一種新型內(nèi)置式除氧器在田家庵電廠(chǎng)的應(yīng)用

1、一種新型內(nèi)置式除氧器在田家庵電廠(chǎng)的應(yīng)用田家庵發(fā)電廠(chǎng)(淮南市232007) 李義祥 韓繼躍 李運(yùn)生 華東電力設(shè)計(jì)院(上海市200063) 金王貴 1 前言田家庵電廠(chǎng)機(jī)是一臺(tái)N125機(jī)組，原匹配一臺(tái)400 t/h立式單封頭除氧器，該除氧器經(jīng)過(guò)20多年運(yùn)行后，發(fā)現(xiàn)除氧頭和給水箱連接處以及給水 箱內(nèi)部多處發(fā)生裂紋，雖然經(jīng)過(guò)多次修補(bǔ)，運(yùn)行不久后又發(fā)生泄漏，嚴(yán)重影響安全運(yùn)行，經(jīng)鑒定，需更換除氧器筒體。為了使更換的除氧器具有較高的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，經(jīng)過(guò)綜合比較，選擇了華東電力設(shè)計(jì)院研制開(kāi)發(fā)的新型內(nèi)置式除氧器。采用這種除氧器由于沒(méi)有除氧頭，在給水箱上也沒(méi)有大直徑開(kāi) 孔，從而提高了除氧器的安全可靠性。另外內(nèi)置式除

2、氧器由于沒(méi)有除氧頭，其總重量比傳統(tǒng)除氧器低2025%，改造中可以不用對(duì)土建結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。2主要技術(shù)參數(shù)2.1 技術(shù)規(guī)范型號(hào) NZ-440-3500額定出力 440t/h設(shè)計(jì)溫度 386工作溫度 158凝結(jié)水進(jìn)水溫度 145加熱蒸汽進(jìn)口溫度 386除氧器出水含氧量 g/L筒體內(nèi)徑 3500mm設(shè)計(jì)壓力 0.7MPa工作壓力 0.49MPa凝結(jié)水進(jìn)水壓力 0.7MPa加熱蒸汽進(jìn)口壓力 0.670.7MPa除氧器進(jìn)水含氧量 40g/L筒體材料 20g除氧器總長(zhǎng)度 18.80m2.2 技術(shù)要求(1)考慮到現(xiàn)場(chǎng)在某些特殊情況下，除氧器的進(jìn)水含氧量可能達(dá)到200g/L300g/L，要 求除氧器的出水含氧量

3、也不應(yīng)高于7g/L。(2)在停用一臺(tái)低壓加熱器時(shí)，除氧器出水含氧量7g/L。(3)除氧器應(yīng)能滑壓運(yùn)行，滑壓范圍為30100%額定負(fù)荷。3 主要結(jié)構(gòu)該除氧器筒體內(nèi)設(shè)置四道T型加強(qiáng)圈，取代了原除氧器中容易產(chǎn)生 裂紋的三角型加強(qiáng)圈，在除氧器頂部沿軸向均勻布置了8根排氣管，及時(shí)將除氧器中析出的 氧氣和其它不凝結(jié)氣體排向大氣，除氧器的兩個(gè)端部和頂部各設(shè)置一個(gè)人孔供檢修搬運(yùn)和通風(fēng)之用。除氧器內(nèi)采用了下列四種元件和裝置：(1)射汽式噴嘴射汽式噴嘴由殼體和噴射管組成。在殼體圓周壁上開(kāi)設(shè)了若干切向進(jìn)水槽，進(jìn)水從殼體外側(cè)通過(guò)切向進(jìn)水槽進(jìn)入殼體內(nèi)側(cè)，并形成數(shù)股旋轉(zhuǎn)水流。射汽噴管將進(jìn)入蒸汽的壓力能轉(zhuǎn)為成 速度能，形成

4、一股高速射汽流。這股汽流一方面在殼體內(nèi)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)水流向前流動(dòng)，形成抽吸作用；另一方面這股汽流在噴出口處撞擊旋轉(zhuǎn)水流，增加了水流霧化動(dòng)力；使水滴霧化得更 細(xì)。此外這股高速射汽流在殼體內(nèi)與旋轉(zhuǎn)水流接觸，提前了汽水熱交換時(shí)間。在離開(kāi)噴嘴后，這股蒸汽自霧化錐體中心向四周擴(kuò)散，使霧化水滴獲得均勻加熱。(2)吹掃管根據(jù)國(guó)外試驗(yàn)資料介紹，在除氧器水位線(xiàn)處，水側(cè)氧氣濃度與汽側(cè)氧氣濃度之差一般不大，較小的濃度差使得氧氣擴(kuò)散動(dòng)力不足，加上不的表面張力增加了水側(cè)氧氣向汽側(cè)擴(kuò)散的阻力 。為了能使水中氧氣及時(shí)逸出，該除氧器在水位線(xiàn)上方的適當(dāng)位置設(shè)置了一條環(huán)形吹掃管。在吹掃管上設(shè)置了若干吹氣踴，利用加熱蒸汽作為吹掃汽，吹掃

5、水面上從水中逸出的氧氣和其 它氣體，增大水位線(xiàn)兩側(cè)的氧氣濃度差，增加氧氣的擴(kuò)散動(dòng)力。同時(shí)，利用吹掃蒸汽噴出的速度能，不斷擾動(dòng)水面，破壞水的表面張力，促進(jìn)水中氧氣及時(shí)逸出水面，降低除氧器的出 水含氧量。吹掃管中的蒸汽除了用于促進(jìn)水中的氧氣及時(shí)逸出水面之外，吹掃后的蒸汽自下向上流動(dòng)，還不斷加熱噴嘴噴出的霧化水，使霧化水受熱均勻，提高了霧化水的加熱溫升速度。運(yùn)行表明吹掃管具有優(yōu)良的傳熱性能，正常工況時(shí)，只需開(kāi)啟吹掃蒸汽(不必開(kāi)啟噴嘴汽、泡沫汽)，就能使除氧器出水含氧量降低到5g/L以下。(3)泡沫器泡沫器由蒸汽噴嘴、導(dǎo)葉、泡沫管組成。這種泡沫器因?yàn)槟墚a(chǎn)生兩次泡沫，又稱(chēng)為二次汽沫器。二次泡沫器增強(qiáng)了水

6、下紊流強(qiáng)度，提高了汽水之間的傳熱系數(shù)，冷水加熱時(shí)間可縮短到 2h3h，二次泡沫器不僅可以用于啟動(dòng)，也可以用于正常運(yùn)行。當(dāng)除氧器進(jìn)冷水或進(jìn)水含氧量較大時(shí)，可利用它進(jìn)行深度除氧，降低出水中的含氧量。(4)傳質(zhì)段在一般內(nèi)置式除氧器中，允許進(jìn)水含氧量為90g/L100g/L，考慮現(xiàn)場(chǎng)除氧器進(jìn)水含氧 量有時(shí)高達(dá)200g/L300g/L。為了保證除氧器出水含氧量合格，設(shè)計(jì)中增加了一個(gè)傳質(zhì) 段，該傳質(zhì)段由配水板、通風(fēng)帽、淋水板和許多“O”型環(huán)組成。在傳質(zhì)段中水汽熱交換表 面積較大，水流速度極慢，增加了傳質(zhì)時(shí)間，有利于氧氣的析出。田家庵電廠(chǎng)的內(nèi)置式除氧器由10節(jié)直筒和2個(gè)橢圓型封頭就地拼裝而成。其外形和下部接

7、管 尺寸與原有給水箱相同。以便充分利用原有土建基礎(chǔ)和管道。除氧器的殼體、管道和平臺(tái)抓扶梯由本溪安裝公司壓力容器廠(chǎng)制作安裝，內(nèi)部構(gòu)件由上海勤豐電力設(shè)備廠(chǎng)制作。內(nèi)置式除 氧器制造完成后，由本溪?jiǎng)趧?dòng)局鍋檢所、安徽省電力試驗(yàn)研究所鍋爐壓力容器檢驗(yàn)中心、華東電力設(shè)計(jì)院和電廠(chǎng)各專(zhuān)業(yè)部門(mén)進(jìn)行了冷態(tài)驗(yàn)收，并于1998年2月20日一次性通過(guò)了水壓試驗(yàn)。4 運(yùn)行和性能測(cè)試1998年3月5日內(nèi)置式除氧器投入運(yùn)行，經(jīng)初步調(diào)節(jié)，進(jìn)水含氧量在140g/L時(shí)，經(jīng)過(guò)多次取 樣化驗(yàn)，出水含氧量為35g/L，出水含氧量穩(wěn)定。1998年5月6日由安徽省電力試驗(yàn)研究所對(duì)內(nèi)置式除氧器的下列熱力性能進(jìn)行了測(cè)試。在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中，除氧器排

8、氣閥開(kāi)度一直維持在1/4圈，保持排氣管出口微冒汽狀態(tài)，對(duì)排汽閥 基本不做任何操作。4.1 除氧能力試驗(yàn)機(jī)組負(fù)荷維持在110MW左右，系統(tǒng)正常運(yùn)行，在確定除氧器出水含氧量合格的情況下，采取 逐漸松開(kāi)備用凝泵進(jìn)口壓力表的方法，逐漸增大凝結(jié)水的含氧量，使凝結(jié)水含氧量分別在10 0200g/L、200g/L、300g/L的工況下，進(jìn)一步確定除氧器出水含氧量是 否合格。測(cè)試結(jié)果如表1。4.2 低溫進(jìn)水性能試驗(yàn)切除低壓加熱器，降低進(jìn)入除氧器的凝結(jié)水溫度，機(jī)組負(fù)荷維持在110MW左右，測(cè)試 結(jié)果如表2。4.3 除氧器最小出力試驗(yàn)傳統(tǒng)除氧器在5060%額定負(fù)荷以下時(shí)，出水含氧量往往不合格。按電站壓力式除氧器安

9、 全技術(shù)規(guī)定，除氧器在30%額定負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，出水含氧量也必須合格。對(duì)該除氧器來(lái)說(shuō)，3 0%額定負(fù)荷的凝結(jié)水進(jìn)水量為105.5t/h。試驗(yàn)前，把機(jī)組負(fù)荷降到60MW左右，除氧器水位補(bǔ) 至高位，使凝結(jié)水進(jìn)水量維持在105.6t/h以下。測(cè)試結(jié)果如表3。 4.4 滑壓升負(fù)荷試驗(yàn)機(jī)組以最大允許負(fù)荷變化率進(jìn)行滑壓升負(fù)荷，即以3MW/min的速度從60MW升至于110MW，測(cè)定 出水含氧量變化情況。測(cè)試結(jié)果如表4。表4滑壓升負(fù)荷試驗(yàn)參數(shù)名稱(chēng)單位實(shí)測(cè)值機(jī)組負(fù)荷MW58758595106113除氧器壓力MPa0.320.360.420.460.540.60進(jìn)水含氧量 g/L808080808080出水含氧量g

10、/L43 3333從以上實(shí)測(cè)看出，田廠(chǎng)內(nèi)置式除氧器的熱 力性能達(dá)到設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范和設(shè)計(jì)技術(shù)要求。該除氧器除氧能力強(qiáng)，在正常運(yùn)行時(shí)除氧器出水含氧量為3g/L4g/L，即使凝結(jié)水進(jìn)水含氧量超標(biāo)(40g/L)，除氧器出水含氧量也不 超過(guò)6g/L，低于國(guó)標(biāo)規(guī)定值(7g/L)。此外，該除氧器能適應(yīng)低負(fù)荷、滑壓運(yùn)行和低溫進(jìn) 水工況，在這些工況下運(yùn)行時(shí)的除氧器出水含氧量均為3g/L4g/L。5 結(jié)束語(yǔ)內(nèi)置式除氧器是一種新型除氧器，它取消了除氧頭，在殼體上沒(méi)有大直徑開(kāi)孔和集中載荷作用，改善了殼體受力狀況，提高了殼體剛度和強(qiáng)度，為除氧器安全運(yùn)行提供了基本條件。除 氧器平臺(tái)設(shè)計(jì)合理，閥門(mén)分汽水兩路布置，極大的方便了運(yùn)行及檢修工作。從運(yùn)行來(lái)看，內(nèi)置式除氧器在啟動(dòng)中操作簡(jiǎn)單方便，在正常運(yùn)行中操作很少，內(nèi)置式除氧器的除氧能力完