喷雾填料式除氧器改造

曹　伟　王玉怀　车富生　何芙蓉

摘要：除氧器是热力发电厂的重要设备之一，它的主要作用就是除去锅炉给水中的氧气和其它不凝结气体，以保证给水的品质。若给水中溶解氧气，就会使与水接触的金属被腐蚀，同时在热交换器中若有气体聚积，将使传热的热阻增加，降低设备的传热效果。因此水中溶解有任何气体都是不利的，尤其是氧气，它将直接威胁热力设备和管道的安全运行。文章针对喷雾填料式除氧器运行中存在的问题，如给水溶解氧含量超标严重，且除氧器运行中溶解氧含量波动较大等问题，介绍了玉门油田分公司水电厂#7除氧器改造的工艺过程，很好的消除了除氧器在运行中存在的问题，达到了预期效果。

关键词：除氧器；喷雾填料式；压力容器；压力；温变

中图分类号：TK233 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2009）15-0063-02

一、除氧器的背景知识介绍

除氧器是热力发电厂的重要设备之一，它的主要作用就是除去锅炉给水中的氧气和其它不凝结气体，以保证给水的品质。若给水中溶解氧气，就会使与水接触的金属被腐蚀，同时在热交换器中若有气体聚积，将使传热的热阻增加，降低设备的传热效果。因此水中溶解有任何气体都是不利的，尤其是氧气，它将直接威胁热力设备和管道的安全运行。

我厂#8汽轮发电机组为上海汽轮机厂生产的12MW机组，配用150T-4型喷雾填料式除氧器（编号为#7除氧器），于1997年6月投产运行。除氧器工作压力：0.02MPa（a），工作温度：104℃，额定出量：150t/h，进水温度：70℃，出水温度：98℃～104℃，水箱容积：50m3。

二、#7除氧器改造前存在的主要问题

我厂#7除氧器经过十余年的运行，主要存在以下几个方面的问题：

1．给水溶解氧含量超标严重，且除氧器运行中溶解氧含量波动较大，除氧器额定出力运行时，溶解氧含量最高值达到21.3μg/L。

2．Ω型填料损坏、散失严重，除氧器运行中Ω型填料时常脱落到给水泵入口，堵塞给水泵入口滤网，影响机组系统的安全运行。

3．除氧器出水温度、出力无法达到设计要求，不能很好的满足机组运行需求。

4．除氧器在运行中振动较大，对除氧器安全运行带来隐患。

鉴于以上问题不能很好的解决，我们决定于2007年大修时对#7除氧器进行改造。

三、改造方案

改造仅对除氧器除氧头内喷嘴、配水管、Ω型填料等部件进行局部改造，除氧器除氧头外形结构、除氧水箱及外部连接管线不做任何改动。

1．拆除喷水效果极差，且腐蚀严重的环形配水管及喷嘴。

2．拆除原淋水盘结构，改为三层淋水篦子，将珠状传热方式改为膜状传热，这样能有效增强传热效果和不凝结气体的扩散能力。

3．拆除原除氧器Ω型填料的上压料架，保持填料下托架不变，用液汽网代替Ω型散填料，液汽网填料材质为：1Cr18Ni9Ti。

4．根据除氧器除氧头尺寸，设计制造除氧器起膜器组，它由排汽管和起膜管两部分组成，起膜器组材质为：1Cr18Ni9Ti。

5．在淋水篦子上加装收水器一层，除氧头顶部重新制作汽水分离装置，分离丝网材质为：1Cr18Ni9Ti。

6．除氧器内所用承压部件按照《钢制压力容器》（GB150-1998）标准执行。

改造后的除氧头内部结构如图1所示：

1－液汽网；2－淋水篦子；3－收水器；4－通汽管；5－起膜管；6－汽水分离装置；7－进水口

图1除氧头内部结构示意图

四、改造后的除氧器工作原理

主凝结水及化学补水进入除氧器除氧头内，在一定的压差下从起膜管的小孔斜旋喷向内孔，形成射流。由于内孔充满了上升的加热蒸汽，水在射流运动中便将大量的加热蒸汽吸卷进来，在极短时间内很小的行程上产生剧烈的混合加热作用，水温得到大幅度提升，而旋转的水沿着旋膜管内孔壁继续下旋，形成一层翻滚的水膜裙，此时水处于紊流状态，其传热效果最好，水温达到饱和温度时，氧气即被分离出来。

由于旋转水流基本上是紧贴管壁旋转而下，在起膜管中间形成汽—气通道，不存在气体流动死区，因氧气在内孔内无法随意扩散，析出的不凝结气体被迅速排出，只能随上升的蒸汽从排汽管排向大气（老式除氧器虽加热了水，分离出了氧，但氧气比重大于加热蒸汽，部分氧又被下流的水带入水箱，这也是造成除氧效果差的一种原因）。

经旋膜段粗除氧的给水及由疏水管引进的高压加热器疏水在这里混合进行二次分配，呈均匀淋雨状落到其下的液汽网上，再进行深度除氧后流入水箱。

五、改造后除氧器运行效果分析

1．改造后除氧器除氧效果良好，在额定出力150t/h时，出水溶解氧含量下降到≤10μg/L，锅炉给水溶解氧含量国家标准要求：高压汽包炉为≤7μg/L，中压汽包炉为≤13μg/L。

2．改造后的除氧器采用了两级除氧方式，给水通过起膜器组进行一次除氧，然后经过淋水篦子和液汽网进行二次深度除氧，对不凝结气体的析出能力强，并且其传热性能好，可以有效保证除氧器出水温度，满足运行需要。

3．除氧头顶部重新制作汽水分离装置，加装收水器，减少排气损失，提高了系统热经济性。

4．采用新型液汽网替代Ω型填料，可以消除给水泵入口堵塞安全隐患。

5．消除了除氧器在运行中存在的振动现象，保障了设备安全运行。

6．改造成本低，改造所用起膜器组、液汽网、淋水篦子等材料所需费用不足10万元；改造工期短，所有改造工作可在7天内完成。

六、结语

玉门油田分公司水电厂#7除氧器改造后，经过一年的试运行，其运行状况良好，给水品质的改善有效延长了电厂热力设备的使用寿命。此次改造是一次有益的尝试，它的成功对小机组老式除氧器的改造具有指导意义。

作者简介：曹伟（1982－），男，甘肃天水人，玉门油田分公司水电厂设备检修部汽化作业区助理工程师，研究方向：汽轮机附属设备检修。