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摘要：通过给水除氧法可以消除去工业供水设备中含有的氧气等气体，这样做可以减轻对相关设备的腐蚀。给水除氧通常有化学除氧和热电厂除氧两种方法。一般情况下，通常工业中较多采用热电厂除氧法。根据道尔顿定律和亨特定律，在水中溶解的各种气体，在特定的压力条件下，在水被加热温度升高的情况下，其溶解度也随之降低。热电厂除氧器的基本原理是：通过蒸汽把给水加热到一定压力下的饱和温度时，水面上的全压力就和蒸汽分压力大致接近，在水中溶解的各种气体分压力接近为零，此时，水溶解气体的能力大大降低，在水中溶解的气体析出，从而清除水中溶解的氧气等气体。
关键词：除氧器；给水溶氧量；技术改造
一 除氧器的主要结构
除氧器的主要组成为水箱部分和除氧头部分，除氧头内部安装有由起模器构成的一级除氧装置和水蓖组与填料层构成的二级除氧装置，如图1所示。
一级除氧的任务主要由起膜管承担，起膜管可以起到强化传质传热的作用，通常在管壁上钻数目不等与管壁相切且倾斜向下的小孔。它能够将给水加热到只比一定压力下饱和温度低2℃-3℃，可以除去给水中90%-95%的氧。起膜管分为管内旋流段和管外水膜裙段。给水在通过旋流段时，由于压差的作用，形成旋转的水膜，并与蒸汽交换热量。旋转水流在水膜裙段离开起膜管后形成水膜裙，向上运动的加热蒸汽与向下运动的水膜裙的相对运动使凝结液膜的波动加剧，向下张开的水膜裙越往下的面积越大，液膜也越薄，液膜能够在顷刻间被蒸汽加热到和除氧器在工作压力下的饱和温度相近。
水蓖组与填料层构成二级除氧装置，用以进一步除氧。水篦组由若干层交叉布置的角钢组成，在二级除氧时担任水的再分配任务，可以使蒸汽和给水均匀接触。给水一级除氧后经水蓖组再次分配，以薄膜状分散到填料层丝网上，同二次蒸汽充分接触，经深度除氧后再汇聚到水箱。
二 现状
热电厂除氧器生产工艺标准（GBT12145-2008）是除氧给水温度在102℃-105℃范围内，水中溶解氧含量15μgL。据统计，山东莱钢现有热电厂除氧器在2010年间，除氧给水溶氧量不达标，最高值达到60μgL，无法保证给水质量。
经过多方面调查分析，得知该除氧器设计不合理，设备换热不均，能耗高。针对上述问题，经广泛分析论证，决定对原除氧器进行技术改造，消除影响生产工艺的设备缺陷。
三 技术分析
通过调查分析，得知溶氧量超标的主要影响因素是除氧器进汽管径偏小、塔头装置换热效率低和水封管安装高度不够。
3.1 除氧器进汽管径偏小
通过现场勘查可知：当除氧器负荷较大时，进气管道内蒸汽流速过快，管道振动较大，噪音过大，除氧加热效果较差，初步判断是除氧器进汽管径偏小的缘故。
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最高进汽压力：1MPa（受系统其他用户影响，蒸汽压力在0.6-1.0MPa）；
最大进汽流量
Φ150的管道1小时内可提供的最大进汽量是12.08t。正常负荷下，一台除氧器加温一小时需蒸汽13t左右>12.08t。因此，除氧器进汽管径偏小，蒸汽不能满足生产要求。
3.2 塔头装置换热效率低
对除氧塔进行解体检查，发现在其原有内部结构中，蒸汽与水的接触时间较短，换热不够充分，以致除氧给水较难达到除氧最佳温度102℃-105℃。
3.3 水封管安装高度不够
除氧器温度提高到102--105℃时的压力为30kPa，此时相应的水封高度是3m，而在改造前水封管的实际高度为2.9m。经统计，在2010年7月-12月每月均有30多次大水封，如下表所示。由此可知，水封管安装高度不够。
四 对策及效果
通过现场调研做出如下解决办法：
（1）增大除氧管管径：将除氧塔管径为150mm的管道更换为管径为250mm的管道，通过计算确定管径。（2）对除氧塔实施改造：调整水蓖层、填料层位置，使汽、水在对流过程中接触面积更加充分均匀，延长汽、水接触时间。将蒸汽加热分配装置中的分汽装置由单面柱式改为双面盘式图），使蒸汽分布更加均匀，增大汽水接触面积。蒸汽通过水蓖层、填料层与水进行一次换热后，余汽再进入旋膜管与水进行二次换热，提高了换热效率。查看运行记录可知，改造后除氧给水加温温度稳定在102℃-105℃。（3）水封管安装高度：安全阀达到保护压力40kPa时，水封高度为4m。水封高度既要保证正常生产时不打水封，又要保证除氧器压力异常时安全泄压。因此，水封管高度由原来的2.9m改为4.0m。水封管改造完成后，在正常压力下除氧器不在打水封。（4）改造效果检查：对2011年除氧给水溶氧量在线检测数值进行统计：水中溶解氧含量15μgL，能够完全达到工业使用要求。
结语
通过改造，解决了除氧给水溶氧超标的问题，运行更加平稳可靠，消除了影响生产工艺的设备缺陷。另外，改造费用低，切实可行。通过对比可知，对除氧塔进行技术改造，不仅节约了成本，同时也提高了生产效益。
参考文献：
[1]山西电力工业局.汽轮机设备运行.北京：中国电力出版社，1996.
[2]陈军田，张春义等.热电厂除氧器的技术改造[J].热电厂技术2007，（04）.
[3]黄峥彬.130t/h锅炉水冷壁爆管原因分析及处理措施[J].中国特种设备安全，2007，（11）.
论文作者:苏文林
论文发表刊物:《基层建设》2017年第29期
论文发表时间:2018/1/5
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