工业论文：降低除氧器蒸汽耗量（四）
来源：未知 2020-12-14 11:53
根据进水量取值方法的不同，小组提出以下两个方案并进行比选： 项目 方案一 方案二 做法 根据除氧器进除盐水流量计实时值计算进汽量 根据除氧器一段时间内的除盐水流量平均值进
根据进水量取值方法的不同，小组提出以下两个方案并进行比选：
|
项目 |
方案一 |
方案二 |
|
做法 |
根据除氧器进除盐水流量计实时值计算进汽量 |
根据除氧器一段时间内的除盐水流量平均值进行进汽量的计算 |
|
优点 |
进汽量可实时跟随进水量的变化，在进水量波动变化时，进汽量实时跟随，灵敏度高 |
以一段时间内除盐水流量平均值最为进汽量的计算依据，可保证进汽计算值在一定时间内的稳定，有利于自动控制回路的稳定性和抗干扰性。 |
|
缺点 |
形成自动回路后，进汽计算值随着进水量一直在变化，自动控制回路抗干扰性和稳定性较差 |
进汽量无法实时跟随进水量的变化而变化，在提升自控回路的稳定性考量下，牺牲了对进水量波动的敏感度。 |
|
采用与否 |
采用 |
不采用 |
对策分析：
动力站除氧器未设置有中压蒸汽流量计，蒸汽调节阀通过除氧头压力反馈进行自动调节，一般将除氧头压力设定在0.03MPa~0.04MPa，只能通过全厂8块蒸汽流量计日累计值进行平衡计算，因涉及流量计较多，值误差较大，导致操作人员在调节蒸汽时，无较为准确的蒸汽耗量作为调整依据，无法做到蒸汽的精细调节。
且除氧器蒸汽供给控制模式为除氧头压力控制模式，该模式更易受到管网压力波动的影响，导致蒸汽系统及水系统的不平稳，易造成蒸汽过量供给。
除氧器除氧效果的最终目标是控制除氧器出水水温，围绕这一控制目标，在PID控制上建立中压蒸汽供给与进水量之间的关联控制，实现中压蒸汽量实时跟随除氧器进水量的变化，把进水加热至目标温度，已达到最佳除氧效果控制，避免压力控制模式下的蒸汽过量供给，实现精细调节，节能降耗。
根据以上对策分析，小组制定如下对策表
|
要因 |
对策 |
目标 |
措施 |
责任人 |
时间 |
地点 |
|
填料损坏 |
重新更换填料，并针对填料破损原因进行改进 |
保证填料完整供给有效性 |
1、新装丝网碰头处用不锈钢丝网加固； 2、焊丝固定丝网块的螺栓； 3、方形预留口重新焊接分水角钢 |
全斌、李建厚、徐守凯 |
2018年8月 |
除氧器现场 |
|
蒸汽供给过量 |
建立除氧器进水量与进汽量关联控制模型 |
降低除氧器蒸汽耗量 |
1、选型、安装、调试除氧器中压蒸汽流量计； 2、建立中压蒸汽与除盐水进水流量关联数学模型 3、建立PID控制回路 4、运行调试 |
全斌、李建厚、李佳坤、徐守凯 |
2018年8月~10月 |
除氧器现场 |
|
除氧器进水温度低 |
提升凝结水进换热器温度及流量 |
提升除盐水至动力站除氧器温度 |
1、减少联合装置空冷风机运行数量； 2、开大凝结水/除盐水换热器凝结水进水手阀 |
全斌、李建厚、李佳坤、徐守凯 |
2018年6月 |
水处理及凝结水站现场 |
对策表 制表人：龙飞飞 2018/08
十、对策实施
根据要因分析，为消除缺陷，依据对策表，我们在2018年6月至10月实施以下工作：
制定对策方案实施表
按照以上对策表，本QC小组制定如下对策方案实施表
|
对策 |
实施项目 |
实施人员 |
责任人 |
完成日期 |
|
更换填料并进行结构优化 |
分析填料损坏原因 |
全斌 |
杨鹏昊 |
2018年8月 |
|
对填料结构进行优化改造 |
全斌 |
杨鹏昊 |
2018年8月 |
|
|
现场进行填料更换 |
李建厚 |
杨鹏昊 |
2018年8月 |
|
|
运行效果追踪 |
全斌 |
杨鹏昊 |
2018年9月 |
|
|
建立中压蒸汽供给量与除盐水进水量关联控制 |
选型、安装、调试除氧器中压蒸汽流量计。 |
全斌 |
杨鹏昊 |
2018年8月 |
|
建立中压蒸汽流量与除盐水进水流量关联数学模型 |
全斌 |
杨鹏昊 |
2018年9月 |
|
|
建立PID控制程序 |
龙飞飞 |
杨鹏昊 |
2018年10月 |
|
|
运行调试 |
徐守凯 |
杨鹏昊 |
2018年10月 |
|
|
提升凝结水进换热器温度及流量 |
停用联合装置空冷风机 |
龙飞飞 |
杨鹏昊 |
2018年6月 |
|
开大凝结水/除盐水换热器凝结水进水手阀 |
龙飞飞 |
杨鹏昊 |
2018年6月 |
方案实施具体步骤
1、更换填料
步骤一：拆除旧填料；
步骤二：对新装丝网进行结构优化，新装丝网块碰头处，用不锈钢钢丝加固，同时将固定丝网块的螺栓全部焊死，避免螺帽脱落的可能；上层方形预留口全部重新焊接上分水角钢，并将新焊接的角钢与支撑扁铁用不锈钢钢丝固定。
2、建立中压蒸汽供给量与除盐水进水量关联控制模型
步骤一：加装除氧器中压蒸汽流量计，并配置中压蒸汽温度热电偶、中压蒸汽智能压力变送器。中压蒸汽设计温度250℃、设计压力1.2MPa，根据中压蒸汽流量、温度及压力特性，选择DN250涡街流量计（计量精度1.0%）、0-500℃热电偶温度计、0-2MPa远传压力表。在除氧器中压蒸汽管道上根据涡街流量计特性选择合适长度的直管段，确定安装点，进行现场安装、组态和调试流量计，并配备压力仪表和温度仪表，搭建中压蒸汽热焓值的计算条件（蒸汽热焓值查询需要蒸汽压力及温度参数）。
步骤二：建立除氧器中压蒸汽流量与除盐水进水流量关联的数学模型。引除盐水及凝结水站除盐水界区温度信号进入除氧器DCS画面，根据除氧器进水流量、温度的信号采集，由公式d0=d（hs-h）/（（hs-h）+η（h0-hs））建立加热除盐水至工艺温度的热焓计算程序，实时计算进水加热需要的中压蒸汽理论值；
步骤三：确定中压蒸汽理论消耗值与实际消耗值的放大系数。根据理论数学模型计算而得的理论中压蒸汽消耗量，通过现场实际验证，得出实际中压蒸汽实际消耗量，建立对比关系，得出放大系数，从而将理论数学模型转换为实际数学模型，以该模型计算值作为蒸汽流量PID控制回路中的目标设定值。
步骤六：PID控制效果监测。除氧器中压蒸汽供给控制由压力控制改为热焓控制后，蒸汽供给量与除盐水进水热焓值实时跟随，蒸汽实际供给量与蒸汽给定量累计偏离度数据检测如下：
|
实际值（kg/h） |
设定值（kg/h） |
偏离度（%） |
|
9610 |
9525 |
0.89 |
|
8608 |
8749 |
1.6 |
|
8626 |
8618 |
0.09 |
|
8703 |
8787 |
0.95 |
|
8845 |
8780 |
0.74 |
3、提升除盐水进水温度
步骤一：调整联合装置空冷风机运行数量，将联合装置凝结水出装置的水温提升至90℃。
步骤二：开大凝结水进407-E-101A/B凝结水进水阀，提升除盐水温度至66℃
十一、效果检查
（一）效果检测
1、除氧器中压蒸汽耗用量检测
方案实施后，小组成员根据除氧器负荷情况分两次，每次连续5天对除氧器蒸汽耗用量进行跟踪检查：
表3 活动后除氧器中压蒸汽耗用量统计表
|
日期 |
除氧水量（t） |
除氧器用汽量（t） |
除氧进水温度（℃） |
除氧水出水氧含量（μg/L） |
100t水用汽量（t） |
|
9.30 |
212 |
16.3 |
66.5 |
3.5 |
7.69 |
|
10.1 |
213 |
15.8 |
66.6 |
7.8 |
7.45 |
|
10.2 |
212 |
15.3 |
66.7 |
6.4 |
7.22 |
|
10.3 |
212 |
16.1 |
66.3 |
6.8 |
7.59 |
|
10.4 |
208 |
16.5 |
67.4 |
6.6 |
7.93 |
|
10.18 |
225 |
17.1 |
65.4 |
6.7 |
7.61 |
|
10.19 |
230 |
17.4 |
66.5 |
6.8 |
7.58 |
|
10.20 |
234 |
18.3 |
66.3 |
6.2 |
7.8 |
|
10.21 |
235 |
17.5 |
66.7 |
7.0 |
7.45 |
|
10.22 |
228 |
17.4 |
66.5 |
6.7 |
7.63 |
根据以上跟踪数据可得出在方案实施后，除氧器每100t水平均用汽量为7.6t。
对比方案实施前每100t除盐水耗气量下降了1.69t，本次QC目标达成
（二）效益计算
1、经济效益
元坝净化厂2017年动力站总燃料气耗量为5803.7万方，除氧器总进水量为183.9万吨，根据2017年数据推算年节省成本如下：
实施前：
动力站总燃料气*燃料气成本=5803.7*0.24=1392.9万元；
实施后：
实施后的总燃料气成本=实施后的燃料气量*燃料气成本=（5803.7-1.839*1.69*67.8）*0.24=1342.3万元
结论：年节省成本=1392.9-1342.3=50.6万元
年节省成本占比=（50.6/1392.9）*100%=3.6%
2、社会效益
（1）本次改造有效降低了元坝净化厂中压蒸汽消耗，进而减少了社会宝贵的天然气消耗，降低了烟气污染物的排放，是对国家和行业节能减排目标的积极贯彻、响应。
（2）在保证锅炉热力除氧器除氧效果的前提下，进行热焓控制以实现节能的成功应用，可推广应用与社会上的热力除氧器改造，以获得更大的社会效益。
十二、巩固措施
本次QC活动的核心是对除氧器设备隐患及现有控制模式进行改进，更换破损填料，提升除氧器进水温度，将压力控制模式改为热焓控制模式，增大了热交换接触面积，降低了除氧器的蒸汽耗量，根据本次改造内容，形成一系列改造优化经验，为下部PID控制模式的改进提供依据。
按照活动中关于提升除盐水温度及调整控制回路的措施，将其形成操作步骤，列入《动力站岗位操作法》、《水处理及凝结水站岗位操作法》
利用岗前培训将活动中关于提升除盐水温度及调整后控制回路操作的要点对岗位班组及相关管理人员进行培训及学习
工艺技术员在岗位运行报表中增加除氧器蒸汽用量数据项，在除氧器DCS界面新增除氧器蒸汽耗量累计模块，每天进行数据录入，便于及时分析除氧器控制回路，优化控制回路PID参数，在保证控制灵敏度的前提下，提升控制稳定性及抗干扰性。
十三、总结
本次QC活动达到了活动设定目标，解决了除氧器实际存在的问题，在活动过程中，小组成员充分发挥了各自所长，提高了小组的团队合作精神，通过活动，提升了小组成员分析和解决问题的能力。
表4 自我评价表
|
序号 |
评价内容 |
活动前 |
活动后 |
|
1 |
节能意识 |
9 |
9.5 |
|
2 |
QC工具运用技巧 |
8 |
9 |
|
3 |
团队精神 |
8 |
9 |
|
4 |
改进意识 |
7.5 |
8.5 |
|
5 |
进取精神 |
8 |
9 |
