口和第三污水出口，第一蒸汽出口还与第三蒸汽入口连接，第四蒸发器设有第四蒸汽入口、第四污水入口和第四污水出口，污水进口与第三污水出口连接，第三蒸汽出口与第四蒸汽入口连接，第四污水出口与第三污水入口连接。本实施例中第二换热器中的冷凝水来源于第一蒸发器中由锅炉1蒸汽转化成的冷凝水。具体的，第一蒸发器中由锅炉蒸汽产生的冷凝水通过第一冷凝水出口和第二冷凝水入口进入到第二换热器7中，由第一蒸发器产生的蒸汽由第一蒸汽出口通入第二换热器中，与冷凝水进行换热。进一步地，本实施例还包括第三蒸发器和第四蒸发器，低浓度污水通过污水预处理装置2从第四蒸发器的第四污水入口进入，由第一蒸汽出口排出的蒸汽分为两个部分一部分通入第二换热器7，另一部分通入第三蒸发器中。蒸汽由第三蒸汽入口进入到第三蒸发器中，作为热源，与第三污水入口进入的污水进行换热蒸发浓缩，第一换热器的污水进口接收第三蒸发器中经过蒸发浓缩的经第三污水出口排出的较高浓度污水，然后经第三溶液泵14驱动由第三污水出口再通过第一污水入口进入到第一蒸发器中，蒸发浓缩；而污水产生的蒸汽由第三蒸汽出口排出并通过第四蒸汽入口进入到第四蒸发器中，再次作为第四蒸发器的热源，与从第四污水入口进入的较低浓度污水进行换热，产生较浓污水通过第四溶液泵17驱动由第四污水出口再通过第三污水入口进入到第三蒸发器中，蒸发浓缩，产生的污水蒸汽作为后续的软水预热处理中的热源。本实施例中的为两效浓缩，根据实际情况可以串联布置多个蒸发器进行多效蒸发浓缩。

进一步地，第三蒸发器包括第三换热器12和第三气液分离器13，第四蒸发器包括第四换热器15和第四气液分离器16，第三蒸汽入口和第三污水入口连接于第三换热器12，第三换热器12还连接有第三冷凝水出口，且第三换热器12还通过第三气液管道与第三气液分离器13连接，第三蒸汽入口与第三冷凝水出口连接于第三换热器12的第一换热管道，第三污水入口与第三气液管道连接于第三换热器12的第二换热管道，第三蒸汽出口连接于第三气液分离器13；第四蒸汽入口和第四污水入口连接于第四换热器15，第四换热器15还连接有第四冷凝水出口，且第四换热器15还通过第四气液管道与第四气液分离器16连接，第四蒸汽入口与第四冷凝水出口连接于第四换热器15的第一换热管道，第四污水入口与第四气液管道连接于第四换热器15的第二换热管道，第四污水出口连接于第四气液分离器16。本实施例中的第三蒸发器和第四蒸发器均包括对应的换热器和气液分离器。蒸汽由第三蒸汽入口进入到第三换热器12内，与从第三污水入口进入的污水进行换热蒸发浓缩，蒸汽转化为冷凝水由第三冷凝水出口排出，应用于后续软水预热器的热源，第三换热器12中的污水转化为气液混合物通过第三气液管道进入到第三气液分离器13，分离出来的蒸汽作为热源，通过第三蒸汽出口和第四蒸汽入口进入到第四换热器15内与第一气液分离器产生的较浓污水进行换热，蒸发浓缩，蒸汽转化为冷凝水由第四冷凝水出口排出，应用于后续软水预热器的热源，由第四污水入口进入的污水蒸发浓缩变成气液混合物，通过过第四气液管道进入到第四气液分离器16分离成为蒸汽和较浓污水，分离出来的蒸汽应用于后续软水余热器的热源，分离出来的较浓污水通过第四污水出口和第三污水入口又进入到第三换热器12中，进行循环蒸发浓缩。第三气液分离器13分离出来的较高浓度污水通过第三溶液泵14驱动由其第三污水出口排出，并从第一换热器3的污水进口进入。

进一步地，还包括第一软水预热器9、第二软水预热器10、第三软水预热器11和第四软水预热器18，第四气液分离器16还设有第四蒸汽出口，第三软水预热器11的第一换热管道、第二软水预热器10的第一换热管道、第一软水预热器9的第一换热管道和第四软水预热器18的第一换热管道依次连接，第三冷凝水出口(图1中“冷凝水b”)连接于第一软水预热器9的第二换热管道，第二冷凝水出口(图1中“冷凝水c”)连接于第四软水预热器18的第二换热管道，第四蒸汽出口(图1中“污水蒸汽出口a”)连接于第三软水预热器11的第二换热管道，第四冷凝水出口(图1中“冷凝水a”)连接于第二软水预热器10的第二换热管道。本实施例中利用系统中的多余热量对软水进行梯级预热，具体的，软水依次通过第三软水预热器11、第二软水预热器10、第一软水预热器9和第四软水预热器18的第一换热管道，在第三软水预热器11中由第四蒸汽出口排出的蒸汽进入到其第二换热管道，对软水进行一次加热，在第二软水预热器10中由第四冷凝水出口流出的冷凝水进入到其第二换热管道，对软水进行二次加热，在第一软水预热器9中由第三冷凝水出口排出的冷凝水进入到其第二换热管道中，对软水进行三次加热，在第四软水预热器18中由第二冷凝水出口排出的冷凝水进入到其第二换热管道中，对软水进行四次加热。具体的，第一换热管道中的软水与第二换热管道中的流体流动方向相反，经过换热后的软水通入到除氧器8中。本实施例中采用四个软水预热器将系统中的余热进行回收利用，提高能量利用效率，根据实际情况可改变软水预热器的设置数量。

进一步地，第四污水入口设有污水预处理装置2，第二冷凝水入口处设有减压阀6。污水预处理装置2可以包括过滤器等。减压阀6用于产生的冷凝水减压后在输送至第二换热器7内进行加热。

实施例2：

本实施例与实施例1基本相同，为了描述的简要，在本实施例的描述过程中，不再描述与实施例1相同的技术特征，仅说明本实施例与实施例1不同之处：

实施例1的多级污水蒸发浓缩串联在第一气液分离器的第一蒸汽出口处，本实施例将多级的污水蒸发浓缩串联在锅炉与第二换热器之间。

如图2所示，还包括第五蒸发器，第五蒸发器包括第五蒸汽入口、第五冷凝水出口、第五污水入口以及第五蒸汽出口，第五蒸汽出口与第一蒸汽入口连接，第一污水出口与第五污水入口连接，第五冷凝水出口与第二冷凝水入口连接。本实施例中的锅炉1的蒸汽先通过第五蒸汽入口通入第五蒸发器与第一污水出口排出并由第五污水入口进入的污水进行换热，使其污水浓缩蒸发，产生的蒸汽作为热源通入到第一蒸发器内，而锅炉蒸汽转化为的冷凝水通入到第二换热器换热成为二次蒸汽，之后作为热源送入到除氧器8内使用。

进一步地，第五蒸发器包括第五换热器18和第五气液分离器19，第五蒸汽入口、第五冷凝水出口和第五污水入口连接于第五换热器18，第五换热器18通过第五气液管道与第五气液分离器19连接，且第五蒸汽入口和第五冷凝水出口连接于第五换热器18的第一换热管道，第五污水入口和第五气液管道连接于第五换热器18的第二换热管道，第五蒸汽出口连接于第五气液分离器19。本实施例中的第五蒸发器由第五换热器18和第五气液分离器19组成，两者的连接关系与第一蒸发器的连接关系类似。在第五换热器18中，锅炉蒸汽转化为冷凝水，污水受热转化为气液混合物，在第五气液分离器19中将其分离成为蒸汽和较浓污水，较浓污水通过第五溶液泵20驱动排出。

进一步地，还包括第五软水预热器21和第六软水预热器22，第六软水预热器22的第一换热管道和第五软水预热器21的第一换热管道连接，第一冷凝水出口(图2中“冷凝水b”)与第五软水预热器21的第二换热管道连接，第二冷凝水出口(图2中“冷凝水a”)与第六软水预热器22的第二换热管道连接。本实施例中包括串联的两个软水预热器，分别将第一换热器3产生的冷凝水以及第二换热器7产生的冷凝水的热量对软水进行加热。

进一步地，本实施例中的污水预处理装置2连接在污水进口处。

值得注意的是：实施例1中的图1和实施例2的图2中，为了减少交叉连线，避免附图过于复杂和不清楚，将软水预热处理流程中的软水预热器的第二换热管道的连接关系省略，仅以文字描述表达软水预热器中热源的来源(即“冷凝水c”，“冷凝水b”“污水蒸汽出口a”“冷凝水a”进行表达)

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。