噴霧填料式除氧器改造

曹　偉　王玉懷　車富生　何芙蓉

摘要：除氧器是熱力發(fā)電廠的重要設(shè)備之一，它的主要作用就是除去鍋爐給水中的氧氣和其它不凝結(jié)氣體，以保證給水的品質(zhì)。若給水中溶解氧氣，就會使與水接觸的金屬被腐蝕，同時(shí)在熱交換器中若有氣體聚積，將使傳熱的熱阻增加，降低設(shè)備的傳熱效果。因此水中溶解有任何氣體都是不利的，尤其是氧氣，它將直接威脅熱力設(shè)備和管道的安全運(yùn)行。文章針對噴霧填料式除氧器運(yùn)行中存在的問題，如給水溶解氧含量超標(biāo)嚴(yán)重，且除氧器運(yùn)行中溶解氧含量波動較大等問題，介紹了玉門油田分公司水電廠#7除氧器改造的工藝過程，很好的消除了除氧器在運(yùn)行中存在的問題，達(dá)到了預(yù)期效果。

關(guān)鍵詞：除氧器；噴霧填料式；壓力容器；壓力；溫變

中圖分類號：TK233 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2009）15-0063-02

一、除氧器的背景知識介紹

除氧器是熱力發(fā)電廠的重要設(shè)備之一，它的主要作用就是除去鍋爐給水中的氧氣和其它不凝結(jié)氣體，以保證給水的品質(zhì)。若給水中溶解氧氣，就會使與水接觸的金屬被腐蝕，同時(shí)在熱交換器中若有氣體聚積，將使傳熱的熱阻增加，降低設(shè)備的傳熱效果。因此水中溶解有任何氣體都是不利的，尤其是氧氣，它將直接威脅熱力設(shè)備和管道的安全運(yùn)行。

我廠#8汽輪發(fā)電機(jī)組為上海汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的12MW機(jī)組，配用150T-4型噴霧填料式除氧器（編號為#7除氧器），于1997年6月投產(chǎn)運(yùn)行。除氧器工作壓力：0.02MPa（a），工作溫度：104℃，額定出量：150t/h，進(jìn)水溫度：70℃，出水溫度：98℃～104℃，水箱容積：50m3。

二、#7除氧器改造前存在的主要問題

我廠#7除氧器經(jīng)過十余年的運(yùn)行，主要存在以下幾個(gè)方面的問題：

1．給水溶解氧含量超標(biāo)嚴(yán)重，且除氧器運(yùn)行中溶解氧含量波動較大，除氧器額定出力運(yùn)行時(shí)，溶解氧含量最高值達(dá)到21.3μg/L。

2．Ω型填料損壞、散失嚴(yán)重，除氧器運(yùn)行中Ω型填料時(shí)常脫落到給水泵入口，堵塞給水泵入口濾網(wǎng)，影響機(jī)組系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

3．除氧器出水溫度、出力無法達(dá)到設(shè)計(jì)要求，不能很好的滿足機(jī)組運(yùn)行需求。

4．除氧器在運(yùn)行中振動較大，對除氧器安全運(yùn)行帶來隱患。

鑒于以上問題不能很好的解決，我們決定于2007年大修時(shí)對#7除氧器進(jìn)行改造。

三、改造方案

改造僅對除氧器除氧頭內(nèi)噴嘴、配水管、Ω型填料等部件進(jìn)行局部改造，除氧器除氧頭外形結(jié)構(gòu)、除氧水箱及外部連接管線不做任何改動。

1．拆除噴水效果極差，且腐蝕嚴(yán)重的環(huán)形配水管及噴嘴。

2．拆除原淋水盤結(jié)構(gòu)，改為三層淋水篦子，將珠狀傳熱方式改為膜狀傳熱，這樣能有效增強(qiáng)傳熱效果和不凝結(jié)氣體的擴(kuò)散能力。

3．拆除原除氧器Ω型填料的上壓料架，保持填料下托架不變，用液汽網(wǎng)代替Ω型散填料，液汽網(wǎng)填料材質(zhì)為：1Cr18Ni9Ti。

4．根據(jù)除氧器除氧頭尺寸，設(shè)計(jì)制造除氧器起膜器組，它由排汽管和起膜管兩部分組成，起膜器組材質(zhì)為：1Cr18Ni9Ti。

5．在淋水篦子上加裝收水器一層，除氧頭頂部重新制作汽水分離裝置，分離絲網(wǎng)材質(zhì)為：1Cr18Ni9Ti。

6．除氧器內(nèi)所用承壓部件按照《鋼制壓力容器》（GB150-1998）標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

改造后的除氧頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示：

1－液汽網(wǎng)；2－淋水篦子；3－收水器；4－通汽管；5－起膜管；6－汽水分離裝置；7－進(jìn)水口

圖1除氧頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖

四、改造后的除氧器工作原理

主凝結(jié)水及化學(xué)補(bǔ)水進(jìn)入除氧器除氧頭內(nèi)，在一定的壓差下從起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)間內(nèi)很小的行程上產(chǎn)生劇烈的混合加熱作用，水溫得到大幅度提升，而旋轉(zhuǎn)的水沿著旋膜管內(nèi)孔壁繼續(xù)下旋，形成一層翻滾的水膜裙，此時(shí)水處于紊流狀態(tài)，其傳熱效果最好，水溫達(dá)到飽和溫度時(shí)，氧氣即被分離出來。

由于旋轉(zhuǎn)水流基本上是緊貼管壁旋轉(zhuǎn)而下，在起膜管中間形成汽—?dú)馔ǖ?，不存在氣體流動死區(qū)，因氧氣在內(nèi)孔內(nèi)無法隨意擴(kuò)散，析出的不凝結(jié)氣體被迅速排出，只能隨上升的蒸汽從排汽管排向大氣（老式除氧器雖加熱了水，分離出了氧，但氧氣比重大于加熱蒸汽，部分氧又被下流的水帶入水箱，這也是造成除氧效果差的一種原因）。

經(jīng)旋膜段粗除氧的給水及由疏水管引進(jìn)的高壓加熱器疏水在這里混合進(jìn)行二次分配，呈均勻淋雨?duì)盥涞狡湎碌囊浩W(wǎng)上，再進(jìn)行深度除氧后流入水箱。

五、改造后除氧器運(yùn)行效果分析

1．改造后除氧器除氧效果良好，在額定出力150t/h時(shí)，出水溶解氧含量下降到≤10μg/L，鍋爐給水溶解氧含量國家標(biāo)準(zhǔn)要求：高壓汽包爐為≤7μg/L，中壓汽包爐為≤13μg/L。

2．改造后的除氧器采用了兩級除氧方式，給水通過起膜器組進(jìn)行一次除氧，然后經(jīng)過淋水篦子和液汽網(wǎng)進(jìn)行二次深度除氧，對不凝結(jié)氣體的析出能力強(qiáng)，并且其傳熱性能好，可以有效保證除氧器出水溫度，滿足運(yùn)行需要。

3．除氧頭頂部重新制作汽水分離裝置，加裝收水器，減少排氣損失，提高了系統(tǒng)熱經(jīng)濟(jì)性。

4．采用新型液汽網(wǎng)替代Ω型填料，可以消除給水泵入口堵塞安全隱患。

5．消除了除氧器在運(yùn)行中存在的振動現(xiàn)象，保障了設(shè)備安全運(yùn)行。

6．改造成本低，改造所用起膜器組、液汽網(wǎng)、淋水篦子等材料所需費(fèi)用不足10萬元；改造工期短，所有改造工作可在7天內(nèi)完成。

六、結(jié)語

玉門油田分公司水電廠#7除氧器改造后，經(jīng)過一年的試運(yùn)行，其運(yùn)行狀況良好，給水品質(zhì)的改善有效延長了電廠熱力設(shè)備的使用壽命。此次改造是一次有益的嘗試，它的成功對小機(jī)組老式除氧器的改造具有指導(dǎo)意義。

作者簡介：曹偉（1982－），男，甘肅天水人，玉門油田分公司水電廠設(shè)備檢修部汽化作業(yè)區(qū)助理工程師，研究方向：汽輪機(jī)附屬設(shè)備檢修。