低負(fù)荷旋膜式除氧器除氧遙遙不達(dá)標(biāo)解決方案
低負(fù)荷旋膜式除氧器除氧遙遙不達(dá)標(biāo)解決方案。通過對低負(fù)荷旋膜式除氧器除氧遙遙不達(dá)標(biāo)的原因分析，提出了多種解決方案，解決了旋膜式除氧器低負(fù)荷運行時除氧能力達(dá)不到設(shè)計指標(biāo)的難題。
在發(fā)電系統(tǒng)中鍋爐的安全遙遙運行是十分重要的，而鍋爐給水水質(zhì)對鍋爐的安全運行至關(guān)重要，在鍋爐給水的處理過程中，給水除氧是一個很關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。鍋爐給水管道及換熱面氧腐蝕是導(dǎo)致鍋爐遙遙管等的主要因素，溶解氧是影響鍋爐氧腐蝕的主要指標(biāo)，因此鍋爐給水系統(tǒng)中的溶解氧應(yīng)嚴(yán)格達(dá)到對應(yīng)壓力等遙遙鍋爐要求的指標(biāo)，否則鍋爐的給水系統(tǒng)和換熱面部件會發(fā)生氧腐蝕，導(dǎo)致管壁變薄，管道腐蝕情況嚴(yán)重時，甚至?xí)l(fā)生換熱面管道遙遙沒用等事故。
為提高鍋爐給水除氧器工作能力，目前大中型電站普遍采用旋膜除氧器除氧，但是在實際工作過程中，系統(tǒng)需要在低負(fù)荷運行，除氧器低負(fù)荷運行時，除氧頭水室給水流量減小，旋膜管水流速度降低，旋膜裙難以形成，給水加熱面積不夠，換熱不充分，除氧能力達(dá)不到設(shè)計指標(biāo)。通過現(xiàn)場對低負(fù)荷旋膜除氧器多種改造方法的討論和實施，找出旋膜除氧器低負(fù)荷除氧不達(dá)標(biāo)的主要原因，并結(jié)合現(xiàn)場實際情況，利用的解決了除氧器不達(dá)標(biāo)的問題，為鍋爐的安全運行提供了支持，并未除氧器的優(yōu)化設(shè)計提供了思路。
1旋膜式除氧器工作原理
1.1熱力學(xué)原理
任何氣體溶解于水中的溶解度與它在水面上的分壓力及溫度有關(guān)。根據(jù)亨利定律，氧氣在水中的溶解度為G=k（PtP）其中G為氧氣在水中的溶解度；k為對應(yīng)水溫氧氣溶解系數(shù)；Pt為氧氣在氣體的混合物中的分壓力；P為氣體的混合物的總壓力；由此可見，若要水中的溶解氧盡可能的少，可通過減小氧氣的分壓力或者提高氣體混合物的總壓力。熱力式除氧的原理就是將水加熱至對于壓力下的飽和溫度，增大水蒸氣在氣體混合物中的分壓力，從而提高氣體混合物的總壓力，降低氧氣在水中溶解度。
1.2旋膜除氧器組成
旋膜式除氧器主要由除氧頭、除氧水箱6兩個主要部件以及對應(yīng)凝結(jié)水、除鹽水補水、上部加熱蒸汽、下部加熱蒸汽等接管和外接閥門組件組成，其主要部件除氧塔頭是由殼體1、旋膜管2、淋水篦子3、蓄熱填料液汽網(wǎng)4、汽水分離器5等部件組成，如圖1所示。
凝結(jié)水、化學(xué)補充水通過給水管道進(jìn)入除氧頭水室，然后進(jìn)入旋膜管管壁φ5mm小孔，旋膜管小孔斜向下呈一定角度，水流通過小孔螺旋狀噴岀，在慣遙遙作用下，在旋膜管內(nèi)壁形成水膜，并在旋膜管出口形成旋膜裙，并與通過上部加熱蒸汽管道引進(jìn)的進(jìn)入的加熱蒸汽進(jìn)行熱交換，達(dá)到遙遙除氧的遙遙，旋膜管工作原理如圖2所示；遙遙加熱后的給水落至淋水篦子，并經(jīng)過淋水篦子均勻分布，與通過布汽裝置進(jìn)入的二次加熱蒸汽接觸，進(jìn)一步加熱到接近除氧器工作壓力下的飽和水溫度，比飽和溫度低約2~3益，且進(jìn)一步除氧。經(jīng)過旋膜管及淋水篦子加熱，可除將除氧器給水中90%~95%的溶解氧除去。
2低負(fù)荷旋膜式除氧器除氧遙遙差原因分析
以某干熄焦余熱發(fā)電現(xiàn)場調(diào)試經(jīng)驗為例，該項目配套一臺110th大氣式熱力旋膜除氧器，但是現(xiàn)場實際鍋爐給水量一直在50~85th，除氧器溶解氧含量一直在45~70滋gL，高于設(shè)計值15滋gL。現(xiàn)場采取多種調(diào)試手段，從增加旋膜管換熱溫度、換熱時間、換熱面積等多方面加強除氧頭換熱遙遙。
（1）包括增加加熱蒸汽流量及溫度、調(diào)整一二次加熱蒸汽比例、加大對空排汽閥開度。低負(fù)荷汽輪機除氧抽汽溫度低于設(shè)計值，通過開啟廠區(qū)蒸汽管網(wǎng)進(jìn)除氧器蒸汽管道調(diào)節(jié)閥，將除氧器加熱蒸汽由170益提高到203益（旋膜式除氧器加熱蒸汽設(shè)計值180益），并加大除氧頭頂部對空排汽閥開度，提高加熱蒸汽流量至5.6th，經(jīng)取樣檢測除氧器出水溶解氧含量仍在40滋gL左右，除氧遙遙改善不遙遙。
（2）增加除氧頭高度。相比類似規(guī)格除氧器，本項目除氧器除氧頭高度，可能導(dǎo)致旋膜裙換熱時間不足，因此現(xiàn)場對除氧頭水室下部殼體進(jìn)行切割，并增加約500mm高度，但改造后除氧器出水除氧遙遙基本無改善。圖3增加除氧頭高度改造方案
（3）旋膜管部分堵管。為解決現(xiàn)場低負(fù)荷達(dá)標(biāo)，該110th除氧頭設(shè)置22根旋膜管，現(xiàn)場將旋膜管采用堵管方式封堵7根，封堵后在負(fù)荷情況下，水室壓力遙遙提高，經(jīng)取樣檢測除氧器出水溶解氧含量在25滋gL左右，在80th負(fù)荷情況下，旋膜式除氧器出水溶解氧含量可以達(dá)到15滋gL左右。
（4）開旋膜式除氧器再循環(huán)泵。堵管后，為進(jìn)一步解決溶解氧含量高問題，開啟除氧器再循環(huán)泵，人為增加旋膜式除氧器負(fù)荷，增大了給水流量，且再循環(huán)除氧水溶解氧含量，此部分水經(jīng)過二次除氧，溶解氧量降低?，F(xiàn)場旋膜式除氧器出水溶解氧達(dá)到設(shè)計指標(biāo)。但是長期開啟旋膜式除氧器再循環(huán)泵，不利于除氧器水位控制，且增加系統(tǒng)電耗。
經(jīng)對比分析，由于旋膜管進(jìn)水小孔數(shù)量設(shè)計制造后已經(jīng)固定，余熱發(fā)電系統(tǒng)低負(fù)荷運行時，給水流量變小，水室壓力遙遙低于設(shè)計值，旋膜管小孔進(jìn)水流量減小，流速降低，旋膜管無法形成良的旋膜裙，導(dǎo)致給水與加熱蒸汽換熱面積不足，影響加熱遙遙，不能除氧。
3變負(fù)荷旋膜式除氧器方案
雖然通過以上旋膜式除氧器結(jié)構(gòu)改造已經(jīng)運行工藝調(diào)整，能解決低負(fù)荷條件下除氧器除氧遙遙差的問題，但是采用堵管措施，在系統(tǒng)負(fù)荷高時旋膜式除氧器水室壓力遙遙過設(shè)計值，旋膜式除氧器負(fù)荷不滿足運行條件，不能適應(yīng)系統(tǒng)負(fù)荷變化。
根據(jù)現(xiàn)場調(diào)試思路，考慮能在系統(tǒng)負(fù)荷變化時，維持旋膜管水室水壓足夠。那么需要在余熱發(fā)電系統(tǒng)波動時，旋膜管流通面積隨著變化，因此考慮設(shè)置滑動重力壓板，維持除氧頭水室壓力，除氧頭水室重力壓板改造方案如圖4所示。
通過調(diào)整重力壓板上壓塊重量，在系統(tǒng)給水流量小時，壓板下沉，減小水室可利用旋膜管小孔數(shù)量，利用壓板重力維持水室壓力遙遙旋膜管小孔水流速度，保障旋膜管旋膜裙遙遙，避遙遙負(fù)荷波動對旋膜式除氧器除氧遙遙影響。重力壓板質(zhì)量計算如下G壓板=A伊P伊106g其中G壓板為壓板重量（kg）；A為壓板面積（m2）；P為水室設(shè)計壓力（MPa）；g為重力加速度（ms2）。此改造方案改造工程量小、投資小、刻調(diào)節(jié)遙遙強，能解決余熱發(fā)電系統(tǒng)負(fù)荷變化對旋膜式除氧器除氧遙遙的影響。
由于余熱發(fā)電系統(tǒng)為利用工業(yè)生產(chǎn)過程能源，發(fā)電系統(tǒng)負(fù)荷水生產(chǎn)波動較大，而為了系統(tǒng)安全遙遙，余熱發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備按生產(chǎn)系統(tǒng)大負(fù)荷選型，在實際生產(chǎn)過程中，余熱系統(tǒng)在低負(fù)荷波動運行，熱力旋膜除氧器在系統(tǒng)低負(fù)荷波動時，除氧遙遙不不錯。通過旋膜式除氧器可滑動動力壓板改造，設(shè)備改造簡單，負(fù)荷適應(yīng)能力強，能為余熱發(fā)電系統(tǒng)安全運行提供有力的遙遙。