除氧器含氧量超標(biāo)原因分析與調(diào)整

寇天龍

摘 要：介紹了高壓旋膜除氧器運(yùn)行中含氧量初步分析，對各種運(yùn)行工況下除氧效果的變化進(jìn)行分析與判斷，以達(dá)到熱力除氧的目的。

關(guān)鍵詞：旋膜式除氧器；含氧量；熱力除氧

中圖分類號：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2016.23.134

0 引言

本電站采用高壓旋膜式除氧器共有#10、11、12，3臺，除氧器系統(tǒng)是熱電廠補(bǔ)給水的源頭，對外供熱所需的水量是由除氧器來補(bǔ)充的。本電站除氧器系統(tǒng)自2009年6月投入運(yùn)行以來，除氧器除氧效果一直較為穩(wěn)定運(yùn)行，基本上都能控制在合格范圍之內(nèi)。從2012年下半年開始除氧器含氧量開始發(fā)現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，經(jīng)常超標(biāo)，后經(jīng)運(yùn)行調(diào)整后狀況仍未見好轉(zhuǎn)。在2013年全停大修期間車間組織對三臺除氧器均進(jìn)行了檢查和修復(fù)工作，投運(yùn)后經(jīng)調(diào)整含氧量基本都能控制在正常范圍。但從2013年下半年開始，三臺除氧器的溶解氧量又開始經(jīng)常超標(biāo)，通過近期對系統(tǒng)的分析排查和調(diào)整，得出了一些體會和結(jié)論，下面我就除氧器含氧量問題上的一些認(rèn)識進(jìn)行闡述。

1 旋膜式除氧器的結(jié)構(gòu)和原理

除氧設(shè)備主要由除氧頭、除氧水箱兩大件以及接管和外接件組成，其主要部件除氧頭是由外殼、旋膜器（起膜管）、淋水篦子、液汽網(wǎng)、填料等部件組成。

工作原理是凝結(jié)水及補(bǔ)充水首先進(jìn)入除氧頭內(nèi)旋膜器組水室，在一定的水位差壓下從膜管的小孔斜旋噴向內(nèi)孔，形成射流，由于內(nèi)孔充滿了上升的加熱蒸汽，水在射流運(yùn)動中便將大量的加熱蒸汽吸卷進(jìn)來；在極短時(shí)間很小的行程上產(chǎn)生劇烈的混合加熱作用，水溫大幅度提高，而旋轉(zhuǎn)的水沿著膜管內(nèi)孔壁繼續(xù)下旋，形成一層翻滾的水膜裙，此時(shí)水傳熱傳質(zhì)效果最理想，水溫達(dá)到飽和溫度。氧氣即被分離出來，因氧氣在內(nèi)孔內(nèi)無法隨意擴(kuò)散，只能隨上升的蒸汽從排汽管排向大氣。經(jīng)起膜段粗除氧的給水及由疏水管引進(jìn)的疏水在這里混合進(jìn)行二次分配，呈均勻淋雨?duì)盥涞窖b到其下的液汽網(wǎng)上，再進(jìn)行深度除氧后才流入水箱。水箱內(nèi)的水含氧量小于7mg/l為標(biāo)準(zhǔn)。

2 目前對除氧器含氧量超標(biāo)的主要原因分析

2.1 加熱蒸汽母管溫度變化量的大小與含氧量關(guān)系

加熱蒸汽母管溫度值的高低對除氧器含氧量影響較大，分析認(rèn)為加熱蒸汽母管從低壓蒸汽管道進(jìn)入母管時(shí)靠近#10除氧器，由于管廊的壓損，母管溫度的波動值大小對于除氧器含氧量有影響，表現(xiàn)為母管溫度波動值越大越劇烈，除氧器含氧量越不穩(wěn)定，母管溫度穩(wěn)定，含氧量趨于穩(wěn)定。如圖1。

2.2 加熱蒸汽母管流量的大小與含氧量關(guān)系

除氧器運(yùn)行負(fù)荷過高，進(jìn)水波動過大：運(yùn)行負(fù)荷過大，造成超過除氧器超出設(shè)計(jì)除氧能力，一方面，在規(guī)定的蒸汽量達(dá)不到除氧器設(shè)計(jì)壓力下的飽和溫度，影響除氧能力，另一方面，除氧頭設(shè)計(jì)空間內(nèi)的蒸汽量也可能達(dá)不到與補(bǔ)水的混合充分，達(dá)到水的沸點(diǎn)，即使達(dá)到沸點(diǎn)，因?yàn)榻佑|時(shí)間短，很難將解吸出來的氧和其他氣體全部排出，造成除氧效果不好；運(yùn)行負(fù)荷波動過大時(shí)，也可能造成除氧器的汽、水配比不好，造成除氧器溫度、壓力波動過大，影響除氧效果，如圖2。

2.3 門桿漏氣與#10、11除氧器氧含量關(guān)系

門桿漏氣的壓力幾乎是一個(gè)恒定值，但是溫度值會發(fā)生變化，門桿漏氣溫度降低時(shí)，除氧器含氧量有增大的趨勢，溫度升高時(shí)，含氧量有時(shí)沒有明顯的回落，從側(cè)面證明除氧器加熱不足，可能有兩個(gè)方面因素，一個(gè)是熱源不夠，一個(gè)是流量太大，如圖3。

2.4 除氧頭排氧們開度大小與含氧量關(guān)系

除氧頭排氣管排汽量不夠，除氧頭的排汽量，也是影響除氧器除氧能力的一個(gè)非常重要的因素，應(yīng)保證解吸出來的氣體能通暢的排走，如果除氧器中解析出來的氧和其他氣體不能通暢的排走，則由于除氧器內(nèi)蒸汽中殘留的氧量較多，會影響水中氧擴(kuò)散出去的速度，從而使出水的殘留含氧量增大。

2.5 補(bǔ)給水溫度與含氧量的關(guān)系

除氧器的熱除鹽水進(jìn)水通過3臺換熱器換熱后進(jìn)入除氧器，對除氧器的除氧原理基于亨利定律和道爾頓定律分析得出，和給水溫度沒關(guān)系，和運(yùn)行溫度有關(guān)系。給水溫度高了降低除氧蒸汽消耗量，有利于節(jié)能。當(dāng)然，給水溫度高了，有利于加溫到該除氧器工作壓力下的飽和溫度，有利于除氧效果的實(shí)現(xiàn)和保持。給水溫度低了，除氧器除氧頭內(nèi)部加溫負(fù)荷大，可能不能有效保持除氧效果。

2.6 凝結(jié)水補(bǔ)水與含氧量的關(guān)系

凝結(jié)水的溶解氧對除氧器的含氧量重要影響之一，軸封加熱器內(nèi)液位、凝結(jié)水泵法蘭、本體疏水?dāng)U容器及附屬設(shè)備和管道漏入空氣，影響凝結(jié)水的溶解氧，進(jìn)一步影響除氧器的含氧量，除氧頭內(nèi)不能保證凝結(jié)水含氧量被析出，而影響除氧器的除氧效果。

2.7 除氧頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)與含氧量關(guān)系

除氧頭內(nèi)部損壞，旋膜管脫落使噴頭形成膜狀霧化效果較差，減少了汽水接觸面積，降低了除氧效果。布水填料不均勻、壓扁，造成短路，使布水效果不好，補(bǔ)水與蒸汽不能達(dá)到充分接觸混合，使補(bǔ)水達(dá)不到沸點(diǎn)溫度，使水中的氣體不能及時(shí)順利從水中解析出來，造成除氧水氧含量過高，影響除氧效果。

3 除氧器含氧量調(diào)整與建議

（1）運(yùn)行調(diào)整是判斷設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)最基本的手段，首先通過對除氧器一次汽門開度進(jìn)行了調(diào)整，開大了一次進(jìn)汽門（因?yàn)橐淮芜M(jìn)汽門開度較小時(shí)，可能會影響在旋膜管內(nèi)一次除氧的效果）。其次是合理分配各臺除氧器的負(fù)荷，對除鹽水、凝結(jié)水、高加疏水進(jìn)行了合理的分配。第三對再沸騰門以及排氧門進(jìn)行了調(diào)整。通過這些調(diào)整，#10、11除氧器的氧量從大于100mg/l降到了小于7mg/l。但此次在對#12除氧器的調(diào)整過程當(dāng)中，#12除氧器含氧量始終不合格（由大于100mg/l降至40mg/l），車間也組織專業(yè)人員對其進(jìn)行了排查、調(diào)整和分析，基本排除了運(yùn)行調(diào)整的原因，擇機(jī)將對#12除氧器進(jìn)行進(jìn)一步的檢查和檢修工作。

（2）監(jiān)測系統(tǒng)是設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的主要依據(jù)，除氧器的取樣只能通過2小時(shí)一次的人工化驗(yàn)（人工化驗(yàn)存在取樣器、管道、取樣點(diǎn)、人為偏差等一定的誤差，還不能時(shí)時(shí)刻刻對含氧量的分析和監(jiān)測）。針對含氧量在線監(jiān)測系統(tǒng)以無法使用，建議盡快完善系統(tǒng)，對系統(tǒng)缺陷進(jìn)行徹底改善和加大系統(tǒng)的維護(hù)，保證在調(diào)整除氧器時(shí)含氧量能在線監(jiān)測跟蹤，這樣有利于對除氧器含氧量運(yùn)行情況了解和解決。

（3）額定負(fù)荷是設(shè)備安全運(yùn)行的前提，除氧器負(fù)荷長期偏高，超出除氧器額定負(fù)荷，造成除氧器超過設(shè)計(jì)運(yùn)行除氧能力，（除氧器單臺蒸汽設(shè)計(jì)用量45～56t/h）達(dá)不到除氧理想效果降低了除氧器除氧效果，針對此現(xiàn)象建議增加一臺除氧器，來提高除氧能力。有條件的時(shí)候定期對除氧器除氧頭的檢查，在10月份對#10、12除氧器除氧頭檢查中發(fā)現(xiàn)內(nèi)部旋膜器脫落和填料分配不均，使進(jìn)水不能與蒸汽充分混合，嚴(yán)重影響了除氧效果，針對這樣現(xiàn)象，建議車間制定有針對性修復(fù)措施，避免在運(yùn)行中脫落損壞，使除氧裝置運(yùn)行得以保障。

參考文獻(xiàn)

[1]汽輪機(jī)及附屬裝置規(guī)程[Z].