一种除氧器自动调节排氧浓度装置及其方法研究

张士龙，刘庆超，张骏，魏超，冯一铭，杨雨，唐梓彭，张银龙，张勇铭

一种除氧器自动调节排氧浓度装置及其方法研究

张士龙，刘庆超，张骏，魏超，冯一铭，杨雨，唐梓彭，张银龙，张勇铭

（华电电力科学研究院，浙江杭州310030）

提出一种除氧器自动调节排氧浓度装置和方法，开展了除氧器自动调节排氧浓度方法的研究。通过对除氧器排氧浓度等参数的检测，提出合理的除氧器排氧门控制方法，调节除氧器内氧气含量，使排氧含量随机组负荷相应变化，并且克服其余扰动给排氧含量带来的影响，以减少机组损失，从而提高机组效率。

除氧器；排氧门；自动调节；控制方法

0 引言

除氧器是将锅炉给水加热到对应工作压力下饱和温度，并利用热力学或化学原理除去溶解于给水中的氧及其它气体的混合式加热器[1]。对除氧器来说，不同负荷工况下的除氧器氧气含量相差较大，其与凝结水流量、给水流量、排氧门开度、除氧器压力、除氧器温度等参数存在较大关系。现有技术中当机组负荷较高时，给水流量、凝结水流量一般也会较高，此时随着机组负荷的增加而除氧器排氧门始终是保持不变的，这样的结果就是在机组负荷变化时及变化后除氧器的除氧能力大幅下降，影响除氧效果，机组的安全性、经济性降低。目前国内大部分电厂除氧器排汽及锅炉定排乏汽直接排至大气，造成大量热能及工质损失，同时在视觉上对电厂环境造成污染[2]。所排汽量越大则热能损失越大。

理论上讲无论在何种负荷工况下，除氧器的排氧门均应保持为一合适值才有利于提高除氧器除氧效果，然而目前在绝大多数电厂中，除氧器排氧门并不与机组负荷的运行调节一致。

1 技术背景

现在随着能源需求的增长，一些发电厂对除氧器的除氧能力需求量越来越大，要求越来越高。如图1所示为现有技术中除氧器的结构图，其中B点为排气口、D点为压力测点接口、G点为给水再循环接口，设计的自动排氧门安装于B。除氧头的排汽量是影响除氧器除氧能力的一个非常重要的因素，应保证解析出来的气体能通畅的排走，如果除氧器中解析出来的氧和其他气体不能通畅的排走，则由于除氧器内蒸汽中残留的氧量较多，会影响水中氧扩散出去的速度，从而使出水的残留含氧量增大。但是，排汽量也不能控制的过大，这是由于喷雾式除氧头本身的特点决定的；该种方式的除氧头，水在除氧过程中，大约有90%的溶解气体变成小气泡逸出，其余10%要靠扩散作用，自水滴内部扩散到水滴表面后，才能被蒸汽带走，当水呈雾状时，对于气泡的逸出是很有利的，气泡通过的水层很薄，但对于溶解气体的扩散过程却很不利，因为微小的水滴具有很大的表面张力，溶解气体不容易通过小水滴的表面扩散。因此过大的排汽量，并不一定会使氧含量进一步降低，反而会造成大量的热损失。

图1 除氧器部分布置示意图

2 理论模型

提出一种除氧器自动调节排氧含量的方法及装置，用于解决现有技术中的问题，即通过自动调节排氧门开度使排氧含量随机组负荷相应变化，并且克服其余扰动给排氧含量带来的影响，以减少机组损失，从而提高机组效率。

除氧器自动调节排氧含量的方法包括：从除氧器中获取除氧器中氧气含量的参数，根据参数调节排氧门开度，控制除氧器中氧气的含量，根据如下进行调节:当除氧器中氧气含量大于7μg/L时，调节系统的“+”号信号电流增大，自动排氧门的开度自动开大，执行器动作次数应每分钟不超过5次，除氧器中氧气含量等于7μg/L时，调节系统的“+”“-”号信号电流为“0”，所述自动排氧门的开度停止动作。当除氧器中氧气含量小于7μg/L时，调节系统的“-”号信号电流增大，自动排氧门的开度自动关闭，执行器动作次数应每分钟不超过5次。当除氧器中氧气含量大于24μg/L时，自动排氧门的开启速度为每次5倍除氧器中氧气含量大于7μg/L小于24μg/L时开启速度，执行器动作次数应每分钟不超过5次。自动调节系统有“手动”和“自动”切换功能，由“手动”状态切至“自动”状态时，阀门开度应保持不变，实现无扰动切换，扰动量应小于±1%阀位量程。同时，调节器输出信号应跟踪阀门开度信号，跟踪精度应小于±1%阀位量程。

除氧器自动调节排氧含量装置，包括：参数获取单元、处理单元、驱动单元；参数获取单元与处理单元相连接，驱动单元与处理单元相连接，驱动单元与自动排氧门相连接；参数获取单元用于从除氧器中获取除氧器氧气含量的参数；处理单元用于根据氧气含量的参数得到调节自动排氧门的参数；驱动单元用于根据调节自动排氧门的参数对排氧门进行调节，控制氧气含量。

通过计算机对除氧器含氧量进行实时调节，针对不同负荷调节排氧门，从而实现对排氧含量的调节，提高除氧效果，减少排汽工质损失和热损失，提高机组的经济性。

3 应用实例

某发电厂两台机组共设两台除氧器，除氧器结构形式为内置式结构，净重151t，其外形尺寸34494m m× 4000m m×4364m m，热力除氧。

图2 除氧器自动调节排氧含量装置示意图

参数获取单元301，用于从除氧器的运行参数中获取排氧含量的参数。其中，该参数获取单元为电厂运行参数采集系统，由系统可以自动获得实时参数。获取单元获取除氧器中氧气含量的参数采集除氧器内部液面上部的气体中的氧气含量、除氧器凝结水进口凝结水中氧气含量（凝结水流量）、低压给水管道入口给水中氧气含量（给水流量），除氧器内部液面上部的气体中的氧气含量是主变量，除氧器凝结水进口凝结水中氧气含量、低压给水管道入口给水中氧气含量是副变量。副变量的信号作为前馈信号引入使系统对凝结水和给水中氧气含量的波动有较强的克服能力。除氧器凝结水进口凝结水中氧气含量（凝结水流量）、低压给水管道入口给水中氧气含量（给水流量）的波动是引起除氧器氧气含量变化的一个因素，是干扰作用，通过测量引入FC，除氧器凝结水进口凝结水中氧气含量（凝结水流量）、低压给水管道入口给水中氧气含量（给水流量）的变化量的差值和除氧器内部液面上部的气体中的氧气含量变量的正作用调节进入加法器，加法器输出结果作用于自动排氧门调节除氧器氧气含量（浓度）。

处理单元302，用于根据所述排氧含量的参数计算得到调节自动排氧门的参数，该处理器为计算机。

驱动单元303，用于根据所述调节自动排氧门的参数对排氧门进行调节，控制排氧含量。其中，驱动单元303直接与自动排氧门304相连接。

该除氧器额定负荷排气量为233kg/h，机组年利用小时数为5500h，该电厂6台给煤机，按照该方法改造后相同工况边界条件下每台给煤机减少标煤量0.106t/h，计算得年节约标煤量3498t。。

该应用实例，通过除氧器自动调节排氧浓度方法对除氧器排氧含量进行实时调节，针对不同负荷和机组扰动调节排氧门，从而实现对排氧含量的调节，从而使除氧器耗汽、机组的经济性达到较好的效果。

4 结语

（1）基于除氧器自动调节排氧浓度装置可以有效地解决在机组负荷变化时及变化后除氧器的除氧能力大幅下降，影响除氧效果，机组的安全性、经济性降低的问题。

（2）基于除氧器自动调节排氧浓度装置的除氧器自动调节排氧浓度方法的研究切合火力发电生产的实际，为解决生产现场的实际需要提供帮助。

[1]郭江龙.除氧器排汽回收利用节能技术[J].河北电力技术，2011，30（6）：44.

[2]杨志伟，白玉忠.除氧器排汽及定排乏汽回收系统在火力发电厂的应用[J].科技展望，2015，（13）：90-91.

修回日期：2017-01-24

3项冷链行标发布2 0 1 7年起正式实施

日前，由中物联冷链委等单位共同组织起草的《肉与肉制品冷链物流作业规范》、《道路运输食品冷藏车功能选用技术规范》、《冷链物流从业人员职业资质》正式被国家发改委发布，三项行业标准将于2017年1月1日正式实施。

《肉与肉制品冷链物流作业规范》WB/T1059-2016，规定了肉与肉制品冷链物流的基本原则、基本要求、冷链作业、包装与标识等，适用于肉与肉制品冷链物流过程中的温控与作业管理。

《道路运输食品冷藏车功能选用技术规范》WB/T1060-2016，规定了食品冷藏车的一般要求、其他要求、产品标识、功能选用，适用于道路运输食品冷藏车。

《冷链物流从业人员职业资质》WB/T1063-2016，规定了冷链物流从业人员的职业资质等级划分、主要职责及职业能力要求，适用于冷链物流从业人员的考核与评估，冷链物流从业人员的聘用、教育和职业培训可参照使用。（摘自“慧聪空调制冷网”）

A Deaerator Automatic Regulating Oxygen Concentration Device and Method Research

ZHANG Shi-long，LIU Qing-chao，ZHANG Jun，WEI Chao，FENG Yi-ming，YANG Yu，TANG Zi-peng，ZHANG Yin-long，ZHANG Yong-ming
（Huadian Electric Power Research Institute,Hangzhou 310030，China）

Thispaperproposes a deaeratorautom atic adjustm entdevice and deaeratorexhaustoxygen concentration autom atically adjust oxygen concentration m ethod，carried out the deaerator autom atic regulating oxygen concentration m ethod of research.Through to the deaerator exhaust param eters such as oxygen concentration detection，put forw ard reasonable deaeratorexhaustoxygen doorcontrolm ethod,adjustthe deaerator，oxygen contentin the exhaustoxygen content is corresponding w ith the load change，and to overcom e the disturbance to the restofthe row ofthe effects ofoxygen content, in orderto reduce the unitloss，so asto im prove the efficiency ofunit.

deaerator；exhaust oxygen door；autom atic adjustm ent；the control m ethod

TM 621

B

2095-3429（2017）01-0066-03

2016-12-16

张士龙（1980-），男，黑龙江人，本科，工程师，主要从事火力发电机组性能试验、光伏发电检测试验等工作。

D O I：10.3969/J.ISSN.2095-3429.2017.01.016