Veolia水务技术与方案

油砂锅炉的除氧器蒸汽优化带来了显著的成本节约和环境效益

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价值主张

 

挑战

由于季节性需求增加,生产900 psig蒸汽的一家加拿大油砂改质厂在冬季面临着蒸汽短缺的问题。这阻碍了发电量和工厂运营的最大化,迫使关键活动遭到缩减。

为此,该厂希望找到一项能够防止生产损失的解决方案,即使成本较高,但理想情况下不会构成重大资本项目,也不会增加水或燃料的消耗。

解决方案

Veolia为该厂的工程团队提供支持,并提议将改质装置的三个除氧器的蒸汽压力从40 psig降低到 20 psig,以减少这些装置的全年蒸汽需求。

除氧器是从蒸汽锅炉给水中去除氧气的热力装置。去除氧气是为了防止其腐蚀整个锅炉系统的碳钢而导致严重故障。在除氧器中,低压蒸汽与流入的给水混合,将溶解在水中的氧气排出。该过程所需要的蒸汽量不容小觑,因为它可以占到通过除氧器总蒸汽量的5%至15%。

经确定,除氧器的运行压力确实高于所需压力,需要锅炉系统额外提供更多的蒸汽。如果能降低压力,就可以有更多的蒸汽用于其他用途。

通过与客户的技术和运营团队密切合作,Veolia在分阶段减压的整个过程中对系统进行了监控,以确保溶解氧保持在规定范围内。尽管锅炉给水温度在除氧器中降低了大约15oC,但省煤器的效率使得进入锅炉的给水温度保持不变。

结果

在历时6个月的过程中,3个除氧器的压力从40 psig全部降低到了20 psig(图1)。在整个减压期间,Veolia使用连续的在线溶解氧分析仪对流出的给水中的氧气水平进行了监测,并使用工作台测试进行定期验证。试验过程中,氧气量始终稳定地保持在非常低的水平(<10 ppb O2),表明即使降低除氧器的运行压力,也能有效去除氧气。

试验期结束后,结果证明修改后的除氧器运行压力是可行的,因为它没有对系统的可靠性诱发任何风险。

较低的除氧器压力所带来的蒸汽使用量减少,导致了2.68 MMlbs蒸汽的直接可用性,这些蒸汽可用于增加发电量和工厂产量。

按年度计算,这些可用蒸汽量的增加带来了以下优势:

• 由于减少了蒸汽量,每年可节省322.7 MMUSG的水

• 由于减少了来自锅炉预处理的废水,每年可再节省16.3 MMUSG的水

• 每年节省3.55 MM GJ的燃料和能源

• 由于燃料和能源成本降低,以及对碳税的影响,每年可节省$23.4MM。

• 每年减少182,465 MT的CO2排放量

此外,通过增加可用蒸汽产量,客户能够确保满足寒冷冬季里的蒸汽需求,并最大限度地提高发电量和工厂产量。

 

除氧器运行数据图1:1号除氧器在6个月的长期减压试验期间的运行数据样本