除氧器爐疏水管路的振動(dòng)分析及解決方案

王磊 郝二軍

摘?要：除氧器是汽輪發(fā)電機(jī)組抽汽回?zé)嵯到y(tǒng)中的重要設(shè)備，鍋爐給水除氧是由除氧器來(lái)實(shí)現(xiàn)和完成的，維持除氧器在各工況下的穩(wěn)定運(yùn)行是十分重要的。針對(duì)某自備電廠除氧器在回收疏水時(shí)管道振動(dòng)及溶解氧波動(dòng)的現(xiàn)象進(jìn)行深入的分析，并提出了合理的解決措施，通過(guò)對(duì)疏水管路布置方案進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)于除氧器后期的安全運(yùn)行和未來(lái)除氧器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，具有重要的參考和借鑒作用。

關(guān)鍵詞：除氧器;管路;布置;振動(dòng)

前?言

某PVC循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈配套自備電廠直接空冷機(jī)組4×125MW機(jī)組配套青島磐石容器制造有限公司制造的YGXC-520-110旋膜式高壓除氧器。除氧器安裝調(diào)試完成后，除氧器進(jìn)入正常運(yùn)行工況時(shí)，當(dāng)爐疏水至除氧器手動(dòng)門開(kāi)啟2～3圈后，爐疏水管道產(chǎn)生振動(dòng)現(xiàn)象，尤其是爐疏水管路中的手動(dòng)門與進(jìn)除氧器前逆止閥?之間的管道振動(dòng)劇烈同時(shí)除氧器溶解氧出現(xiàn)周期性波動(dòng)。在現(xiàn)場(chǎng)，可見(jiàn)整個(gè)管路發(fā)生劇烈的晃動(dòng)，在閥門連接處劇烈的振動(dòng)導(dǎo)致法蘭漏水嚴(yán)重。發(fā)生此類振動(dòng)，將對(duì)設(shè)備的運(yùn)行的安全性造成隱患。

一、除氧器設(shè)備簡(jiǎn)介

某自備電廠4×125MW機(jī)組配套除氧器采用高壓旋膜除氧器（改進(jìn)型）由外殼、防排汽帶水裝置、新型起膜器、淋子篦子、規(guī)整填料、液汽網(wǎng)、水箱等組成。

凝結(jié)水、化學(xué)補(bǔ)水經(jīng)起膜管呈螺旋狀按一定的角度噴出，形成水膜裙，并與一次加熱蒸汽加熱經(jīng)液汽網(wǎng)，水篦子上升的二次加熱蒸汽接觸被加熱到高壓除氧器工作壓力下的飽和溫度（即低于飽和溫度2～3℃）。除過(guò)氧的給水匯集到除氧頭的下部容器即水箱。高壓旋膜式除氧器型號(hào)YGXC-520-110，工作溫度158℃ ，設(shè)計(jì)壓力0.9MPa（a），設(shè)計(jì)溫度380℃，額定出力520t/h，最大出力560t/h ，水箱有效容積110m³。

二、現(xiàn)場(chǎng)爐水至除氧器管路布置

配備兩臺(tái)除氧器母管制運(yùn)行，設(shè)有4個(gè)出水口，每個(gè)出口的直徑按設(shè)備出力流量的50%進(jìn)行設(shè)計(jì)。在每臺(tái)除氧器水箱上部，設(shè)置了1路爐疏水回收系統(tǒng)，管路尺寸為DN50。在爐疏水進(jìn)除氧器水箱100cm處安裝一個(gè)手動(dòng)閘閥和一個(gè)機(jī)械式逆止閥，如圖1所示。

在兩臺(tái)除氧器水箱的外部，設(shè)置1路鍋爐疏水泵出口母管制供兩臺(tái)除氧器爐疏水回收，在該系統(tǒng)進(jìn)入除氧器水箱的前后管道上，設(shè)置了手動(dòng)閘閥，用于隔離檢修時(shí)的試使用。閘閥在正常運(yùn)行時(shí)處于常開(kāi)狀態(tài)，檢修時(shí)可手動(dòng)關(guān)閉。

三、爐疏水回收系統(tǒng)運(yùn)行工況

機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，爐疏水全部回收至除氧器水箱，在回收爐疏水時(shí)，除氧器水箱附近的管道及閥門振動(dòng)嚴(yán)重（見(jiàn)圖2）并且在回收爐疏水時(shí)除氧器溶解氧出現(xiàn)周期性波動(dòng)，波動(dòng)范圍在17ug/L～35ug/L。管道嚴(yán)重振動(dòng)使?fàn)t疏水手動(dòng)門前后法蘭漏水嚴(yán)重，造成除氧平臺(tái)嚴(yán)重積水達(dá)2cm，影響除氧設(shè)備的安全運(yùn)行并且也導(dǎo)致水資源的浪費(fèi)。

四、管道振動(dòng)及溶解氧波動(dòng)的原因

依據(jù)此爐疏水管路設(shè)計(jì)及參考運(yùn)行方面的經(jīng)驗(yàn)，產(chǎn)生管道振動(dòng)的原因，可分為四類。

（1）因管道本身的膨脹設(shè)計(jì)及管道布置的位置，致使管道的剛度不足，稍有擾動(dòng)就將產(chǎn)生振動(dòng)。

（2）管道內(nèi)流體的流動(dòng)不穩(wěn)定，發(fā)生的水-汽錘、低溫疏水與除氧器水箱內(nèi)的飽和蒸汽在疏水進(jìn)口處降溫降壓時(shí)極易產(chǎn)生流體狀態(tài)的不穩(wěn)定，從而引起了管道的振動(dòng)。

（3）在運(yùn)行過(guò)程中，頻繁調(diào)整疏水泵的出口壓力，以及疏水管道水平段設(shè)計(jì)太長(zhǎng)的原因引發(fā)的振動(dòng)。

（4）在運(yùn)行過(guò)程中，疏水泵運(yùn)行時(shí)疏水直接進(jìn)入除氧器水箱，此部分疏水未進(jìn)行粗除氧和深度除氧致使除氧器溶解氧波動(dòng)。

五、發(fā)生振動(dòng)的原因及解決方案

通過(guò)分析振動(dòng)現(xiàn)象，該處發(fā)生振動(dòng)的原因，是由于汽-水錘的作用而產(chǎn)生的振動(dòng)，該振動(dòng)現(xiàn)象停止疏水回收后就消失、溶解氧也隨之不波動(dòng)。由此而知，疏水管道振動(dòng)及溶解氧波動(dòng)原因?yàn)槌跗魉溥M(jìn)入大量低溫水，使蒸汽驟然凝結(jié)，管道內(nèi)汽壓波動(dòng)造成汽水沖擊。溶解氧波動(dòng)原因?yàn)槭杷催M(jìn)行除氧直接進(jìn)入除氧器水箱。根據(jù)以上原因提出了針對(duì)性的改進(jìn)措施，制訂了以下改進(jìn)方案。

方案：將鍋爐疏水進(jìn)除氧器水箱改至進(jìn)除氧頭，疏水管道水平管道由7米改為80cm，改造系統(tǒng)如圖3所示：

6?結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)分析除氧器爐疏水管路振動(dòng)及溶解氧波動(dòng)的原因，確定管道振動(dòng)是由于汽-水錘引發(fā)的振動(dòng)，溶解氧波動(dòng)原因?yàn)槭杷催M(jìn)行除氧。并根據(jù)實(shí)際情況提出了解決方案。實(shí)施改進(jìn)方案時(shí)，爐疏水管道振動(dòng)消失、除氧器溶解氧波動(dòng)得到改善，消除了振動(dòng)、溶解氧波動(dòng)對(duì)設(shè)備的安全性造成隱患。

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作者：王磊?1987年?本科?助理工程師?主要研究方向直接空冷機(jī)組運(yùn)行與維護(hù)