除氧器改造技术经济性分析

中图分类号：F4 文献标识：A 文章编号：1674-1145（2015）08-000-02

摘 要 在热力发电厂中，锅炉的给水质量要达到一定的标准，而除氧器则是关键性的设备。除氧器的性能是否良好对于发电设备的使用安全有重要的影响，如果除氧器的除氧效果恶化就会导致妨碍按设备使用寿命的缩短，因此在对除氧效果恶化的除氧器进行改造就成了必然选择。本文将以喷雾填料式除氧器和旋膜式除氧器的三种改造方案为例，比较其技术的经济性选出最佳方案。

关键词 除氧器 改造 技术 经济型

在热力发电厂中，除氧器是重要的辅设备，其运行的状况与电网峰谷差的大小、机组调峰运行的频繁程度、负荷率的高低有着重要的关系，影响除氧器工作状态的因素有很多，因而除氧器除氧效果恶化的原因也有很多种，主要有凝结水中含氧量过高、负荷变化范围大、加热蒸汽量不足、补水量大、或其他元件缺陷等，而当前这些与除氧器工作效果有关的影响方面都处于劣势，这就使得除氧器的除氧效果存在下降的风险。除氧器面临的风险问题虽然对于当前的生产活动影响不大，但因此而增加的经济损失数量庞大加大了发电厂的生产活动的成本投入，为了消除风险性因素对除氧效果的影响、降低费用投入，本文将提出几种除氧器的改进方案并通过技术、经济性的比较进行综合分析。

一、除氧头的内部改造分析

除氧头内部改造可以简单的解释为在尽量保持现场汽水系统管道不变的前提下，只改造除羊头的内部结构。这种方案的实施需要除氧头的壳体强度达到方案改造的标准，一般适用的除氧器型式为喷雾填料式。相比较而言，这种方案不会牵涉到汽水系统管道，投资最少，并且施工进行的周期较短、工作量小。则喷雾填料式除氧器的局部改造如下：

（一）要保持进汽装置的大致构造不变，在此基础上优化设计一次蒸汽的进汽装置，从而确定最佳的蒸汽通流区域大小，

（二）如果使用的喷嘴是老式的弹簧式喷嘴，当喷淋的效果较差时，既可以直接对其直接调整和修复，也可以更换为新式的弹簧喷嘴。

（三）用水蓖子来代替原除氧器的淋水盘结构，可以将珠状传热转化为膜状传热，，用这种方法来增强传热效果、加快不凝结气体的扩散。

（四）将原除氧器n型填料的上压料架进行拆除，而下托架保持不改变的状态同时将n型散填料撤除，改为使用不锈钢丝网。

二、更换除氧头的分析

当除氧头的壳体强度过低达不到标准或者剩余的使用寿命较短，而同时除氧水箱有达到了规定的强度标准和剩余寿命长度，那么就可以只考虑采用更换除氧头方案。确定了对除氧器采取更换除氧头的改造方案之后，就要解决除氧器的型式选择问题，在这个过程中应当考虑在内的有氧间的安装高度、机组调峰的要求、机组补水率、凝汽器的除氧效果和氧器排气损失等几个方面。一般来看如果是等级低于20MW的机组，原则上将旋膜式除氧头作为首选，等级为20MW的机组除氧器通常是卧式结构，如果要将其改造成为旋膜式除氧器，那么根据旋膜式除氧器的喷淋时间和旋转水膜裙高度，则需要对其进行立式的布置;如果是等级超过30MW的机组，当调峰范围较小，并且机组不参与调峰运行时，若低压加热器和凝汽器的运行状态良好、补水量不大，就可以将喷雾填料式除氧器视为首选，而若条件不允许，则等级为30MW的机组就要选择旋膜式除氧器，这种等级的结构全部为卧式，并且车间高度不对其改造造成限制。

三、除氧头与水箱整体更新改造的分析

除氧头和水箱壳体的剩余使用寿命长度和强度裕量直接决定了除氧头和水箱整体是否要进行更新，如果除氧头和水箱壳体的剩余使用寿命长度和强度裕量不能达到设计要求，则需要进行整体的更新。

（一）对喷雾填料式除氧器和旋膜式除氧器这两种除氧器类型的运行分析

喷雾填料式除氧器是利用弹簧喷嘴细化凝结水，当凝结水从弹簧喷嘴的位置流出之后，凝结成水珠并与加热蒸汽产生热量质量的交换，在此基础上初步完成除氧，然后受重力作用流入水蓖子和填料层中持续进行深入的除氧，而弹簧喷嘴恰恰就是喷雾填料式除氧器中最重要的元件;旋膜式除氧器采用的是旋膜喷管，以凝结水的形态从射流孔以切向进人的方式进入到旋流管之中，并进而形成高速旋转的中空式水膜裙，在这种情况下同加热蒸汽产生热量质量的交换。对旋流管中凝结水的热交换来源进行分析，主要有两个方面。第一，来源于加热蒸汽的凝结换热环节，将这个环节细化又可以分为蒸汽在水膜表面的凝结换热和蒸汽与水的对流换热两种;第二，来源于射流环节的卷吸作用，当凝结水从射流孔射人后，在旋流管之中形成高速旋转水膜，受到水膜高速旋转的影响，水膜的附近区域就会形成一段低压区域，将大量蒸汽卷吸进水膜之中，凝结水就会被快速的加热。在这个过程中，水不断地受到蒸汽的加热并且射流孔中射出来的水压力持续降低，使得原本溶解在水中的空气等不凝结气体也逐渐被释放出来，以此来实现除氧，而旋膜式喷管则是旋膜式除氧器中最重要的元件。

（二）旋膜式除氧器和喷雾填料式除氧器的优点分析

旋膜式除氧器的优点主要可以从四个方面论述。第一，旋膜式除氧器的补水温度较低、补水量大。受到传热系数高的影响，旋流管的进、出口温度升值最高可到90℃。第二，旋膜式除氧器的排汽量较小。就目前而言，旋膜式除氧器的排汽量最高也只有其他型式除氧器排汽量的二分之一。第三，旋膜式除氧器的运行更加可靠。这是因为饿诶旋膜式除氧器中没有动态的零部件，进行检修的周期较长，所以它在调峰机组和补水温度低并且补水率高的中小机组中的运用较多，效果最佳的则是热电机组。第四，旋膜式除氧器的调峰能力强大。旋膜式除氧器一般都能够在额定负荷处于30%-120%范围内的情况下保持运行的稳定，其含氧量与设计的要求相吻合，而且溶氧合格的时间较短。

喷雾填料式除氧器的优点主要有三点。第一点就是单只喷嘴出力大，正是因此在除氧器中安装的喷嘴数量要小于旋膜管数量，这个优点使得它在结构上更加容易进行安排。第二点就是设计人员和电厂的相关负责人员对于喷雾填料式除氧器要更加熟悉，这是因为喷雾填料式除氧器的适用范围要更广。第三点就是在带基本负荷的大机组之中可以使用喷雾填料式除氧器。

四、除氧器改造方案投资方面的对比

如果将除氧头与水箱整体的改造费用假定为总费用中的十分之一，那么除氧器内部改造的费用为十分之三，而更换除氧头的费用就只有十分之七，这只是在一般情况下得出的费用比较，如果能够在除氧器内部改造中将喷雾填料式除氧器的部分弹簧喷嘴充分利用起来，那么费用就会相较于一般情况下的花费更低。旋膜式除氧器的费用高低与选择用的材质有关。

总之，除氧器改造方案的选择确定需要考虑多种因素，改造除氧器要选择的方案优劣依次为除氧头内部改造、更换除氧头、除氧头和水箱整体改造。而对于除氧器型号规格的选择，则如果是低于20MW的机组原则上将旋膜式除氧器视为首选，如果是大于30MW的机原则上应当将喷雾填料式除氧器视为首选。对于30MW的机组选择出氧气的型式，则可以具体分析汽水条件和调峰要求，在两种除氧器之间进行科学化的选择。在不同的设计要求下可以使用不同型式的除氧器，而针对于技术经济性进行分析，则要考虑的因素有改造费用、除氧器热经济性、投资回收年限、检修周期及检修费用等，对除氧器的改造方面进行技术经济型的比较可以找出一种最经济实用的改造方式。降低资金投入，增加收益。

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