火电厂除氧器布置方式改进设计

2018-01-30刘德刚

中国设备工程 2018年12期

刘德刚

（山东齐鲁电机制造有限公司，山东济南 250100）

当前使用较多的除氧器主要有：大气式除氧器（主要用于中压、低压凝汽式发电厂和中压发电厂）、高压除氧器（主要用于高压及其以上的火电厂）、真空除氧器（主要是与高压除氧器配合使用）。其中大部分使用的都是高压除氧器，因为它能降低除氧器在使用过程中的危险性，并且出样效果很好，能够满足电厂的使用要求。发电厂为了提高经济效益，会进一步优化除氧器的使用规范，使得除氧器的安装程序和辅助装置进一步简化，达到节约空间、时间的目的。

1 除氧器的运行原理和优势

每种除氧器都有各自的优势和缺点，以下一一进行阐述，以便更好地将它们进行对比，选择最为经济的方案来进行布置。首先对除氧器的整体工作原则进行说明，除氧器通过自身的水回热系统将水加热到除氧器进行运转压力下所需要的饱和温度，然后将加热水通过除氧器的管道装置进行输送并利用，以减少发电厂的汽水损失。在这一过程中，要注意确保水面上的氧气浓度为0，其他气体的分压力降至最小或没有；除了氧气之后的水与下一个装置加热蒸汽机应当具有足够的汇融面积，促进蒸汽和水的逆向流动。除氧器的基本工作原理为当电厂中输入的水流经过除氧器的加热组织时，水会被加热至无氧状态，水蒸发出的蒸汽量会不断增加，使得水面上的水蒸气提高了分压力，促使水中的其他气体降低分压力，从水中溢出后及时通过管道排除。除氧器的水经过蒸压装置的压力作用会达到一个饱和温度。这时水形成的水蒸气就具备了同水面上的全压力相等的压力大小，水面上的其他气体因为分压力等于0而被排出水，因而水中的多余气体就不断地溢出来，直至为0。大气式除氧器的工作压力与大气压力相比要略大，因此可以根据这个原理将水中的其他离析出来排入到大气中。而高压除氧器在具体的使用中比较广泛，主要是因为它可以避免‘自身沸腾’作用。高压除氧器会确保机组内部的蒸汽与转化后的水产生逆向流动，满足水除氧的重要条件；并且高压可以将多余气体更好地排除，促进除氧效果的提升，同时除氧器内部的压力不会因为沸腾作用而发生剧烈的升温，排气量始终稳定在一个标准值，不会造成热能的损失。真空除氧器主要是安置在凝汽器的下部，对补充的水和凝结后的水进行补充除氧作用，以提高除氧的彻底性。

2 除氧器的运行方式

火电厂布置除氧器主要是为了除氧，由于它在运行中会通过加热器的加热处理，因此除氧器的管道出口需要紧连水泵，然后通过水泵的压力作用排到大气中，除氧器的布置和水泵的运行安全是联系密切的。为了让除氧器的布置方式和运行效果很好的联系起来，可以将下列几个条件作为除氧器的布置规范：除氧器要具备持续稳定的除氧作用；除氧器的水泵装置要保持通畅，不会发生阻塞；具有较高的经济性。除氧器的运行方式主要是分定压运行和滑压运行。定压运行是指除氧器在运行过程中的工作压力始终保持在恒定值，这种方式适用于较小的机组；滑压运行是指除氧器在运行中压力会随着机组的荷载变化而发生变动，主要用于大容量的机组。在布置除氧器时，应当以滑压运行的方式为主。因为滑压运行的热经济性好，安全性也高，可以很好的满足除氧器的工作要求。

3 除氧器的优化布置措施

为了提高火电厂的运行效率，促进企业的经济效益提升，同时根据除氧器的作用原理可以对除氧器进行合理的优化布置。除氧器的布置方式对于火电厂的整体布局有着重要的影响。除氧器是一种混合式加热器，无法单独工作，往往会与其他装置设备共同作用。除氧器装置中最主要的部分还有水泵管道，在对除氧器进行安装时，要考虑水泵的压力极限和管道长度，为了提高水泵的运行安全，一般采用高位布置的方式。但高位布置会带来一个问题，就是除氧器设备的本身体积就比较庞大，对建筑结构的荷载作用也就较大，设计人员为了提高结构的承载力，会使用更多的材料对结构进行稳固建造，所产生的成本也就会增加。企业在布置除氧器时，首先就要考虑到建筑对除氧器的承载极限，创新并优化装置的布置方式，突破传统思维模式，以节约能源、提高经济效益为主要指导方向，对除氧器的布置进行合理地简化和优化。

这里提出一种较为方便且能够大大节约布置面积的方式——露天布置。火电厂除氧器的长度一般为 30～40m，直径在 3.2～5.5m 之内，放置在电厂会占据过多的位置来安放，影响到了其他装置的安放。如果采用露天布置的方式则可以很好地解决空间问题。一个除氧器占据的空间大概为7705m²，将其放置在露天之外就可以有效提高空间的使用率。当前国内很多发电厂都采用了露天布置除氧器的手段，比如黄石西塞电厂等，并且除氧器的运行效果也没有受到过多的影响。除氧器在进行布置时可以分为低位布置和高位布置，虽然前面说高位布置可以大大提高除氧器的工作安全性，但也要根据除氧器的性能来综合考虑。除氧器的体积都很大，对建筑物的压力会使得结构在经过长时间的作用后发生变形产生裂缝等现象，会严重影响到火电厂的整体运行效率。并且随着除氧器的安放高度越高，所需要的造价也就越高。如果除氧器放置的过高，就会使建筑结构的造价提升几倍，并且还会增加除氧器管道的用量。如果除氧器管道的布置高度不够，就会使得除氧器的蒸压作用发生阻塞现象，降低了除氧器的运行安全性。露天布置除氧器就可以很好地解决这一问题，如果将除氧器布置在发电炉的附近，与一般的内置方式相比，可以减少大约65403m²的空间，综合造价降低约2136万元。除氧器在安装时，要在满足安全性的条件下尽量满足低位布置，这样不仅可以降低建筑费用，还能减少管道的使用量。