王濱，王蘭林，吳濤，劉尊平

(華電濰坊發(fā)電有限公司， 山東 濰坊 261204)

1 除氧器概況

某發(fā)電公司670 MW汽輪機(jī)配置1臺內(nèi)置式無頭除氧器，屬于混合式加熱器，采用滑壓運(yùn)行方式。正常運(yùn)行時由汽輪機(jī)的四段抽汽供汽，啟動及停機(jī)時由輔助蒸汽系統(tǒng)供汽，2根供汽管間有1個電動聯(lián)絡(luò)門。運(yùn)行方式為定-滑-定，滑壓范圍為0.147～1.196 MPa(絕對壓力)，正常水位控制在(2 100±50) mm。AVT工況下除氧器出口溶氧應(yīng)低于7 μg/L，安裝標(biāo)高為26.0 m，除氧器凝結(jié)水接口標(biāo)高為36.5 m，水箱有效容積為280 m3，除氧器水箱直徑為?3.8 m，長26.04 m，質(zhì)量為102 t。

該一體化除氧器將除氧和儲水合二為一，除氧器殼體選用優(yōu)質(zhì)碳鋼板焊接而成，殼體上設(shè)有排氣接管，排出氧氣和非凝結(jié)氣體；前、后封頭上設(shè)有人孔裝置，專供搬物和維修用，需除氧的凝結(jié)水從殼體上側(cè)中部進(jìn)入。上部設(shè)有2個恒速噴嘴，采用荷蘭STORK公司的恒速彈簧噴嘴結(jié)構(gòu)，具有壓差小、流量大、流量變化率大的優(yōu)點(diǎn)。其除氧過程主要由噴霧除氧段、深度除氧段和儲水組成。

噴霧除氧段。凝結(jié)水進(jìn)入殼體上部水室后，在壓差的作用下，通過恒速噴嘴將凝結(jié)水以圓錐形的膜狀噴出，進(jìn)入噴霧除氧段。在該段空間內(nèi)，水與蒸汽充分接觸進(jìn)行噴霧除氧，絕大部分的非凝結(jié)氣體在此段中被除去并通過排氣管排向大氣。

深度除氧段。噴霧除氧后的凝結(jié)水噴灑在除氧器儲水段的水面上，在除氧器儲水段下部布置了蒸汽排管對給水進(jìn)行加熱，不斷進(jìn)行再沸騰，從而完成一個非常完整的深度除氧過程，使鍋爐給水中氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于5×10-9。

在除氧器內(nèi)，凡是與凝結(jié)水中釋放出的游離氧和非凝結(jié)氣體接觸的零部件材料，全部采用耐熱不銹鋼，以保證鍋爐給水品質(zhì)。

2 除氧器的振動情況

該公司#3機(jī)組自2006年10月正式投入運(yùn)行以來，在機(jī)組冷態(tài)啟動過程中，除氧器設(shè)備投入輔助蒸汽加熱時經(jīng)常出現(xiàn)振動現(xiàn)象，不僅嚴(yán)重影響設(shè)備本身的安全，而且影響整個機(jī)組的啟動速度。2008年2月，在#3機(jī)組一次啟動中，當(dāng)除氧器投入輔助蒸汽加熱時，除氧器發(fā)生劇烈振動，造成除氧器基礎(chǔ)臺座出現(xiàn)裂紋。調(diào)查其他公司的內(nèi)置式無頭噴霧除氧器，冷態(tài)啟動時也普遍存在振動現(xiàn)象。

3 現(xiàn)場調(diào)查及處理

為尋找振動原因，該公司技術(shù)人員在現(xiàn)場進(jìn)行了幾次不同工況下的試驗(yàn)。

3.1 試驗(yàn)1

2011-03-29，#3機(jī)組小修后啟動，14:10除氧器投入輔助蒸汽加熱，16:10將除氧器加熱至100 ℃，采取如下降低除氧器振動的措施。

(1)輔助蒸汽加熱管道充分疏水暖管。

(2)除氧器上水至600 mm。

(3)運(yùn)行排氣門和啟動排氣門全部開啟。

采取以上常規(guī)措施后，除氧器的振動沒有減輕，此次試驗(yàn)耗時2.3 h，減緩了啟動速度。圖1為此次啟動的除氧器上水和升溫圖。

3.2 試驗(yàn)2

2011-04-10, 調(diào)停后啟動，10:00除氧器投入蒸汽加熱，12:20除氧器水溫達(dá)到102 ℃，采取如下降低除氧器振動的措施。

(1)在用輔助蒸汽加熱管道充分疏水暖管的基礎(chǔ)上，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)將輔助蒸汽加熱門最大開至40%。

圖1 除氧器上水和升溫圖a

(2)除氧器投入蒸汽加熱前，要保證凝結(jié)水系統(tǒng)已連續(xù)運(yùn)行，系統(tǒng)內(nèi)充滿水，沒有任何空氣，以免發(fā)生水錘現(xiàn)象。

(3)除氧器啟動前，應(yīng)按照廠家說明書和規(guī)程規(guī)定，控制好除氧器水位(600 mm)和上水速度(如圖2所示)，既不能過低，也不能過高。嚴(yán)禁冷態(tài)充水至正常水位后才開始投入蒸汽加熱，防止由于水位超過了規(guī)定值啟動，無法使除氧器達(dá)到合適的溫度，引起不穩(wěn)定啟動。

雖然采取了以上措施，但是除氧器的振動現(xiàn)象依然沒有消除，而且耗時2.5 h，同樣增加了鍋爐上水的前期工作。圖3為此次啟動的除氧器上水和升溫圖。

3.3 試驗(yàn)3

2011-04-24,調(diào)停后啟動，18:10除氧器投入蒸汽加熱，19:40除氧器水溫達(dá)到101 ℃，采取如下降低除氧器振動的措施：加熱蒸汽管道充分疏水；嚴(yán)格控制上水速度和水位；開啟除氧器啟動排氣門；除氧器充水至600 mm時，關(guān)閉輔助蒸汽加熱與機(jī)組四段抽汽加熱聯(lián)絡(luò)門。

圖3 除氧器上水和升溫圖b

除了嚴(yán)格根據(jù)運(yùn)行規(guī)程操作外，將輔助蒸汽加熱與機(jī)組四段抽汽加熱聯(lián)絡(luò)門關(guān)閉后，輔助蒸汽加熱門開至100%，除氧器振動現(xiàn)象消失。由于加熱門的全部開啟，大大縮短了除氧器的加熱時間，此次試驗(yàn)用時1.5 h。圖4為此次啟動的除氧器上水和升溫圖。

圖4 除氧器上水和升溫圖c

4 原因分析及振動消除方案

綜合以上現(xiàn)場調(diào)查的情況，在關(guān)閉輔助蒸汽加熱與機(jī)組四段抽汽加熱聯(lián)絡(luò)門后，除氧器振動現(xiàn)象消失，據(jù)此判斷除氧器振動的原因?yàn)椋阂蛩亩纬槠訜峁芎洼o汽加熱管不在同一水平高度上(如圖5所示)，當(dāng)機(jī)組啟動或停機(jī)使用輔助蒸汽加熱時，聯(lián)絡(luò)電動門聯(lián)開，輔汽助蒸通過聯(lián)絡(luò)門進(jìn)入四段抽汽管道，上部與下部不在同一高度的2根加熱管同時進(jìn)

圖2 除氧器冷態(tài)啟動溫升和充水曲線

圖5 四段抽汽加熱管和輔汽加熱管不在同一水平高度上

汽加熱，冷熱流體發(fā)生對沖，這是引起除氧器振動的主要原因。沒有嚴(yán)格按廠家說明書要求控制好水位和上水速度是其振動的次要原因。

因此，機(jī)組在啟動及停機(jī)階段，嚴(yán)禁將輔助蒸汽與四段抽汽管道聯(lián)絡(luò)電動門開啟，同時嚴(yán)格按照除氧器冷態(tài)啟動溫升和充水曲線控制除氧器水位和上水速度，輔助加熱蒸汽管道投入前進(jìn)行充分疏水暖管。在此后的啟、停機(jī)過程中，重點(diǎn)對輔助蒸汽與四段抽汽管道聯(lián)絡(luò)電動門關(guān)閉后除氧器的振動情況進(jìn)行了監(jiān)視，除氧器振動現(xiàn)象沒有再出現(xiàn)，加熱速度大大提高，設(shè)備安全得到了保證。

參考文獻(xiàn)：

[1]汪祖鑫.超臨界壓力600 MW機(jī)組的啟動和運(yùn)行[M].北京：中國電力出版社，1996.