除氧器含氧量超标原因分析与调整

摘 要：介绍了高压旋膜除氧器运行中含氧量初步分析，对各种运行工况下除氧效果的变化进行分析与判断，以达到热力除氧的目的。

关键词：旋膜式除氧器；含氧量；热力除氧

中图分类号：TB

文献标识码：A

doi：10.19311/ki.1672-3198.2016.23.134

0 引言

本电站采用高压旋膜式除氧器共有#10、11、12，3台，除氧器系统是热电厂补给水的源头，对外供热所需的水量是由除氧器来补充的。本电站除氧器系统自2009年6月投入运行以来，除氧器除氧效果一直较为稳定运行，基本上都能控制在合格范围之内。从2012年下半年开始除氧器含氧量开始发现不稳定现象，经常超标，后经运行调整后状况仍未见好转。在2013年全停大修期间车间组织对三台除氧器均进行了检查和修复工作，投运后经调整含氧量基本都能控制在正常范围。但从2013年下半年开始，三台除氧器的溶解氧量又开始经常超标，通过近期对系统的分析排查和调整，得出了一些体会和结论，下面我就除氧器含氧量问题上的一些认识进行阐述。

1 旋膜式除氧器的结构和原理

除氧设备主要由除氧头、除氧水箱两大件以及接管和外接件组成，其主要部件除氧头是由外壳、旋膜器（起膜管）、淋水篦子、液汽网、填料等部件组成。

工作原理是凝结水及补充水首先进入除氧头内旋膜器组水室，在一定的水位差压下从膜管的小孔斜旋喷向内孔，形成射流，由于内孔充满了上升的加热蒸汽，水在射流运动中便将大量的加热蒸汽吸卷进来；在极短时间很小的行程上产生剧烈的混合加热作用，水温大幅度提高，而旋转的水沿着膜管内孔壁继续下旋，形成一层翻滚的水膜裙，此时水传热传质效果最理想，水温达到饱和温度。氧气即被分离出来，因氧气在内孔内无法随意扩散，只能随上升的蒸汽从排汽管排向大气。经起膜段粗除氧的给水及由疏水管引进的疏水在这里混合进行二次分配，呈均匀淋雨状落到装到其下的液汽网上，再进行深度除氧后才流入水箱。水箱内的水含氧量小于7mg/l为标准。

2 目前对除氧器含氧量超标的主要原因分析

2.1 加热蒸汽母管温度变化量的大小与含氧量关系

加热蒸汽母管温度值的高低对除氧器含氧量影响较大，分析认为加热蒸汽母管从低压蒸汽管道进入母管时靠近#10除氧器，由于管廊的压损，母管温度的波动值大小对于除氧器含氧量有影响，表现为母管温度波动值越大越剧烈，除氧器含氧量越不稳定，母管温度稳定，含氧量趋于稳定。如图1。

2.2 加热蒸汽母管流量的大小与含氧量关系

除氧器运行负荷过高，进水波动过大：运行负荷过大，造成超过除氧器超出设计除氧能力，一方面，在规定的蒸汽量达不到除氧器设计压力下的饱和温度，影响除氧能力，另一方面，除氧头设计空间内的蒸汽量也可能达不到与补水的混合充分，达到水的沸点，即使达到沸点，因为接触时间短，很难将解吸出来的氧和其他气体全部排出，造成除氧效果不好；运行负荷波动过大时，也可能造成除氧器的汽、水配比不好，造成除氧器温度、压力波动过大，影响除氧效果，如图2。

2.3 门杆漏气与#10、11除氧器氧含量关系

门杆漏气的压力几乎是一个恒定值，但是温度值会发生变化，门杆漏气温度降低时，除氧器含氧量有增大的趋势，温度升高时，含氧量有时没有明显的回落，从侧面证明除氧器加热不足，可能有两个方面因素，一个是热源不够，一个是流量太大，如图3。

2.4 除氧头排氧们开度大小与含氧量关系

除氧头排气管排汽量不够，除氧头的排汽量，也是影响除氧器除氧能力的一个非常重要的因素，应保证解吸出来的气体能通畅的排走，如果除氧器中解析出来的氧和其他气体不能通畅的排走，则由于除氧器内蒸汽中残留的氧量较多，会影响水中氧扩散出去的速度，从而使出水的残留含氧量增大。

2.5 补给水温度与含氧量的关系

除氧器的热除盐水进水通过3台换热器换热后进入除氧器，对除氧器的除氧原理基于亨利定律和道尔顿定律分析得出，和给水温度没关系，和运行温度有关系。给水温度高了降低除氧蒸汽消耗量，有利于节能。当然，给水温度高了，有利于加温到该除氧器工作压力下的饱和温度，有利于除氧效果的实现和保持。给水温度低了，除氧器除氧头内部加温负荷大，可能不能有效保持除氧效果。

2.6 凝结水补水与含氧量的关系

凝结水的溶解氧对除氧器的含氧量重要影响之一，轴封加热器内液位、凝结水泵法兰、本体疏水扩容器及附属设备和管道漏入空气，影响凝结水的溶解氧，进一步影响除氧器的含氧量，除氧头内不能保证凝结水含氧量被析出，而影响除氧器的除氧效果。

2.7 除氧头内部结构与含氧量关系

除氧头内部损坏，旋膜管脱落使喷头形成膜状雾化效果较差，减少了汽水接触面积，降低了除氧效果。布水填料不均匀、压扁，造成短路，使布水效果不好，补水与蒸汽不能达到充分接触混合，使补水达不到沸点温度，使水中的气体不能及时顺利从水中解析出来，造成除氧水氧含量过高，影响除氧效果。

3 除氧器含氧量调整与建议

（1）运行调整是判断设备运行状态最基本的手段，首先通过对除氧器一次汽门开度进行了调整，开大了一次进汽门（因为一次进汽门开度较小时，可能会影响在旋膜管内一次除氧的效果）。其次是合理分配各台除氧器的负荷，对除盐水、凝结水、高加疏水进行了合理的分配。第三对再沸腾门以及排氧门进行了调整。通过这些调整，#10、11除氧器的氧量从大于100mg/l降到了小于7mg/l。但此次在对#12除氧器的调整过程当中，#12除氧器含氧量始终不合格（由大于100mg/l降至40mg/l），车间也组织专业人员对其进行了排查、调整和分析，基本排除了运行调整的原因，择机将对#12除氧器进行进一步的检查和检修工作。

（2）监测系统是设备稳定运行的主要依据，除氧器的取样只能通过2小时一次的人工化验（人工化验存在取样器、管道、取样点、人为偏差等一定的误差，还不能时时刻刻对含氧量的分析和监测）。针对含氧量在线监测系统以无法使用，建议尽快完善系统，对系统缺陷进行彻底改善和加大系统的维护，保证在调整除氧器时含氧量能在线监测跟踪，这样有利于对除氧器含氧量运行情况了解和解决。

（3）额定负荷是设备安全运行的前提，除氧器负荷长期偏高，超出除氧器额定负荷，造成除氧器超过设计运行除氧能力，（除氧器单台蒸汽设计用量45～56t/h）达不到除氧理想效果降低了除氧器除氧效果，针对此现象建议增加一台除氧器，来提高除氧能力。有条件的时候定期对除氧器除氧头的检查，在10月份对#10、12除氧器除氧头检查中发现内部旋膜器脱落和填料分配不均，使进水不能与蒸汽充分混合，严重影响了除氧效果，针对这样现象，建议车间制定有针对性修复措施，避免在运行中脱落损坏，使除氧装置运行得以保障。

参考文献

[1]汽轮机及附属装置规程[Z].