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摘 要 通过叙述除氧器的工作原理,结合热电厂除氧器的工作环境,对含氧量超标原因进行探讨、分析及改进,使得除氧器的出力达到设计水平,以获得应有的经济效益.
关 键 词 除氧器；含氧量；超标
中图分类号：TK2 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）18-0130-02
除氧器是现代火力发电厂中不可缺少的设备,在热力循环中起着不可替代的作用,除氧器给水中含氧量大小对锅炉,压力管道等高温设备的使用寿命有着重要的影响,为了避免锅炉等高温设备的腐蚀,除氧器含氧量必须严格控制在工艺指标范围内.
1.除氧器分类及其工作原理
根据其构造除氧器分为旋膜式除氧器、喷雾填料式除氧器,根据其外观分为有塔和无塔型除氧器,热电厂高压除氧器有三种类型,1#～4#除氧器为有塔型喷雾填料式除氧器,5#为有塔型旋膜式除氧器,6#为无塔型一体化除氧器.
根据亨利定律和道尔顿分压定律可知：高压除氧器内液体中氧气的含量与液面蒸汽中氧气的压力成正比,在除氧器液面上随着水蒸气的增多,水蒸汽压力越来越大,氧气压力越来越小,液体中的氧气也就逐步析出来,通过排汽口排入大气,达到除氧的效果,这就是除氧器的工作原理.
2.含氧量超标常见影响因素
含氧量也叫溶氧量,就是水中氧气的溶解量.在锅炉、压力管道等高温设备中,氧极易与之发生化学反应,将对锅炉、给水管道和其它附属设备腐蚀造成的严重损失,因此国家电力部对除氧器含氧量提出了部颁标准,即大气式除氧器给水含氧量应小于15ug/L,压力式除氧器给水含氧量应小于7ug/L.
影响含氧量因素很多,其主要原因有：1）蒸汽阀门开度不够,中继水温度过低且流量过大；2）凝结水水质运行中不合格.3）除氧器过负荷,水位不稳；4）排气阀门开度太小；5）氧含量取样传感器故障；6）除氧器设备本身故障.
3.含氧量超标的调整措施及案例分析
我们知道满足含氧量合格的两个主要因素：被加热液体一定要加热到饱和温度；液体中析出的氧气必须及时排出.依据这个指导思想,通过多年的经验和多次的总结,我们提出了一种简单快捷的方法来判断含氧量不合格的原因.1）发现含氧量不合格首先判断是哪个环节出现问题,是本岗位由于整体需要而调整了一些参数还是主机岗位相关参数调整或者是系统有所变动；2）采用了一种多因素分析法对含氧量的影响因素进行分解,把可能影响含氧量的主要因素同时列出,通过因素的变化有无来初步判断影响含氧量的主要因素,通过运行调整逐步细化,最终得出原因.例如：排气阀门开度和过负荷这两个因素一般不会变化,排除之后,还剩下取样器故障和高除设备本身故障的概率又很小,所以运行判断,问题一般在蒸汽阀门开度和水源含氧量变化上.通过使用多因素分析法,把复杂多变的因素变得清晰明了,很容易判断是哪个因素影响了含氧量的调整.
含氧量超标案例很多,现以热电厂高压除氧器的案例进行分析.
1#高除含氧量调整案例.4月份以来1#高除含氧量一直不合格,从含氧量趋势曲线可以看出,高除含氧量一天之中突然从5ug/L增大17ug/L,到6小时之后又突然增大到50ug/L,运行人员发现除氧器压力和温度没有变化,给水除氧岗位也没有任何操作,初步判断,可能是机组化补水水量过大,但是通过化补水调整,仍然没有任何效果,从图4含氧量与化补水曲线可以看出,化补水几乎为零的情况下,含氧量依然不合格.很快运行人员发现与之并联运行的3#4#高除不存在此类问题,经化验,凝结水合格,锅炉疏水合格,最后验证是除氧器本身出现故障.后经检修发现,除氧塔中凝结水水箱和中继水水箱均有较大的裂缝,且在凝结水和中继水分配管上的部分喷嘴弹簧由于老化已经失去弹性,达不到设计使用要求,同时发现一次加热蒸汽分配管根部也有裂缝.正是这些设备的故障,严重影响了凝结水、中继水的雾化效果和加热蒸汽的分配不均匀,而最终导致除氧不彻底,含氧量不合格.
4#高除含氧量调整案例.7月份,当4#高除发生含氧量不合格现象之后,运行人员通过历史曲线看出,是由于运行班组调整加热蒸汽阀门开度过小所致.从图1和图2中可以看出,当蒸汽阀门开度较小时,含氧量处于不合格水平,当蒸汽阀门开度增大后,除氧器含氧量初步趋于合格水平,此后蒸汽阀门一值保持40%的开度,含氧量也一直维持在1.5ug/L～2ug/L之间的合格水平,由此可见蒸汽阀门的开度不够是影响此次含氧量不合格的一个主要因素.同样,4#高压除氧器也偶尔发生除氧器存在过负荷引起的含氧量不合格现象,此种情况下,只有转移了部分负荷,调整了加热蒸汽门和中继水门,逐渐关小加热门,中继水门随之关小,同时保持各除氧器水位平稳,含氧量才能保持合格.
对待除氧器的含氧量不合格现象,运行人员尤其要注意以下几点：1）在除氧器含氧量调整上,要注意高除不宜过负荷运行,发现过负荷现象,立即转移多余负荷,保证除氧器安全平稳运行；2）保持高低除水位、压力、温度稳定,监盘人员提高注意力,防止水位大量波动,从而影响其他除氧器的水位；3）水质要合格,尤其凝结水的水质要符合要求,运行人员密切关注机组真空,保证凝结水生成的压力和温度；4）低压除氧器的中继水温度不宜过低,及时调整低压除氧器的压力和温度,保证水质合格；5）对设备定期检验检修,及时更换发现有问题的管道和喷嘴以及超出使用安全年限的零部件.
4.结论
由于除氧器的含氧量调整涉及的因素很多,并且是一个动态的不断变化的过程,因此合理的参数配合是一个调整的关键.但我们只要保证了除氧器的压力、温度、水位这个动态的变化是合理的,除氧器的含氧量调整也是可控的.由以上案例可知,影响高压除氧器含氧量超标的主要因素是蒸汽加热温度达不到饱和状态和水源水质不合格,通过采取正确方法调整,高压除氧器的含氧量一直控制在7ug/L的范围之内,含氧量合格率在98%,当然还有待于进一步提高.含氧量合格为锅炉设备的安全运行提供了更有力的保障,实现了电厂运行的经济性、安全性原则.