旋膜式除氧器含氧量遙遙標(biāo)問題電廠的處理與分析
旋膜式除氧器含氧量遙遙標(biāo)問題電廠的處理與分析，發(fā)電廠入爐水中的氧氣對(duì)鍋爐的危害很大，而旋膜式除氧器是鍋爐入爐水水質(zhì)處理的重要設(shè)備。為遙遙發(fā)電廠入爐給水含氧量符合指標(biāo)要求，旋膜式除氧器安全穩(wěn)定運(yùn)行是關(guān)鍵因素。某熱電廠旋膜式除氧器運(yùn)行中出現(xiàn)了除氧頭遙遙溫，除氧頭與高加疏水管道、除鹽補(bǔ)水管道的連接管段振動(dòng)，含氧量嚴(yán)重遙遙標(biāo)的現(xiàn)象。通過采取將除氧頭混合水室中的高加疏水來水接管從水室中移出，并垂直下移300mm，接在水室下部淋水空間靠上部位，同時(shí)將高加疏水進(jìn)水管頭加裝穩(wěn)流孔罩，遙遙檢修除氧頭等措施，遙遙排除了故障和隱患。改造后，旋膜式除氧器運(yùn)行穩(wěn)定，含氧量小于7μgL。
火力發(fā)電廠入爐給水的含氧量符合規(guī)定指標(biāo)要求是遙遙鍋爐設(shè)備不發(fā)生氧化腐蝕，從而安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要條件，旋膜式除氧器能否正常運(yùn)行成為關(guān)鍵。近一年來，某熱電廠三期高壓旋膜式除氧器均不同程度出現(xiàn)了除氧遙遙不太理想的狀況，含氧量指標(biāo)嚴(yán)重遙遙標(biāo)，威脅生產(chǎn)安全運(yùn)行。
1旋膜式除氧器故障現(xiàn)象
1.1旋膜式除氧器基本情況
某熱電廠三期工程高壓旋膜式除氧器于2009年投運(yùn)，總共安裝有3臺(tái)，編號(hào)分別為#10、#11、#12。旋膜式除氧器結(jié)構(gòu)為壓力旋膜式，設(shè)計(jì)壓力為0.88MPa、溫度350℃,工作容積為20.6m3，運(yùn)行時(shí)高壓力為0.65MPa。
1.2旋膜式除氧器故障現(xiàn)象
3臺(tái)旋膜式除氧器安裝運(yùn)行幾年來，均出現(xiàn)了一些運(yùn)行異常和設(shè)備故障。
1）含氧量嚴(yán)重遙遙標(biāo)
運(yùn)行1年以后，3臺(tái)高壓旋膜式除氧器分別出現(xiàn)了除氧水水質(zhì)化驗(yàn)不合格現(xiàn)象，含氧量平均為68μgL、50μgL、35μgL，#10旋膜式除氧器高時(shí)含氧量達(dá)100μgL，遠(yuǎn)高于合格標(biāo)準(zhǔn)，而且#10旋膜式除氧器除氧遙遙差。
2）運(yùn)行中出現(xiàn)振動(dòng)和異音
個(gè)別旋膜式除氧器在運(yùn)行中除氧頭內(nèi)部時(shí)有撞擊聲響。除氧頭與高加疏水管道、除鹽補(bǔ)水管道的連接管段出現(xiàn)振動(dòng)；頂部人孔及側(cè)面人孔有泄露。
3）除氧頭溫度升高
與初投運(yùn)調(diào)試時(shí)數(shù)據(jù)相比，除氧頭溫度經(jīng)常出現(xiàn)不同程度地攀升現(xiàn)象，高時(shí)達(dá)195℃,已遙遙工藝要求的上限，無法保障旋膜式除氧器長(zhǎng)期安全運(yùn)行。
1.3旋膜式除氧器檢修
旋膜式除氧器發(fā)生故障后，陸續(xù)進(jìn)行了下線檢修，#10旋膜式除氧器除氧遙遙差，行了檢修。
1）#10旋膜式除氧器停運(yùn)檢修情況
#10旋膜式除氧器除氧頭內(nèi)部旋膜管脫落3根，其中2根遙遙掉下來，另一根懸掛在水室下層隔板上。此旋膜管距上端約5cm部分碎裂，水室空氣排空管5根脫落，同時(shí)，填料層的淋水孔板已被吹翻，雜亂陳列，大量Ω形填料被吹上來，少量部分被吹散至水室上層頂部等部位。
2）#12旋膜式除氧器停運(yùn)檢修故障情況
旋膜管掉落2根，其中一根旋膜管齊著水室上蓋板焊接處呈圓形切面斷裂。水室上蓋板靠近北側(cè)約16面積塌陷，塌陷部分焊口開裂，蓋板與原位置平面約呈40°角，塌陷部分下沉高度大約70mm。填料層上的淋水孔板周邊有許多缺失螺栓，填料孔板無錯(cuò)位和翻起。#11旋膜式除氧器解體檢查故障類似，但程度較輕。
綜合幾臺(tái)旋膜式除氧器的故障特征旋膜管開焊掉落或斷裂；水室蓋板均出現(xiàn)不同程度的毀壞，水室上蓋板被沖裂開；填料層淋水孔板（填料壓板）螺栓被吹松脫或淋水壓板被吹翻，Ω形填料填部分吹散。
2旋膜式除氧器故障原因分析
旋膜式除氧器的工作原理是將生產(chǎn)運(yùn)行中產(chǎn)生的凝結(jié)水、高加疏水以及除鹽補(bǔ)水、鍋爐疏水等溫度的來水收集到水室中，通過均布的諸多旋膜管將混合水形成多層密布的水膜向下落，與進(jìn)入除氧頭下部的加熱蒸汽進(jìn)行逆向熱交換，從而在立體面上增加換熱面積加熱補(bǔ)水，除去水中的氧氣和不凝結(jié)空氣。析出的氧氣和空氣順著空氣排空管穿過水室進(jìn)入頂端排氧室，由排氧門排空；而被充分熱交換加熱后的除氧水膜則向下形成水滴落向淋水孔板，經(jīng)填料層滲入水箱。同時(shí)，進(jìn)入旋膜式除氧器水箱的二次加熱蒸汽和再沸騰蒸汽系統(tǒng)再將水箱中除氧后的水進(jìn)一步加熱以排除殘余氧量，提高除氧水質(zhì)量。
2.1旋膜式除氧器除氧頭遙遙溫原因分析
結(jié)合運(yùn)行中的故障現(xiàn)象以及停運(yùn)檢修設(shè)備狀況來看，造成除氧頭遙遙溫原因?yàn)橛捎谠撔な匠跗鬟\(yùn)行中發(fā)生水室旋膜管和空氣排空管脫落，水室遭到破壞，使除氧頭內(nèi)水室與其他部分連通，造成混合水未能形成均勻的水膜與加熱蒸汽進(jìn)行換熱除氧，混合水匯集成水柱由孔洞瀉下，而加熱蒸汽可直接進(jìn)入水室或穿過水室直至除氧頭頂端，這樣會(huì)使水和蒸汽換熱遙遙不充分，造成除氧頭遙遙溫。
當(dāng)機(jī)組停運(yùn)切換操作時(shí)，除氧頭遙遙溫現(xiàn)象更加遙遙。2014年11月1日，#7機(jī)組停機(jī)操作時(shí)，運(yùn)行中的#10旋膜式除氧器除氧頭溫度突然升高。調(diào)取DCS運(yùn)行過程中旋膜式除氧器溫度變化曲線，見圖1。由圖1可見，#10除氧頭溫度在2014年11月1日1238突然升高，高達(dá)195℃,已遙遙出了工藝控制范圍。再調(diào)出同一時(shí)間段#7機(jī)的凝結(jié)水退出時(shí)的流量變化曲線進(jìn)行比對(duì)，見圖2。
由圖1、2可知，由于#10旋膜式除氧器的凝結(jié)水是由#7機(jī)來，當(dāng)#7機(jī)組停機(jī)時(shí)凝結(jié)水退出，隨后除氧頭溫度急劇上升。除氧頭溫度上升的時(shí)間點(diǎn)剛與#7機(jī)停機(jī)凝結(jié)水退出的時(shí)間相吻合。這表明凝結(jié)水的退出對(duì)除氧頭溫度的升高有直接的影響，從而說明運(yùn)行操作的不當(dāng)導(dǎo)致除氧頭溫度急劇變化也是除氧頭損壞的因素。
2.2旋膜式除氧器高加疏水的影響
高壓加熱器是指汽輪機(jī)利用蒸汽做功過程中的不同階段的抽汽來加熱給水從而提高入爐水溫度。加熱過程中的高加疏水排向除氧頭水室。由于高加疏水遙遙的是汽液兩相流疏水器，高加疏水的介質(zhì)形態(tài)為水和少量蒸汽混合的紊流狀態(tài)，溫度和壓力都比較高（溫度大約170℃,壓力0.8~1.0MPa），且流量較大，較易產(chǎn)生流體沖擊力和管道振動(dòng)。
2.3旋膜式除氧器除氧頭水室破壞分析
在廠家原設(shè)計(jì)中，汽輪機(jī)組高加疏水來水直接接入除氧頭水室，夾帶部分蒸汽的溫度較高的高加疏水與同進(jìn)除氧頭水室的凝結(jié)水、除鹽補(bǔ)水等溫度的來水相混合，由于混合水汽的溫差較大，補(bǔ)進(jìn)同一容器內(nèi)時(shí)，很容易產(chǎn)生水錘現(xiàn)象，即除氧頭有撞擊聲。
由于除氧頭內(nèi)部的水室并非壓力容器，凝結(jié)水、除鹽水、高加疏水等均匯入該水室，流量較大，壓力升高，水室內(nèi)承壓遙遙限。
在運(yùn)行方面，根據(jù)生產(chǎn)運(yùn)行的負(fù)荷要求不斷調(diào)整（包括電負(fù)荷和熱負(fù)荷），以及操作工藝方面的不完善，造成除氧頭水室內(nèi)溫度和壓力不穩(wěn)甚至產(chǎn)生劇烈波動(dòng)。
在以上幾方面因素的綜合作用下，造成水室以及旋膜管、排氣管、水室管板等部件受熱沖擊和交變應(yīng)力沖擊，引起水室結(jié)構(gòu)部件破壞。
2.4旋膜式除氧器水室破壞使除氧遙遙進(jìn)一步惡化
由于旋膜管脫落以及水室的損壞，進(jìn)入水室內(nèi)的混合補(bǔ)水直接由管板開裂處及旋膜管脫落破口噴瀉而下。由于水室壓力不能保持，也破壞了水室旋膜的形成。因此嚴(yán)重降低了水與加熱蒸汽之間的換熱，表現(xiàn)為加熱蒸汽直接進(jìn)入水室，旋膜式除氧器頭部溫度升高。
由于關(guān)聯(lián)機(jī)組的停機(jī)，使進(jìn)入除氧頭內(nèi)的凝結(jié)水量突降，造成除氧頭溫度遙遙限且波動(dòng)劇烈，水膜的形成進(jìn)一步遭到破壞，汽水換熱程度更加不充分，嚴(yán)重破壞了除氧頭的除氧功能。
另外，除氧填料層的壓板被吹起掀翻是由于填料壓板強(qiáng)度不足，導(dǎo)致螺栓逐漸松脫或斷落所致。填料的吹散，導(dǎo)致了填料層的減薄和不均勻，使淋水至該填料層的換熱和除氧滯留時(shí)間大大縮短，不利于除氧過程的完成。
經(jīng)調(diào)查，旋膜式除氧器運(yùn)行工況符合設(shè)計(jì)要求，而3臺(tái)旋膜式除氧器先后出現(xiàn)的故障狀況類似，因此，旋膜式除氧器在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面或存在一定問題，考慮對(duì)旋膜式除氧器進(jìn)行技術(shù)改造。
3故障處理及措施
經(jīng)過與生產(chǎn)廠家多次探討，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行工藝參數(shù)，出具了技改變更圖，見圖3。
如圖3所示，將除氧頭混合水室中的高加疏水來水接管從水室中移出，并垂直下移300mm，接在水室下部淋水空間靠上部位，原位置加堵板焊牢，同時(shí)將高加疏水進(jìn)水管頭加裝穩(wěn)流孔罩，通過計(jì)算打孔位置、合理設(shè)計(jì)穩(wěn)流罩管的長(zhǎng)度，使高加疏水來水均勻散開落下，與進(jìn)入除氧頭的加熱蒸汽進(jìn)行逆向熱交換。
4旋膜式除氧器改造遙遙
對(duì)#10、#11、#12三臺(tái)旋膜式除氧器按方案分別進(jìn)行了改造，同時(shí)對(duì)除氧頭進(jìn)行了遙遙檢修，將除氧頭內(nèi)損壞的水室、旋膜管、排空管等進(jìn)行恢復(fù)、加固、密封，補(bǔ)充填料層的填料，更換了填料層上部的淋水壓板高強(qiáng)度螺栓，并用10#槽鋼進(jìn)行了井字形加固，與筋板焊牢。另外，為消除運(yùn)行狀態(tài)變化時(shí)造成對(duì)除鹽水管的反流沖擊而引起的振動(dòng)，采取了在除鹽補(bǔ)水入口水平管道上加裝逆止閥等措施。
改造后，3臺(tái)旋膜式除氧器均能保持長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，除氧頭撞擊聲、管道振動(dòng)消失，各項(xiàng)參數(shù)運(yùn)行正常。通過連續(xù)化驗(yàn)檢測(cè)和跟蹤觀察，3臺(tái)旋膜式除氧器除氧水含氧量指標(biāo)均小于7μgL。
5結(jié)論
旋膜式除氧器一定要設(shè)計(jì)合理、遙遙規(guī)范，維護(hù)得當(dāng)，這樣才能遙遙旋膜式除氧器含氧量指標(biāo)合格。經(jīng)過對(duì)旋膜式除氧器故障狀態(tài)的分析和逐臺(tái)改造，以及對(duì)投運(yùn)后的含氧量指標(biāo)化驗(yàn)結(jié)果的跟蹤監(jiān)測(cè)表明，該熱電廠對(duì)三臺(tái)旋膜式除氧器的技術(shù)改造和檢修非常遙遙。旋膜式除氧器能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，為該熱電廠安全生產(chǎn)運(yùn)行奠定了良的基礎(chǔ)。
