凝结水溶氧增大原因【135MW空冷机组凝结水溶氧超标原因及对策分析】

　　摘要：135MW空冷机组常见的问题就是凝结水溶氧超标，不仅影响机组设备的节能效果，同时也会给空冷机组的安全运行造成影响。本文主要从凝结水溶氧量偏高的危害为出发点，分析了机组凝结水溶氧过高的原因，并同时对如何防治机组凝结水溶氧超标给出了笔者的经验及观点。
　　关键词：空冷机组；溶氧超标；解决对策
　　中图分类号：TN05 文献标识码：A
　　引言
　　随着社会发展水资源的短缺矛盾日益突出，越来越多的发电厂中的使用空冷机组。在空冷机组的正常运行过程中，其中的空冷凝汽器随着环境变化而发生变化较大，因此，凝结水的过冷度也会发生较大的变化，这样就很容易造成凝结水溶氧波动范围增大，同时，由于冷空系统相对庞大，泄漏点也较多，很容易造成空气泄漏进负压系统从而造成凝结水的溶氧量超过标准。
　　1 凝结水溶氧偏高的危害
　　对于135MW直接空冷机组，当凝结水的溶氧量过大时很容易对机组的热力设备造成危害，从而影响机组的正常运行，主要的危害有以下几点：
　　1.1 大大降低机组设备的使用寿命。一般为了提高机组的工作效率，大型的汽轮发电机组都是采用安装回热循环系统的，当含氧量较高的凝结水通过会热系统设备以及附属的管道时，就会对除氧器前的低压加热器和除氧器后的高压加热器等设备造成大面积的腐蚀，这是由于氧和金属可以形成原电池，引起金属形成电化学腐蚀，从而极大的降低了各种设备的正常使用寿命，同时也降低了机组运行的可靠性。
　　1.2 大大降低回热设备的换热效率。在汽轮机组的回热系统中，一般主要采用表面式换热器作为主换热设备，设备的腐蚀物会附着在换热设备的换热面上，比如管束的表面，形成一层疏松的附着层，引起热阻值的增加，从而降低了回热系统的换热效率。同时，过高的凝结水溶氧量会在换热器的表面形成气体薄膜层，也会引起换热热阻值的增加，从而增大凝汽器端差，降低热设备的循环效率。
　　1.3 提高了厂用电量和汽耗值。一般为保证机组的安全稳定运行，必须保证凝汽器是处于一个高度真空的状态中。如果由于漏空气造成凝结水溶氧量超标，过量的空气进入凝汽器，就会大大的降低真空值，真空值降低后会直接影响到机组的出力，增加机组抽气系统的负荷量，同时也提高了厂用电量与汽消耗值。
　　2 135MW空冷机组凝结水溶氧超标原因分析
　　2.1 空冷凝结水过冷度影响。从除氧的角度来看，机组空冷凝汽器的运行过程相当于一个混合加热式的真空除氧器，除氧原理也与热力除氧器想类似，只是在除氧饱和压力上面不同。根据亨利定律可以得知，气体在水体中的溶解度和该气体在气水界面上的分压是成一个正比的，换句话说，当凝结水的水温越接近排汽压力对应的饱和温度时，其气相中的除蒸汽以外的其它气体的分压也会越小，同时，其在水相中气体的溶解度也会越小。也就是说过冷度越小，机组内凝结水溶氧量也越小。一般在湿冷机组中的凝结水过冷度合理范围是0.5-1℃内，而且对湿冷机组的过冷度也比较容易进行控制。但是对于空冷机组来说，其过冷度就相对比较难控制，空冷机组的过冷度直接受到天气气温变化的影响，在一天之内变化范围也是比较大的，尤其是在冬季，空冷机组的凝结水过冷度会产生非常大的变化，而且不容易控制，一般可以达到3℃以上，我公司冬季的过冷度一般在3.9℃范围内。另外，空冷机组的所包括的冷却面积非常庞大，非常容易发生局部过冷的现象，导致了相对的凝结水溶氧量偏高。
　　2.2 空冷机组真空严密性的影响。一般情况下，凝结水氧气的来源主要是来自外界漏进凝汽器中的空气中的氧气，如果空冷机组真空严密性好，其负压区漏点也较少，进入负压区的空气也就会相对较少，从而减少凝结水中的含氧量，因此，空冷机组的中凝结器的漏点较多，就会极大的影响到凝结水中的溶氧含量。采用在真空严密性试验可以判断真空严密性的好坏程度，取平均每分钟在真空系统中的升高压力值，其单位为Pa/min。
　　2.3 凝结水补充水溶氧量的影响。在进行设备除盐补充水的制备过程中，补充水与大气进行充分的接触，补充水的溶氧量几乎达到了一个饱和状态。根据氧气的亨利系数以及其在大气分压下可以算出，20℃水中其溶解氧的浓度为8900μg/L，该值将近合理的凝结水溶氧量的300倍。对于一台135MW的空冷机组来说，如果补充水的量为1%的话，凝结水的补充水流量大约为4.5t/h左右，假如没有对凝结水的补充水进行科学的除氧处理，根据物料平衡来推算，其凝结水的溶氧量将会增加超过8585μg/L，由此，可以得知凝结水补充水将会对凝结水的溶氧量产生非常大的影响。
　　2.4 凝结水补水方式的影响。目前，大型的湿冷机组处于经济的考虑，补充水大部分是从凝汽器补入，而不是除氧器补入，从凝汽器的喉部以雾状态进行补入。补水温度低于凝汽器的排气温度，雾化补水直接与温度较高的汽轮机乏汽进行传热传质交换，这样既可以达到强制冷却排汽目的，又可以将补充水加热到当时被压下的饱和温度，使溶氧从补充水中溢出。空冷机组由于本身具有较高的背压，其真空度较低不利于除氧。另外，由于每个厂的实际情况以及所采用的补水方式不同，造成最终的除氧效果也不经相同。我公司在改造之前所采用的补水方式是，除盐水经喷头直接补入凝结水箱，该方式的补水效果以及除氧效果都比较不理想。该装置在设计时所选择的喷头及补水空间位置不合理，导致无法满足补水时的除氧效果需求，补入水的除氧效果偏离了设计标准，直接导致了凝结水的溶氧量超标。
　　3 135MW空冷机组凝结水溶氧超标对策
　　3.1 严格控制空冷凝结水的过冷度。凝结水的过冷度较大是造成空冷机组凝结水溶氧含量超标的主要原因。目前，空冷风机的是按照其真空设定值进行调整的，而不是考虑凝结水的过冷度因素，这种调整方式特别是在冬天就很容易出现高真空而过冷度较大的现象。过冷度过大说明冷风机的风量较大，风机转速高，这种方式在节能效果上非常不理想。部分的单位进行手工的调整风机转速来控制过冷度，但是这话总方式在当前的条件下可行性不高。因此，建议各在空冷岛风机转速的调整上，采用过冷度与真空值相结合的综合性的自动调节方式，将空冷凝汽器的凝结水的过冷度控制在3.9℃的范围之内。另外，在冬季空冷凝汽器的运行时，要做好凝汽器下联箱的保温工作，从而保证凝结水的过冷度达到最小值。
　　3.2 提高空冷机组的真空严密性。凝结水的溶氧量与空冷机组的真空严密性有着非常密切的关系，一旦发生机组凝结水溶氧量超标的现象，就需要考虑是否是空冷机组的严密性出现问题，需通过真空系统严密性试验来验证，将空冷机组的真空严密性控制在最低标准，约为130Pa/min左右，在条件允许的情况下最好控制在100Pa/min范围之内。
　　3.3 提高机组凝结水箱的除氧效果。空冷机组凝汽器回水的残余溶氧一般是通过凝结水箱下部的喷头进行排除的，因此，务必要提高凝结水箱的除氧效果，要尽量保证做到凝结水箱中的凝结水全部从下部的喷头排出，同时也可以利用增加喷头的数量来提高容量。
　　结束语
　　通过以上分析可以得出，处理凝结水的溶氧问题是一个综合性的问题，要对症进行处理，要问题进行全面的分析。一旦出现凝结水溶氧超标情况则要进行原因的逐个排除，另一方面，凝结水溶氧超标同时也随着季节的变化为变化，在冬季其溶氧值较高，同时要做好空冷机组的凝汽器下联箱的保温工作。在夏季，由于空冷机组本身的局限性，由于真空度较低，空冷凝汽器中凝结水的溶氧量一般都比较低，大部分都是在合格的范围之内。
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