一种新型内置式除氧器在田家庵电厂的应用

1、一种新型内置式除氧器在田家庵电厂的应用田家庵发电厂(淮南市232007) 李义祥 韩继跃 李运生 华东电力设计院(上海市200063) 金王贵 1 前言田家庵电厂机是一台N125机组，原匹配一台400 t/h立式单封头除氧器，该除氧器经过20多年运行后，发现除氧头和给水箱连接处以及给水 箱内部多处发生裂纹，虽然经过多次修补，运行不久后又发生泄漏，严重影响安全运行，经鉴定，需更换除氧器筒体。为了使更换的除氧器具有较高的可靠性和经济性，经过综合比较，选择了华东电力设计院研制开发的新型内置式除氧器。采用这种除氧器由于没有除氧头，在给水箱上也没有大直径开 孔，从而提高了除氧器的安全可靠性。另外内置式除

2、氧器由于没有除氧头，其总重量比传统除氧器低2025%，改造中可以不用对土建结构进行加固。2主要技术参数2.1 技术规范型号 NZ-440-3500额定出力 440t/h设计温度 386工作温度 158凝结水进水温度 145加热蒸汽进口温度 386除氧器出水含氧量 g/L筒体内径 3500mm设计压力 0.7MPa工作压力 0.49MPa凝结水进水压力 0.7MPa加热蒸汽进口压力 0.670.7MPa除氧器进水含氧量 40g/L筒体材料 20g除氧器总长度 18.80m2.2 技术要求(1)考虑到现场在某些特殊情况下，除氧器的进水含氧量可能达到200g/L300g/L，要 求除氧器的出水含氧量

3、也不应高于7g/L。(2)在停用一台低压加热器时，除氧器出水含氧量7g/L。(3)除氧器应能滑压运行，滑压范围为30100%额定负荷。3 主要结构该除氧器筒体内设置四道T型加强圈，取代了原除氧器中容易产生 裂纹的三角型加强圈，在除氧器顶部沿轴向均匀布置了8根排气管，及时将除氧器中析出的 氧气和其它不凝结气体排向大气，除氧器的两个端部和顶部各设置一个人孔供检修搬运和通风之用。除氧器内采用了下列四种元件和装置：(1)射汽式喷嘴射汽式喷嘴由壳体和喷射管组成。在壳体圆周壁上开设了若干切向进水槽，进水从壳体外侧通过切向进水槽进入壳体内侧，并形成数股旋转水流。射汽喷管将进入蒸汽的压力能转为成 速度能，形成

4、一股高速射汽流。这股汽流一方面在壳体内带动旋转水流向前流动，形成抽吸作用；另一方面这股汽流在喷出口处撞击旋转水流，增加了水流雾化动力；使水滴雾化得更 细。此外这股高速射汽流在壳体内与旋转水流接触，提前了汽水热交换时间。在离开喷嘴后，这股蒸汽自雾化锥体中心向四周扩散，使雾化水滴获得均匀加热。(2)吹扫管根据国外试验资料介绍，在除氧器水位线处，水侧氧气浓度与汽侧氧气浓度之差一般不大，较小的浓度差使得氧气扩散动力不足，加上不的表面张力增加了水侧氧气向汽侧扩散的阻力 。为了能使水中氧气及时逸出，该除氧器在水位线上方的适当位置设置了一条环形吹扫管。在吹扫管上设置了若干吹气踊，利用加热蒸汽作为吹扫汽，吹扫

5、水面上从水中逸出的氧气和其 它气体，增大水位线两侧的氧气浓度差，增加氧气的扩散动力。同时，利用吹扫蒸汽喷出的速度能，不断扰动水面，破坏水的表面张力，促进水中氧气及时逸出水面，降低除氧器的出 水含氧量。吹扫管中的蒸汽除了用于促进水中的氧气及时逸出水面之外，吹扫后的蒸汽自下向上流动，还不断加热喷嘴喷出的雾化水，使雾化水受热均匀，提高了雾化水的加热温升速度。运行表明吹扫管具有优良的传热性能，正常工况时，只需开启吹扫蒸汽(不必开启喷嘴汽、泡沫汽)，就能使除氧器出水含氧量降低到5g/L以下。(3)泡沫器泡沫器由蒸汽喷嘴、导叶、泡沫管组成。这种泡沫器因为能产生两次泡沫，又称为二次汽沫器。二次泡沫器增强了水

6、下紊流强度，提高了汽水之间的传热系数，冷水加热时间可缩短到 2h3h，二次泡沫器不仅可以用于启动，也可以用于正常运行。当除氧器进冷水或进水含氧量较大时，可利用它进行深度除氧，降低出水中的含氧量。(4)传质段在一般内置式除氧器中，允许进水含氧量为90g/L100g/L，考虑现场除氧器进水含氧 量有时高达200g/L300g/L。为了保证除氧器出水含氧量合格，设计中增加了一个传质 段，该传质段由配水板、通风帽、淋水板和许多“O”型环组成。在传质段中水汽热交换表 面积较大，水流速度极慢，增加了传质时间，有利于氧气的析出。田家庵电厂的内置式除氧器由10节直筒和2个椭圆型封头就地拼装而成。其外形和下部接

7、管 尺寸与原有给水箱相同。以便充分利用原有土建基础和管道。除氧器的壳体、管道和平台抓扶梯由本溪安装公司压力容器厂制作安装，内部构件由上海勤丰电力设备厂制作。内置式除 氧器制造完成后，由本溪劳动局锅检所、安徽省电力试验研究所锅炉压力容器检验中心、华东电力设计院和电厂各专业部门进行了冷态验收，并于1998年2月20日一次性通过了水压试验。4 运行和性能测试1998年3月5日内置式除氧器投入运行，经初步调节，进水含氧量在140g/L时，经过多次取 样化验，出水含氧量为35g/L，出水含氧量稳定。1998年5月6日由安徽省电力试验研究所对内置式除氧器的下列热力性能进行了测试。在整个试验过程中，除氧器排

8、气阀开度一直维持在1/4圈，保持排气管出口微冒汽状态，对排汽阀 基本不做任何操作。4.1 除氧能力试验机组负荷维持在110MW左右，系统正常运行，在确定除氧器出水含氧量合格的情况下，采取 逐渐松开备用凝泵进口压力表的方法，逐渐增大凝结水的含氧量，使凝结水含氧量分别在10 0200g/L、200g/L、300g/L的工况下，进一步确定除氧器出水含氧量是 否合格。测试结果如表1。4.2 低温进水性能试验切除低压加热器，降低进入除氧器的凝结水温度，机组负荷维持在110MW左右，测试 结果如表2。4.3 除氧器最小出力试验传统除氧器在5060%额定负荷以下时，出水含氧量往往不合格。按电站压力式除氧器安

9、 全技术规定，除氧器在30%额定负荷运行时，出水含氧量也必须合格。对该除氧器来说，3 0%额定负荷的凝结水进水量为105.5t/h。试验前，把机组负荷降到60MW左右，除氧器水位补 至高位，使凝结水进水量维持在105.6t/h以下。测试结果如表3。 4.4 滑压升负荷试验机组以最大允许负荷变化率进行滑压升负荷，即以3MW/min的速度从60MW升至于110MW，测定 出水含氧量变化情况。测试结果如表4。表4滑压升负荷试验参数名称单位实测值机组负荷MW58758595106113除氧器压力MPa0.320.360.420.460.540.60进水含氧量 g/L808080808080出水含氧量g

10、/L43 3333从以上实测看出，田厂内置式除氧器的热 力性能达到设计技术规范和设计技术要求。该除氧器除氧能力强，在正常运行时除氧器出水含氧量为3g/L4g/L，即使凝结水进水含氧量超标(40g/L)，除氧器出水含氧量也不 超过6g/L，低于国标规定值(7g/L)。此外，该除氧器能适应低负荷、滑压运行和低温进 水工况，在这些工况下运行时的除氧器出水含氧量均为3g/L4g/L。5 结束语内置式除氧器是一种新型除氧器，它取消了除氧头，在壳体上没有大直径开孔和集中载荷作用，改善了壳体受力状况，提高了壳体刚度和强度，为除氧器安全运行提供了基本条件。除 氧器平台设计合理，阀门分汽水两路布置，极大的方便了运行及检修工作。从运行来看，内置式除氧器在启动中操作简单方便，在正常运行中操作很少，内置式除氧器的除氧能力完