CN114590861B - 低能耗除氧装置和低能耗除氧工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种低能耗除氧装置和低能耗除氧工艺，基于该装置对待除氧水进行除氧，不仅能减少蒸汽耗量，而且可以向下游供应相对更低温度的锅炉给水，利于降低下游的排烟温度，达到节能减耗的目的。所述低能耗除氧装置，包括除氧单元、冷凝复水单元和抽真空单元；所述除氧单元用于接收待除氧水并在水蒸气作用下汽提脱除所述待除氧水中的溶解氧；所述冷凝复水单元与所述除氧单元连接，用于将除氧单元中逸出的水蒸气冷凝，并将冷凝水循环至所述除氧单元；所述抽真空单元与所述冷凝复水单元连接，用于使所述除氧单元和所述冷凝复水单元保持负压状态，并抽除所述冷凝复水单元中产生的不凝气。

Description

低能耗除氧装置和低能耗除氧工艺

技术领域

本发明涉及脱盐水的除氧技术领域，特别涉及一种低能耗除氧装置和低能耗除氧工艺。

背景技术

在乙烯装置裂解炉系统中，由于高温裂解气需要迅速降低，以终止二次反应，同时为回收高品位热量，设置了锅炉给水系统，回收裂解炉的高品位热量，产生超高压蒸汽。对于锅炉给水环节，高温下氧腐蚀的核心控制手段为控制锅炉给水中的溶解氧水平，传统的锅炉给水溶解氧指标为7ppb，达到以上要求需要经过热力除氧和化学除氧共同作用，热力除氧通用方式是用蒸汽在除氧器内将水中的溶解氧汽提出来。

热力除氧方案不仅能除氧，而且能除CO₂、NH₃、H₂S等气体，减轻这些气体对锅炉系统的腐蚀作用；热力除氧方案具有除氧效果稳定的特点，并能促进水中碳酸氢盐的分解，从而减少水中碳酸盐化合物的总量；该除氧方案不会污染给水水质，但需用蒸汽加热，且蒸汽耗用量较多，同时提升了锅炉给水温度，导致无法回收更多的烟气低品位热量。

因此通过降低除氧器的操作压力，可在降低蒸汽耗量的同时，降低排烟温度，达到节约装置能耗的目的。

当前，在一些脱氧器系统中进行除氧的工艺操作条件为采用低压蒸汽将进水加热到115℃，控制除氧器内压力70kPaG的操作条件下进行热力除氧，然后通过加入除氧剂将溶解氧控制在7ppb以内，传统的脱氧器系统蒸汽耗量大(消耗蒸汽30t/h)，所需能耗大(大约21GCal/h(一吨蒸汽按照0.7MCal计算))。因此，开发一种低能耗除氧装置和工艺极为必要。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种低能耗除氧装置，基于该装置对待除氧水进行除氧，不仅能减少蒸汽耗量，而且可以向下游供应相对更低温度的锅炉给水，利于降低下游的排烟温度，达到节能减耗的目的。

本发明一方面提供一种低能耗除氧装置，包括除氧单元、冷凝复水单元和抽真空单元；

所述除氧单元用于接收待除氧水并在水蒸气作用下汽提脱除所述待除氧水中的溶解氧；

所述冷凝复水单元与所述除氧单元连接，用于将除氧单元中逸出的水蒸气冷凝，并将冷凝水循环至所述除氧单元；

所述抽真空单元与所述冷凝复水单元连接，用于使所述除氧单元和所述冷凝复水单元保持负压状态，并抽除所述冷凝复水单元中产生的不凝气；

优选的，所述低能耗除氧装置还包括除氧剂供应单元，用于向所述冷凝复水单元得到的所述冷凝水和所述除氧单元中添加除氧剂。

一些实施方式中，所述低能耗除氧装置还包括控制器；

所述除氧单元与进水输送管线连接以接收所述待除氧水；所述除氧单元还与水蒸气输送管线连接，用于向除氧单元内引入用于汽提脱除所述待除氧水中的溶解氧的水蒸气，所述水蒸气输送管线上设有水蒸气流量调节阀；

所述低能耗除氧装置还包括用于监测所述除氧单元或所述冷凝复水单元的压力的压力检测器，所述控制器与所述压力检测器及所述水蒸气流量调节阀通信连接，并根据所述压力检测器获得的压力值与第一预设压力值的比较结果调节所述水蒸气流量调节阀；

优选的，所述进水输送管线上设有温度检测器，以监测所述进水输送管线中的所述待除氧水的温度；所述控制器与所述温度检测器通信连接，并根据所述温度检测器获得的所述待除氧水的温度与预设温度的比较结果调节所述水蒸气流量调节阀。

一些实施方式中，所述进水输送管线上设有溶解氧含量监测器，所述控制器与所述溶解氧含量监测器通信连接，且当所述溶解氧含量监测器获得的所述待除氧水的溶解氧含量大于预设的溶解氧含量阈值时调控所述水蒸气流量调节阀以使其开度增加；

优选的，所述控制器还根据获取的所述抽真空单元的故障检修信息调节所述水蒸气流量调节阀使所述除氧单元的压力达到第二预设压力值。

一些实施方式中，所述除氧单元包括除氧器和除氧头，所述除氧头的出水口与所述除氧器的进水口连接，所述除氧头的进水口与所述进水输送管线连接；

所述水蒸气输送管线包括第一支线和第二支线，所述第一支线与所述除氧头的进气口连接，所述第二支线与所述除氧器的进气口连接，所述第一支线上设有所述水蒸气流量调节阀。

一些实施方式中，所述冷凝复水单元包括表冷器、后冷器和复水泵；

所述表冷器与所述除氧头的水蒸气出口连接，并将来自所述除氧头的水蒸气与冷媒进行热交换以使水蒸气冷凝得到冷凝水和不凝气；所述表冷器设有用于容纳所述冷凝水的冷凝水储槽；

所述后冷器与所述表冷器之间连接有不凝气输送管线，所述后冷器与所述冷凝水储槽之间连接有用于使冷凝水在后冷器和表冷器之间循环流动的冷凝水循环管线，所述后冷器用于使来自所述表冷器的不凝气与所述冷凝水热交换以进一步冷凝所述不凝气，所述后冷器和所述冷凝水储槽之间连接有用于将在后冷器中由不凝气冷凝产生的冷凝水输送至冷凝水储槽的冷凝水输送管线，所述复水泵设于所述冷凝水循环管线上；

所述冷凝水循环管线和所述除氧头之间连接有用于将所述冷凝水循环至所述除氧单元的复水管线。

一些实施方式中，所述复水管线上设有复水流量阀，所述冷凝水循环管线上设有冷凝水流量阀，所述冷凝水储槽设有液位检测器，所述控制器与所述复水流量阀、所述冷凝水流量阀及所述液位检测器通信连接。

一些实施方式中，所述抽真空单元包括真空泵，所述真空泵通过管线与所述后冷器的不凝气排出口连接，所述控制器与所述抽真空单元通信连接以调控所述真空泵。

本发明还提供一种基于上文所述的低能耗除氧装置的低能耗除氧工艺，包括如下步骤：

通过抽真空单元使所述冷凝复水单元和所述除氧单元保持负压状态；

将待除氧水通入所述除氧单元内并在水蒸气作用下汽提脱除其中的溶解氧；

将所述除氧单元中逸出的水蒸气引入所述冷凝复水单元中进行冷凝，并将冷凝得到的冷凝水循环至所述除氧单元；

通过抽真空单元使所述冷凝复水单元中冷凝产生的不凝气抽除；

优选的，通过除氧剂供应单元向所述冷凝复水单元得到的冷凝水中以及向所述除氧单元中添加除氧剂。

一些实施方式中，所述低能耗除氧装置还包括控制器；所述除氧单元分别与进水输送管线和水蒸气输送管线连接；所述水蒸气输送管线上设有水蒸气流量调节阀；所述低能耗除氧装置还包括用于监测所述除氧单元或所述冷凝复水单元的压力的压力检测器，所述控制器与所述压力检测器及所述水蒸气流量调节阀通信连接，并根据所述压力检测器获得的压力值与第一预设压力值的比较结果调节所述水蒸气流量调节阀；所述第一预设压力值为负压；

优选的，所述进水输送管线上设有温度检测器；所述控制器与所述温度检测器通信连接，并根据所述温度检测器获得的所述待除氧水的温度与预设温度的比较结果调节所述水蒸气流量调节阀；优选的，所述预设温度为所述待除氧水在所述第一预设压力值下对应的泡点温度；

优选的，所述进水输送管线上设有溶解氧含量监测器，所述控制器与所述溶解氧含量监测器通信连接，当所述溶解氧含量监测器获得的所述待除氧水的溶解氧含量大于预设的溶解氧含量阈值时，所述控制器调控所述水蒸气流量调节阀以使其开度增加；优选的，所述预设的溶解氧含量阈值为20000ppb；

优选的，当所述抽真空单元进行故障检修时，所述控制器调节所述水蒸气流量调节阀以使所述除氧单元的压力达到第二预设压力值；优选的，所述第二预设压力值为正压，优选70kPaG。

一些实施方式中，所述冷凝复水单元包括表冷器、后冷器和复水泵；所述表冷器与所述除氧单元连接，所述除氧单元逸出的水蒸气引入所述表冷器中与冷媒进行热交换，冷凝得到冷凝水和不凝气；所述表冷器设有用于容纳所述冷凝水的冷凝水储槽；

所述后冷器与所述表冷器之间连接有不凝气输送管线，来自表冷器的所述不凝气通过所述不凝气输送管线输入所述后冷器中；所述后冷器与所述冷凝水储槽之间连接有冷凝水循环管线，来自所述表冷器的冷凝水通过所述冷凝水循环管线在后冷器和表冷器之间循环流动，并与来自所述表冷器的不凝气在所述后冷器中进行热交换，来自所述表冷器的不凝气在所述后冷器中进一步冷凝产生冷凝水和不凝气，在后冷器中冷凝产生的冷凝水通过冷凝水输送管线输送至所述冷凝水储槽，在后冷器中冷凝产生的不凝气通过所述抽真空单元抽除；

所述冷凝水循环管线和所述除氧单元之间连接有复水管线，容纳在所述冷凝水储槽中的冷凝水通过所述复水管线循环至所述除氧单元；

优选的，所述复水管线上设有复水流量阀，所述冷凝水循环管线上设有冷凝水流量阀，所述冷凝水储槽设有液位检测器，所述控制器与所述复水流量阀、所述冷凝水流量阀及所述液位检测器通信连接，并根据所述液位检测器获取的液位信息与预设液位的比较结果调节所述复水流量阀和所述冷凝水流量阀，以使冷凝水储槽保持在所述预设液位。

本发明提供的技术方案具有如下有益效果：

利用本发明的低能耗除氧装置对待除氧水进行除氧，能够降低除氧所需的蒸汽耗量，并能向下游供应相对更低温度的锅炉给水，进而能降低下游的排烟温度，从而达到节能减耗的目的；同时还能回收大量的蒸汽凝液，减少蒸汽耗量。

附图说明

图1是一种实施方式中低能耗除氧装置示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将结合实施例对本发明作进一步的说明。应当理解，下述实施例仅是为了更好的理解本发明，并不意味着本发明仅局限于以下实施例。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本发明所属技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文可能使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

文中所用到的装置、元件、检测仪表等，若未特别说明，均可直接采用本领域现有的能够实现相应功能的常规装置、元件或检测仪表，对此不再赘述。

参见图1，本发明提供一种低能耗除氧装置，包括除氧单元100、冷凝复水单元200和抽真空单元300。其中，除氧单元100用于接收待除氧水并在水蒸气作用下汽提脱除待除氧水中的溶解氧；冷凝复水单元200与除氧单元100连接，用于将除氧单元100中逸出的水蒸气冷凝，并将冷凝水循环至除氧单元100；抽真空单元300与冷凝复水单元200连接，用于使除氧单元100和冷凝复水单元200保持负压状态，并抽除冷凝复水单元200中产生的不凝气。

在一些较佳实施方式中，低能耗除氧装置还包括除氧剂供应单元400，用于向冷凝复水单元200得到的冷凝水和除氧单元100中添加除氧剂。

较佳的，低能耗除氧装置还包括控制器。除氧单元100与进水输送管线103连接，进水输送管线103用于输送待除氧水，例如脱盐水，除氧单元100通过与进水输送管线103连接以接收待除氧水。除氧单元100还与水蒸气输送管线104连接，水蒸气输送管线104用于输送水蒸气，该水蒸气通过水蒸气输送管线104引入除氧单元100内用于汽提脱除待除氧水中的溶解氧。水蒸气输送管线104上设有水蒸气流量调节阀105。低能耗除氧装置还包括用于监测除氧单元100或冷凝复水单元200的压力的压力检测器106，通过压力检测器106获取系统压力信息。控制器分别与压力检测器106和水蒸气流量调节阀105通信连接，并根据压力检测器106获得的压力值与第一预设压力值的比较结果调节水蒸气流量调节阀105。具体应用中，第一预设压力值为负压。进一步的优选实施方式中，进水输送管线103上设有温度检测器108，以监测进水输送管线103中的待除氧水的温度；控制器与温度检测器108通信连接，并根据温度检测器108获得的待除氧水的温度与预设温度的比较结果调节水蒸气流量调节阀105。其中预设温度具体可设定为第一预设压力值下对应的待除氧水的泡点温度。

较佳的，进水输送管线103上设有溶解氧含量监测器107，例如在线溶解氧分析仪等，用于检测进水输送管线103内所输送的待除氧水中的溶解氧含量。控制器与溶解氧含量监测器107通信连接，且当溶解氧含量监测器107获得的待除氧水的溶解氧含量大于预设的溶解氧含量阈值时调控水蒸气流量调节阀105以使其开度增加，以保证汽提效果。在一些具体实施方式中，该预设的溶解氧含量阈值为20000ppb。

较佳的，控制器还根据获取的抽真空单元300的故障检修信息调节水蒸气流量调节阀105使除氧单元的压力达到第二预设压力值，第二预设压力值为正压。当抽真空单元300在故障检修期间，通过调节水蒸气流量调节阀105，使得除氧单元100内的压力处于正压，例如70kPaG，从而确保除氧效果。控制器所获取的故障检修信息可以通过抽真空单元300发出或通过人工输入。

具体的，如图1所示，除氧单元100包括除氧器101和除氧头102，除氧头102的出水口与除氧器101的进水口连接，除氧头102的进水口与进水输送管线103连接；水蒸气输送管线104包括第一支线和第二支线，第一支线与除氧头102的进气口连接，第二支线与除氧器101的进气口连接，在第一支线上设有水蒸气流量调节阀105。除氧器101和除氧头102为本领域常规除氧装置，可以直接采用本领域对应的现有装置，利用除氧器101和除氧头102进行除氧为本领域技术人员所熟知的，其具体结构可以采用本领域常规除氧器101和除氧头102的相应构造即可，对此不作赘述。具体的，除氧头102可以采用旋膜除氧头。在应用过程中，待除氧水通过进水输送管线103进入除氧头102，在其中通过水蒸气的气提作用除去一部分溶解氧；在除氧头102内处理后的待除氧水进入除氧器101内，在其中通过水蒸气的进一步气提作用除去其中的溶解氧。在除氧器101内进行除氧处理后的水经管线109输出作为锅炉给水送至下游换热工艺。而除氧器101和除氧头102中逸出的水蒸气(携带部分脱除的氧气等)则流向冷凝复水单元200。

进一步的，参见图1，较佳的，冷凝复水单元200包括表冷器201、后冷器202和复水泵207。表冷器201和后冷器202均为换热设备。表冷器201与除氧头102的水蒸气出口连接，并将来自除氧头102的水蒸气与冷媒进行热交换，从而使水蒸气冷凝得到冷凝水和不凝气；具体的，冷媒可以为循环水等。表冷器201设有用于容纳冷凝水的冷凝水储槽203。后冷器202与表冷器201之间连接有不凝气输送管线204，表冷器201中水蒸气冷凝后产生的不凝气通过气体出口流入不凝气输送管线204内，进而进入后冷器202中。后冷器202与冷凝水储槽203之间连接冷凝水循环管线205，在冷凝水循环管线205上设有复水泵207；通过该冷凝水循环管线205使冷凝水在后冷器202和表冷器201之间循环流动，同时该冷凝水进入后冷器202后作为冷媒使用，与来自表冷器201的不凝气热交换，从而进一步冷凝来自表冷器201的不凝气，并由此进一步产生冷凝水和不凝气。后冷器202和冷凝水储槽203之间连接有冷凝水输送管线(图中未示出)，在后冷器202中由不凝气冷凝产生的冷凝水通过该管线在重力作用下流向冷凝水储槽203。在冷凝水循环管线205和除氧头102之间连接有复水管线208，用于将冷凝水循环至除氧单元100，具体如循环至除氧头102内。

进一步的，在复水管线208上设有复水流量阀209，在冷凝水循环管线205上设有冷凝水流量阀206，在冷凝水储槽203上设有液位检测器210，该液位检测器210用于获取冷凝水储槽203的液位信息；控制器分别与复水流量阀209、冷凝水流量阀206及液位检测器210通信连接，根据液位检测器210获取的液位信息和预设液位的比较结果来调节复水流量阀209和冷凝水流量阀206，从而使得冷凝水储槽203的液位能保持在预设液位。

进一步具体的，抽真空单元300包括真空泵301。真空泵301通过管线304与后冷器202的不凝气排出口连接，控制器与抽真空单元300通信连接以调控真空泵301，一方面使冷凝复水单元200和除氧单元100保持负压，例如达到第一预设压力值；另一方面能够抽除后冷器202中冷凝产生的不凝气。一些具体实施方式中，真空泵301采用真空喷射泵，通过蒸汽(例如中压蒸汽，例如1.1-2.6MPa的中压蒸汽)提供动力，例如在真空泵301上连接蒸汽管线302，在该蒸汽管线302上设蒸汽流量阀303，控制器和蒸汽流量阀303通信连接，通过调节该蒸汽流量阀303来控制真空泵301的工作，并获得所需的负压状态。

进一步具体的，除氧剂供应单元400包括除氧剂储罐401，除氧剂储罐401通过除氧剂输送管线403分别与后冷器202中的冷凝水管路及除氧单元100中的除氧头102连接，除氧剂输送管线403上设有泵402。

文中涉及的控制器可以是可编程逻辑控制器(PLC)、单片机、嵌入式芯片等具备程序和数据处理功能的处理器。文中未特别说明之处，均属于本领域技术人员根据其掌握的现有技术或公知常识所能知晓或理解的。

基于本发明提供的上述低能耗除氧装置，还提供一种低能耗除氧工艺，关于低能耗除氧装置的相关描述参照前文和图1，在此不再逐一赘述。下面对低能耗除氧工艺涉及的主要步骤进行说明。低能耗除氧工艺主要包括如下步骤：

通过抽真空单元300使所述冷凝复水单元200和除氧单元100保持负压状态；

将待除氧水通入除氧单元100内并在水蒸气作用下汽提脱除其中的溶解氧；

将除氧单元100中逸出的水蒸气引入冷凝复水单元200中进行冷凝，并将冷凝得到的冷凝水循环至所述除氧单元100；

通过抽真空单元300使冷凝复水单元200中冷凝产生的不凝气抽除；

进一步的，还通过除氧剂供应单元400向冷凝复水单元200得到的冷凝水中以及向所述除氧单元100中添加除氧剂，所用除氧剂可以为本领域常规使用的相应试剂，可以直接采用本领域常用的可市购得到的除氧剂产品，对此不作特别限制。

较佳的，低能耗除氧装置还包括控制器；除氧单元100分别与进水输送管线103和水蒸气输送管线104连接，进水输送管线103用于向除氧单元100中输入待除氧水，具体如向除氧头102输入待除氧水。水蒸气输送管线104用于向除氧单元100输入水蒸气，从而汽提待除氧水中的溶解氧；具体的，水蒸气输送管线104包括第一支线和第二支线，第一支线与除氧头102的进气口连接，第二支线与除氧器101的进气口连接，在第一支线上设有水蒸气流量调节阀105。除氧头102的进气口和除氧器101的进气口较佳的分别设置在除氧头102和除氧器101下部或靠近底部的位置。在除氧单元100或冷凝复水单元200上设有用于检测压力的压力检测器106，控制器分别与压力检测器106和水蒸气流量调节阀105通信连接，并根据压力检测器106获得的压力值与第一预设压力值的比较结果调节水蒸气流量调节阀105；第一预设压力值为负压。除氧器的压力和表冷器的压力基本一致，或略有差异，在一些具体实施方式中，当除氧单元100和冷凝复水单元200对应的压力检测器106二者之一测得压力值大于第一预设压力值时，控制器调控水蒸气流量调节阀105使其开度减小从而减少水蒸气流量，反之则使水蒸气流量调节阀105的开度增大从而增大水蒸气流量，从而利于在尽可能减少水蒸气耗量的情况下保证汽提效果。

进一步的，进水输送管线103上设有温度检测器108，用于监测待除氧水的温度；控制器与温度检测器108通信连接，并根据温度检测器108获得的待除氧水的温度与预设温度的比较结果调节水蒸气流量调节阀105；具体的，预设温度设定为待除氧水在第一预设压力值下对应的泡点温度。例如，当温度检测器108测得待除氧水的温度高于预设温度时，控制器调节水蒸气流量调节阀105使其开度减小，从而减少水蒸气流量，使待除氧水尽量以自身的闪蒸汽化蒸汽气提系统内的溶解氧和酸性气体；反之，控制器调节水蒸气流量调节阀105使其开度增大，从而增加水蒸气流量，保证汽提效果。

进一步较佳的，进水输送管线103上设有溶解氧含量监测器107，用于检测待除氧水中的溶解氧含量；控制器与溶解氧含量监测器107通信连接，当溶解氧含量监测器107获得的待除氧水的溶解氧含量大于预设的溶解氧含量阈值时，控制器调控水蒸气流量调节阀105以使其开度增加，具体的，该调节可采用超驰选择控制的方式进行。一些实施方式中，预设的溶解氧含量阈值为20000ppb；例如，当待除氧水的溶解氧含量大于20000ppb时，控制器控制水蒸汽流量调节阀105使其开度增加，提高水蒸气流量，提高溶解氧汽提能力，保证溶解氧脱除效果。

进一步较佳的，当抽真空单元300进行故障检修时，控制器调节水蒸气流量调节阀105以使除氧单元100的压力达到第二预设压力值；第二预设压力值为正压，一些实施方式中，第二预设压力值为70kPaG。抽真空单元300的故障检修信息可以由抽真空单元300发出或者可以为人工输入相应信息至控制器。在抽真空单元300故障检修期间，由于无法保证负压状态，通过强制控制系统压力为正压例如70kPaG，有利于保证该期间的除氧效果，保证生产的连贯性。

进一步具体的，冷凝复水单元200包括表冷器201、后冷器202和复水泵207；表冷器201与除氧单元100连接，具体例如与除氧头102的水蒸气出口连接；所述除氧单元100逸出的水蒸气引入表冷器201中与冷媒进行热交换，冷凝得到冷凝水和不凝气；冷媒具体可以为循环水。表冷器201设有用于容纳冷凝水的冷凝水储槽203；在表冷器201中冷凝得到的冷凝水储存在冷凝水储槽203中。

后冷器202与表冷器201之间连接有不凝气输送管线204，来自表冷器201的不凝气通过不凝气输送管线204输入后冷器202中；后冷器202与冷凝水储槽203之间连接有冷凝水循环管线205，来自表冷器201的冷凝水通过冷凝水循环管线205在后冷器202和表冷器201之间循环流动，并与来自表冷器201的不凝气在后冷器202中进行热交换，从而使得来自表冷器201的不凝气进入后冷器202后被进一步冷凝而产生另一部分冷凝水和另一部分不凝气，在后冷器202中冷凝产生的冷凝水通过冷凝水输送管线(图中未示出)在重力作用下流向冷凝水储槽203，与表冷器201中冷凝得到的冷凝水汇合；在后冷器202中冷凝产生的不凝气则通过抽真空单元300抽除。

进一步的，冷凝水循环管线205和除氧单元100之间连接有复水管线208，具体的，复水管线208连接在冷凝水循环管线205和除氧头102之间，容纳在冷凝水储槽203中的冷凝水通过复水管线208循环至除氧单元100，例如具体循环至除氧头102内，从而大量减少系统蒸汽损耗。

进一步较佳的，复水管线208上设有复水流量阀209，冷凝水循环管线205上设有冷凝水流量阀206，冷凝水储槽203设有液位检测器210，控制器分别与复水流量阀209、冷凝水流量阀206及液位检测器210通信连接，并根据液位检测器210获取的液位信息与预设液位的比较结果调节复水流量阀209和冷凝水流量阀206，以使冷凝水储槽203保持在预设液位。具体的，例如当冷凝水储槽203的液位高于预设液位时，控制器控制打开复水流量阀209，并调小冷凝水流量阀206的开度；反之则关闭复水流量阀209，并调大冷凝水流量阀206的开度。通过将冷凝水储槽203保持在预设液位，可以保证后冷器的冷凝水稳定，利于复水泵的稳定运行。

在一些实施方式中，还可以在低能耗除氧装置中设泡点压力计算器，根据进水输送管线103内的待除氧水的温度计算对应的泡点压力，根据该泡点压力设置第一预设压力。具体的，例如可以通过泡点压力计算器基于工况中占比最大的某一温度下的待除氧水进行计算，即，通过泡点压力计算器计算该温度下对应的泡点压力作为第一预设压力。

一些实施方式中，通入除氧单元内的用于汽提待除氧水中的溶解氧的水蒸气为低压蒸汽，例如0.2-0.9MPa的低压蒸汽。

下面对基于本发明的低能耗除氧装置进行的低能耗除氧工艺的应用进行示例性说明。对于涉及的低能耗除氧装置的具体结构或功能的描述请参见上文和图1，对此不再一一赘述。对于低能耗除氧工艺未特别说明之处均可参见上文描述。

某工况中，以脱盐水为待除氧水，其温度基本在86℃左右，波动范围为50～95℃，预设的溶解氧含量阈值为20000ppb，将第一预设压力设为-40kPaG，对应的将预设温度设为86℃，为-40kPaG下该工况中脱盐水的泡点温度，通过抽真空单元300使除氧单元100和冷凝复水单元200在第一预设压力下工作。该示例中，抽真空单元300中具体采用以中压蒸汽(本示例中，该压力在1.4MPaG，但并不局限于此压力)为动力源的真空泵301，汽提所用水蒸气采用低压蒸汽(本示例中，该压力为0.4MPaG，但并不局限于此压力)脱盐水通过进水输送管线103送入除氧头102，用于汽提脱盐水中溶解氧的水蒸气通过水蒸气输送管线104的第一支线送入除氧头102内，以及通过第二支线送入除氧器101内。在除氧头102内被水蒸气汽提处理后的脱盐水进入除氧器101，并进一步被水蒸气汽提除氧，处理后的脱盐水作为锅炉给水从除氧器101的出水口在锅炉给水泵110的作用下经锅炉水输出管线109向下游输出。除氧器101和除氧头102内逸出的水蒸气(携带部分脱除的氧气等)经除氧头102的水蒸气出口进入表冷器201中，在表冷器201中与循环水进行热交换而冷凝，得到冷凝水和不凝气；冷凝水进入冷凝水储槽203；表冷器201中产生的不凝气经过不凝气输送管线204进入后冷器202，冷凝水储槽203中的冷凝水经冷凝水循环管线205在复水泵207的作用下在后冷器202和表冷器201之间循环流动，并作为冷媒在后冷器202中与不凝气热交换并使不凝气进一步被冷凝，由此而产生另一部分不凝气和另一部分冷凝水。在后冷器202中冷凝产生的不凝气在真空泵的作用下抽除并排向大气，在后冷器202中冷凝产生的冷凝水则通过冷凝水输送管线在重力作用下流回表冷器201的冷凝水储槽203中。

在进行除氧过程中，当压力检测器106测得的表冷器201(或除氧头)的压力值大于第一预设压力值时，控制器调节水蒸气流量调节阀105使水蒸气流量减小，反之则调大水蒸气流量。当温度检测器108测得的待除氧水的温度大于预设温度时，控制器调节水蒸气流量调节阀105使水蒸气流量减小，反之则调大水蒸气流量。当溶解氧含量监测器107测得的待除氧水中溶解氧含量大于预设的溶解氧含量阈值时，控制器调节水蒸气流量调节阀105调大水蒸气流量来保证汽提效果；当抽真空单元300需要故障检修时，控制器调节水蒸气流量调节阀105并使除氧头102的压力达到70kPaG，直至抽真空单元300正常运行。

采用本发明的低能耗除氧装置除氧，通过抽真空单元300使除氧器101在操作压力为负压状态例如-40kPaG下工作，除氧单元100内水的汽化温度低，能以进水自身闪蒸量进行汽化除氧，无需将待除氧水的温度提高至较高的温度就能进行闪蒸。在运行过程中，通过对待除氧水的温度和系统压力的监测进而调节水蒸气流量，一方面能在温度上升或压力上涨时节省水蒸气耗量，另一方面在温度降低或压力降低时，保证汽提效果。通过巧妙的引入冷凝复水系统，能够回收大部分蒸汽凝液，大量减少蒸汽损耗。以上述示例为例，可以将锅炉给水温度从现有的115℃降低至86℃左右(即无需额外加热来提高其温度)，基于上述示例进行除氧处理后的脱盐水作为锅炉给水送至下游裂解炉内换热器时，可以大幅增加传热温差，将烟气温度降低30℃左右，回收低品位烟气热量，减少蒸汽消耗，节约能耗；预计基于上述示例进行低能耗除氧，600t/h的给水系统能节约蒸汽能耗15Gcal/h，回收烟气低品位能量12Gcal/h，年经济效益预计3500万/年。

容易理解的，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并不意味着本发明仅局限于此。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (14)

1.一种低能耗除氧装置，其特征在于，包括除氧单元、冷凝复水单元和抽真空单元；

所述除氧单元用于接收待除氧水并在水蒸气作用下汽提脱除所述待除氧水中的溶解氧；

所述除氧单元包括除氧器和除氧头，所述除氧头的出水口与所述除氧器的进水口连接，所述除氧头的进水口与进水输送管线连接；所述除氧单元还与水蒸气输送管线连接，用于向除氧单元内引入用于汽提脱除所述待除氧水中的溶解氧的水蒸气，所述水蒸气输送管线包括第一支线和第二支线，所述第一支线与所述除氧头的进气口连接，所述第二支线与所述除氧器的进气口连接，所述第一支线上设有水蒸气流量调节阀；

所述冷凝复水单元与所述除氧单元连接，用于将除氧单元中逸出的水蒸气冷凝，并将冷凝水循环至所述除氧单元；所述冷凝复水单元包括表冷器、后冷器和复水泵；所述表冷器与所述除氧头的水蒸气出口连接，并将来自所述除氧头的水蒸气与冷媒进行热交换以使水蒸气冷凝得到冷凝水和不凝气；所述表冷器设有用于容纳所述冷凝水的冷凝水储槽；所述后冷器与所述表冷器之间连接有不凝气输送管线，所述后冷器与所述冷凝水储槽之间连接有用于使冷凝水在后冷器和表冷器之间循环流动的冷凝水循环管线，所述后冷器用于使来自所述表冷器的不凝气与所述冷凝水热交换以进一步冷凝所述不凝气，所述后冷器和所述冷凝水储槽之间连接有用于将在后冷器中由不凝气冷凝产生的冷凝水输送至冷凝水储槽的冷凝水输送管线，所述复水泵设于所述冷凝水循环管线上；所述冷凝水循环管线和所述除氧头之间连接有用于将所述冷凝水循环至所述除氧单元的复水管线；

所述抽真空单元与所述冷凝复水单元连接，用于使所述除氧单元和所述冷凝复水单元保持负压状态，并抽除所述冷凝复水单元中产生的不凝气；

所述低能耗除氧装置还包括控制器；

所述低能耗除氧装置还包括用于监测所述除氧单元或所述冷凝复水单元的压力的压力检测器，所述控制器与所述压力检测器及所述水蒸气流量调节阀通信连接，并根据所述压力检测器获得的压力值与第一预设压力值的比较结果调节所述水蒸气流量调节阀；

所述进水输送管线上设有温度检测器，以监测所述进水输送管线中的所述待除氧水的温度；所述控制器与所述温度检测器通信连接，并根据所述温度检测器获得的所述待除氧水的温度与预设温度的比较结果调节所述水蒸气流量调节阀；所述预设温度为所述待除氧水在所述第一预设压力值下对应的泡点温度。

2.根据权利要求1所述的低能耗除氧装置，其特征在于，

所述低能耗除氧装置还包括除氧剂供应单元，用于向所述冷凝复水单元得到的所述冷凝水和所述除氧单元中添加除氧剂。

3.根据权利要求1所述的低能耗除氧装置，其特征在于，所述进水输送管线上设有溶解氧含量监测器，所述控制器与所述溶解氧含量监测器通信连接，且当所述溶解氧含量监测器获得的所述待除氧水的溶解氧含量大于预设的溶解氧含量阈值时调控所述水蒸气流量调节阀以使其开度增加。

4.根据权利要求3所述的低能耗除氧装置，其特征在于，所述控制器还根据获取的所述抽真空单元的故障检修信息调节所述水蒸气流量调节阀使所述除氧单元的压力达到第二预设压力值。

5.根据权利要求4所述的低能耗除氧装置，其特征在于，所述复水管线上设有复水流量阀，所述冷凝水循环管线上设有冷凝水流量阀，所述冷凝水储槽设有液位检测器，所述控制器与所述复水流量阀、所述冷凝水流量阀及所述液位检测器通信连接。

6.根据权利要求4所述的低能耗除氧装置，其特征在于，所述抽真空单元包括真空泵，所述真空泵通过管线与所述后冷器的不凝气排出口连接，所述控制器与所述抽真空单元通信连接以调控所述真空泵。

7.一种基于权利要求1-6任一项所述的低能耗除氧装置的低能耗除氧工艺，其特征在于，包括如下步骤：

通过抽真空单元使所述冷凝复水单元和所述除氧单元保持负压状态；

将待除氧水通入所述除氧单元内并在水蒸气作用下汽提脱除其中的溶解氧；所述水蒸气通过所述水蒸气输送管线引入所述除氧单元内，其中，通过所述水蒸气输送管线的第一支线向所述除氧单元的除氧头的进气口引入所述水蒸气，通过所述水蒸气输送管线的第二支线向所述除氧单元的除氧器的进气口引入所述水蒸气；

将所述除氧单元中逸出的水蒸气引入所述冷凝复水单元中进行冷凝，并将冷凝得到的冷凝水循环至所述除氧单元；

通过抽真空单元使所述冷凝复水单元中冷凝产生的不凝气抽除；

所述控制器根据所述压力检测器获得的压力值与第一预设压力值的比较结果调节设于所述第一支线上的水蒸气流量调节阀；所述第一预设压力值为负压；

所述控制器还根据设于所述进水输送管线上的温度检测器获得的所述待除氧水的温度与预设温度的比较结果调节所述水蒸气流量调节阀；所述预设温度为所述待除氧水在所述第一预设压力值下对应的泡点温度；

所述除氧单元逸出的水蒸气引入所述冷凝复水单元的表冷器中与冷媒进行热交换，冷凝得到冷凝水和不凝气；所述冷凝水容纳于所述表冷器的冷凝水储槽；

来自表冷器的所述不凝气通过所述不凝气输送管线输入所述冷凝复水单元的后冷器中；来自所述表冷器的冷凝水通过所述冷凝水循环管线在后冷器和表冷器之间循环流动，并与来自所述表冷器的不凝气在所述后冷器中进行热交换，来自所述表冷器的不凝气在所述后冷器中进一步冷凝产生冷凝水和不凝气，在后冷器中冷凝产生的冷凝水通过冷凝水输送管线输送至所述冷凝水储槽，在后冷器中冷凝产生的不凝气通过所述抽真空单元抽除；

容纳在所述冷凝水储槽中的冷凝水通过所述复水管线循环至所述除氧单元。

8.根据权利要求7所述的低能耗除氧工艺，其特征在于，

通过除氧剂供应单元向所述冷凝复水单元得到的冷凝水中以及向所述除氧单元中添加除氧剂。

9.根据权利要求7所述的低能耗除氧工艺，其特征在于，

所述进水输送管线上设有溶解氧含量监测器，所述控制器与所述溶解氧含量监测器通信连接，当所述溶解氧含量监测器获得的所述待除氧水的溶解氧含量大于预设的溶解氧含量阈值时，所述控制器调控所述水蒸气流量调节阀以使其开度增加。

10.根据权利要求9所述的低能耗除氧工艺，其特征在于，所述预设的溶解氧含量阈值为20000ppb。

11.根据权利要求9所述的低能耗除氧工艺，其特征在于，当所述抽真空单元进行故障检修时，所述控制器调节所述水蒸气流量调节阀以使所述除氧单元的压力达到第二预设压力值。

12.根据权利要求11所述的低能耗除氧工艺，其特征在于，所述第二预设压力值为正压。

13.根据权利要求12所述的低能耗除氧工艺，其特征在于，所述第二预设压力值为70kPaG。

14.根据权利要求7所述的低能耗除氧工艺，其特征在于，

所述复水管线上设有复水流量阀，所述冷凝水循环管线上设有冷凝水流量阀，所述冷凝水储槽设有液位检测器，所述控制器与所述复水流量阀、所述冷凝水流量阀及所述液位检测器通信连接，并根据所述液位检测器获取的液位信息与预设液位的比较结果调节所述复水流量阀和所述冷凝水流量阀，以使冷凝水储槽保持在所述预设液位。