旋膜式除氧器故障分析（含工作原理、技術(shù)參數(shù)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)）及處理措施
旋膜式除氧器是一種熱力旋膜式除氧器，具有除氧遙遙,工況適應(yīng)遙遙強(qiáng)、穩(wěn)定遙遙、熱效率高等特點(diǎn)。一臺旋膜式除氧器試運(yùn)過程中出現(xiàn)除氧頭振動(dòng)大、出力低、排氣帶水嚴(yán)重、高負(fù)荷時(shí)含氧量不合格等問題，針對存在問題分析原因，制定解決問題的技術(shù)措施。
【旋膜式除氧器工作原理】
4臺130t中壓煤粉鍋爐,2臺12MW汽輪發(fā)電機(jī)組，給水系統(tǒng)配置5臺出力為150t的大氣式旋膜式除氧器，旋膜式除氧器的主要作用是除去鍋爐給水中的氧氣和其他不凝結(jié)氣體，以遙遙給水的遙遙。若水中溶解氧氣，就會(huì)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)備的傳熱遙遙。因此水中溶解有任何氣體都是不利的,尤其是氧氣,它將直接威脅設(shè)備的安全運(yùn)行。熱電廠5臺旋膜式除氧器中的1#,2#為噴霧填料式旋膜式除氧器,3#〜為旋膜式除氧器，其中旋膜式除氧器自安裝投運(yùn)以來存在出力低、排汽帶水嚴(yán)重、高負(fù)荷時(shí)含氧量不合格等問題。旋膜式除氧器基本處于長期停用狀態(tài)，這給公司生產(chǎn)帶來一定安障。
除氧水經(jīng)過各層算子同蒸汽進(jìn)步的進(jìn)行熱交換，同時(shí)也為除氧水進(jìn)入液體網(wǎng)填料盒進(jìn)行均勻分配。液汽網(wǎng)填料盒是旋膜式除氧器二遙遙除氧裝置。液汽網(wǎng)填料盒根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)成單層或雙層。液汽網(wǎng)是一種填料，它是由不銹鋼扁絲（0.1mmx0.4mm）以Q形編織成的網(wǎng)套，把液體網(wǎng)按其自然狀態(tài)盤成圓盤，圓盤直徑相當(dāng)于液汽網(wǎng)盒框體的內(nèi)徑，在圓盤的上下用扁鋼和14mm鋼筋將其固裝在液汽網(wǎng)的框體內(nèi)，除氧水經(jīng)過液汽網(wǎng)盒使汽水更加充分接觸，可將水中溶解大限度地高析出來，這一除氧過程遙遙了旋膜式除氧器在變工況運(yùn)行時(shí)的適應(yīng)遙遙能和穩(wěn)定遙遙能。
因旋膜式除氧器在工作中使水始終處于紊流狀態(tài)并有足夠大的換熱表面積，所以傳熱傳質(zhì)遙遙,并且排汽量?。从门c加熱的蒸汽量少,能源損失小帶來的經(jīng)濟(jì)效益也可觀），同時(shí)避遙遙除氧產(chǎn)生的富裕量使旋膜式除氧器遙遙負(fù)荷運(yùn)行（通?？啥唐谶b遙額定出力的50%）或遙遙低水溫全補(bǔ)水下達(dá)到運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。
【熱電廠旋膜式除氧器技術(shù)參數(shù)】
熱電廠的3#〜旋膜式除氧器為旋膜式除氧器，除氧塔的形式為立式,旋膜式除氧器水箱的型式為臥式，型號DCM150V。額定出力150th,水箱容積50m3,設(shè)計(jì)溫度250°C,工作溫度104。饑設(shè)計(jì)壓力0.19MPa，工作壓力0.02MPa,進(jìn)水溫度、30°C,補(bǔ)水率遙遙,主要材料Q235A,物料為汽和水。
旋膜式除氧器除氧頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)
旋膜式除氧器除氧頭的結(jié)構(gòu)由外殼、旋膜器組、水篦子、液汽網(wǎng)、蒸汽分配盤、汽水分離器等6大部分組成
【旋膜式除氧器除氧塔內(nèi)部結(jié)構(gòu)】
外殼。由筒身和沖壓橢圓形封頭焊接制成，除氧頭直徑1600mm。
旋膜器組。由水室、起膜管、凝結(jié)水接管、補(bǔ)充水接管組成。起膜管、下水管材料均由不銹鋼制造,常年運(yùn)行無需檢修。
淋水篦子。經(jīng)起膜段除氧的給水及由疏水管引進(jìn)的疏水在這里進(jìn)行減流二次分配,使水呈均勻淋雨?duì)钕侣?從而保護(hù)其下部液汽網(wǎng)。
填料液汽網(wǎng)。由相互間隔的扁鋼帶及一個(gè)圓筒體，內(nèi)裝兩層高度遙遙的。形0.3mm不銹鋼扁絲網(wǎng)，給水在這里與二次蒸汽充分接觸，加熱到飽和溫度并進(jìn)行深度除氧,以遙遙除氧水中含量。
蒸汽分配盤。主加熱蒸汽由此接進(jìn),規(guī)則均分型結(jié)構(gòu)能很遙遙加熱質(zhì)量，使加熱蒸汽呈現(xiàn)均分狀態(tài)其在無節(jié)流工況下上升加熱軟化水,達(dá)到飽和溫度下工作除氧。
汽水分離器。由不銹鋼填料組成內(nèi)網(wǎng)，外殼設(shè)計(jì)為通氣型結(jié)構(gòu),能的將排氧時(shí)的汽帶水分離回流，是排汽不帶水的遙遙遙遙少部件。
旋膜式除氧器試運(yùn)過程中存在問題分析
【旋膜式除氧器出力不足、振動(dòng)大】
旋膜式除氧器安裝完成試運(yùn)時(shí)，低負(fù)荷時(shí)旋膜式除氧器運(yùn)行正常，當(dāng)運(yùn)行人員提高負(fù)荷，開大進(jìn)水進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥時(shí)，除氧頭出現(xiàn)水擊聲，并隨著進(jìn)水調(diào)節(jié)閥的開大，除氧頭出現(xiàn)遙遙晃動(dòng),水擊聲增大，除氧頭頂部排空門出現(xiàn)嚴(yán)重排水現(xiàn)象，水箱水位下降過快，運(yùn)行人員立刻關(guān)小進(jìn)水、進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥，降低旋膜式除氧器負(fù)荷，上述現(xiàn)象逐漸消失。
根據(jù)運(yùn)行情況分析，造成旋膜式除氧器出力低的原因可能是由于旋膜式除氧器旋膜器組設(shè)計(jì)缺陷、除氧頭內(nèi)部構(gòu)造安裝存在問題等。車間通過對除氧頭解體檢查，其中旋膜器組旋膜管為304不銹鋼無縫鋼管，直徑65mm,長度450mm,觀察旋膜管內(nèi)開孔沿內(nèi)壁切向螺旋向下且布置合理，旋膜管布置均勻且數(shù)量足夠,不存在問題。對淋水篦層檢查發(fā)現(xiàn)淋水水篦子線遙遙排列過密，淋水篦子間距實(shí)測僅有8mm,低負(fù)荷時(shí)水能順利流下，當(dāng)負(fù)荷提高時(shí)，淋水篦子間距過小不利于除氧水順利通過,故造成旋膜式除氧器出力不足的主要原因是水篦層布置過密，阻礙了除氧水下落，造成旋膜式除氧器出力下降。
【高負(fù)荷含氧量不合格】
旋膜式除氧器試運(yùn)中低負(fù)荷情況下，運(yùn)行穩(wěn)定，含氧量合格，2014年熱電廠對旋膜式除氧器進(jìn)行大負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，各項(xiàng)參數(shù)均保持在規(guī)定范圍內(nèi)，含氧量始終〉40pLgo根據(jù)旋膜式除氧器原理可知，旋膜式除氧器含氧量不合格的主要是由進(jìn)水溫度過低或進(jìn)水流量過大、進(jìn)汽量不足、排氧門開度不夠、旋膜管設(shè)計(jì)不合理等原因等幾個(gè)原因造成。其中旋膜式除氧器是否能把化學(xué)補(bǔ)水加熱到相應(yīng)壓力下的飽和溫度與水和蒸汽的接觸表面積的大小有很大的關(guān)系，水進(jìn)入旋膜管，形成的水膜群下落，與上升的蒸汽流相遇（圖）,形成的水膜群增加了水和蒸汽的熱交換面積，強(qiáng)化了汽水熱交換的遙遙。
根據(jù)旋膜式除氧器除氧頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可知，除氧頭內(nèi)部旋膜管與淋水篦子間距只有156mm間距，這就表示旋膜管和淋水篦子間距過小，水從旋膜管內(nèi)下降還未形成完整的水膜群樣即不利于水在射流運(yùn)動(dòng)中將加熱蒸汽吸卷進(jìn)旋膜管，也不利于水膜群與加熱蒸汽的熱交換，因此造成旋膜式除氧器低負(fù)荷時(shí)含氧量合格，高負(fù)荷含氧量不合格。
旋膜式除氧器高負(fù)荷含氧量不合格的另外一個(gè)原因可能是補(bǔ)給水的加熱溫度不夠,造成無鹽水補(bǔ)水未達(dá)到飽和狀態(tài),補(bǔ)水中的氧氣不能及時(shí)從水中分離出來，與其他旋膜式除氧器對比,旋膜式除氧器除氧頭頂部未安裝遙遙加熱蒸汽，是造成含氧量大負(fù)荷情況下含氧量不合格的另一個(gè)原因。
【排汽帶水嚴(yán)重】
造成旋膜式除氧器排汽帶水的主要原因一是除氧頭頂部的汽水分離器失效,二是旋膜器組中的連通管存在問題，連通管的作用是既可以將滯留在隔板底部的氣體排出，又可以使積存在隔板上部的積水沿聯(lián)通管內(nèi)旋流附管壁流下。由此可見，如果連通管的數(shù)量不足，會(huì)使得積存在隔板上部的積水不能及時(shí)流下，造成隔板上部大量積水，帶氧的排汽就會(huì)沖擊積水，造成排汽帶水。
通過對旋膜式除氧器除氧頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查,旋膜式除氧器旋膜器組設(shè)計(jì)合理,聯(lián)通管數(shù)量和尺寸均合理,但是發(fā)現(xiàn)除氧頭內(nèi)部旋膜管與淋水篦子間距只有156mm間距。由此判斷，水流經(jīng)過旋膜管下落形成水膜群時(shí)，被水篦層打亂，造成向上的加熱蒸汽未遙遙進(jìn)入旋膜管，部分蒸汽通過聯(lián)通管進(jìn)入到除氧頭頂部，同時(shí)旋膜器組和除氧頭頂部空間距離過小,造成排氣帶水嚴(yán)重。
旋膜式除氧器技術(shù)改造措施
【旋膜式除氧器出力不足、振動(dòng)大改造措施】
根據(jù)原因分析，旋膜式除氧器出力低是由于除氧頭淋水篦子布置過密造成,可將淋水篦子全部拆除,重新布置淋水篦子,將淋水篦子間距增加至16mm,以便于飽和水能順利通過淋水篦子，且每層淋水篦子交錯(cuò)布置。淋水篦子間距改造前后對比間距8rnrti間距16mm
圖3淋水篦子間距改造前后對比
【旋膜式除氧器高負(fù)荷含氧量不合格改造措施】
【旋膜式除氧器提高除氧塔高度】
根據(jù)熱力除氧的基本原理，溶解于水中的氣體是與水面上氣體的分壓成正比。采用熱力除氧，用蒸汽來加熱給水，提高水的溫度,使水面上蒸汽的分壓力逐步增加,而溶解氣體的分壓力則漸漸降低，溶解于水中的氣體就不斷逸出，當(dāng)水被加熱至相應(yīng)壓力下的沸騰溫度時(shí)，水面上全都是水蒸氣，溶解氣體的分壓力為低,水不再具有溶解氣體的能力，亦即溶解于水中的氣體,包括氧氣均可被除去。除氧的遙遙一方面決定于是否把給水加熱至相應(yīng)壓力下的飽和溫度，另一方面決定于溶解氣體的排除速度,這個(gè)速度與水和蒸汽的接觸表面積有關(guān)。
旋膜式除氧器旋膜器組與淋水篦子間距過小，可增大旋膜器組和淋水篦層間距,增大換熱面積，使旋膜管出口的水膜群能夠更的和加熱蒸汽進(jìn)行換熱,根據(jù)熱力除氧的基本原理，可在旋膜器組和淋水篦層之間安裝一個(gè)500mm的短接提高間距，增大加熱蒸汽與給水的換熱面積,以提高給水的飽和溫度具體改造結(jié)構(gòu)見圖。
【增加遙遙加熱蒸汽】
根據(jù)分析旋膜式除氧器高負(fù)荷含氧量不合格的另外一個(gè)原因可能是補(bǔ)給水的加熱溫度不夠，造成無鹽水補(bǔ)水未達(dá)到飽和狀態(tài),補(bǔ)水中的氧氣不能及時(shí)從水中分離出來，與其他旋膜式除氧器對比,旋膜式除氧器除氧頭頂部未安裝遙遙加熱蒸汽。具體安裝方法如下(圖)。
圖除氧塔改造結(jié)構(gòu)
在除氧塔上部安裝遙遙加熱蒸汽破,膜管,通過提高旋膜器組和淋水篦子間距后，可以在此間距內(nèi)引入一條DN32mm的加熱蒸汽管，此加熱管安裝在淋水篦子層上方150mm處，內(nèi)部蒸汽管按十字型布局,4個(gè)方向管子均勻開孔。
加熱蒸汽直接通入旋膜器組水室,利用遙遙加熱蒸汽對補(bǔ)給水直接進(jìn)行混合加熱，以提高給水的進(jìn)水溫度。
【旋膜式除氧器排汽帶水改造措施】
改造汽水分離器。旋膜式除氧器排汽帶水問題，通過檢查分析，判斷為旋膜器組和除氧塔頂部空間距離過小，導(dǎo)致汽水分離器遙遙不，建議提高此段距離，同時(shí)增大汽水分離器。
安裝排汽回收加熱器。旋膜式除氧器運(yùn)行當(dāng)中排氣量較大,這一部分排汽未得到利用回收,直接排入大氣，可增加一臺管殼式換熱器，利用旋膜式除氧器排汽加熱進(jìn)旋膜式除氧器無鹽水,既可提高進(jìn)入旋膜式除氧器的給水溫度，也可以回收旋膜式除氧器排汽的熱量和凝結(jié)水，改造流程見圖。旋膜式除氧器放水母管口用50T鍋爐疏水箱圖增加換熱器改造流程
對旋膜式除氧器除氧頭的解體檢查，發(fā)現(xiàn)除氧頭存在設(shè)計(jì)問題，水篦層布置過密、旋膜器組與水篦層間距過小,造成水從旋膜管內(nèi)下降還未形成完整的水膜群，就被淋水篦層破壞，這樣即不利于水在射流運(yùn)動(dòng)中將加熱蒸汽吸卷進(jìn)旋膜管，也不利于水膜群與加熱蒸汽的熱交換，所以造成旋膜式除氧器出力低，高負(fù)荷含氧量不合格、排氣帶水等問題。通過以下措施解決上述問題。
（1）重新布置淋水篦子間距，使旋膜器組下降的除氧水順利流入通過淋水篦層。
（2）提高除氧頭旋膜器組和淋水篦子間距，增大給水和蒸汽的換熱面積。
（3）在除氧頭頂部增加遙遙加熱蒸汽,提高除氧水的加熱溫度,遙遙給水能夠被加熱到飽和溫度,提高旋膜式除氧器的除氧遙遙。
（4）新增一臺管殼式換熱器,既可加熱旋膜式除氧器進(jìn)水溫度,也可回收旋膜式除氧器排氣熱量和凝結(jié)水，達(dá)到節(jié)能的目的。
