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浅析除氧器振动原因及缓解措施尹万亮

发表时间：2021/4/26 来源：《基层建设》2020年第33期作者：尹万亮

[导读] 摘要：现如今，随着我国经济的快速发展，电厂的建设也在加快。

        内蒙古大唐国际克什克腾煤制天然气有限责任公司 025350
        摘要：现如今，随着我国经济的快速发展，电厂的建设也在加快。除氧器是常规岛的重要热力设备，其运行是否正常将直接影响电力生产的安全性与经济性。我厂除氧器在机组启动初期和机组停运过程中曾出现过多次剧烈振动现象，不仅会造成除氧器上水管线断裂，也是除氧器水箱壁产生裂纹的原因之一。严重影响设备和机组的安全，针对这一现象进行了现场调查，分析除氧器振动的根本原因，并提出了有效的预防振动的措施，对电厂的实际运行和异常响应有很好的借鉴作用。
        关键词：除氧器；振动原因；缓解措施
        引言
        除氧器是蒸汽发电机组中重要的热力设备，其运行是否正常将直接影响电厂生产的安全性与经济性。但是除氧器在运行中存在诸多问题，如排气带水、除氧器振动、自生沸腾等，其中尤以除氧器的过度振动最为常见，除氧器振动不仅使除氧器的运行存在安全隐患，降低其可靠性，而且导致其加热投运时间长，满足不了机组经济、快速启动的需要。因此，引起了电力行业人员的广泛重视。不同的机组特性不同，采用的除氧器结构也有差别，造成振动的原因也千差万别。因此，作者在总结前人工作的基础上，通过归纳与总结，找出除氧器振动的原因以及相应的预防措施。
        1除氧器结构
        除氧器由除氧头以及水箱构成。除氧头是使用材质间隔的钢板经过焊接产生，在除氧头捏的顶部有一个喷雾室，在中间有一个喷淋盘，在喷雾式内设置喷雾头，在喷淋盘上面配备用于供水以及除氧的配水盘。喷雾头的用处就是把所供给的水雾化，加大冷凝水以及加热水蒸汽的接触面积，加强换热以及除氧成效。供水经过喷雾头进到除氧机器内，喷雾头在机器内水压的作用下运转，把冷凝的会通过较细的雾滴喷出。雾滴和加热蒸汽反向流通，全面接触，对雾滴展开加热以及除氧，在雾滴层受到加热至完全和温度的时候，可以实现很好的除氧成效。无头除氧器主体是封头、简体、支座和内部构建等构成。在筒体上部有一个提供检查维修的DN600的入孔门。筒体上部还有两个底座，一个固定的底座，一个活动的底座，两者间隔10米。从外，水箱上部还设置有增加大筒体强度的外“T”增强圈。为了预防除氧机器内部压强较大，筒体上部还设置了两个DN200的安全阀。此外，另有测定水位的平衡容器以及溢流装置等。进汽设施分为辅助蒸汽接管以及主要蒸汽接管。辅助蒸汽接管用于启动工作情况，这是辅助蒸汽阀开启，主要蒸汽阀门闭合，主要蒸汽是用在正常的工作情况，这是辅助蒸汽阀门闭合，主要蒸汽阀门开启。为预防水发生倒流进入蒸汽供水管道，在主、辅助蒸汽供水管上设置防止回流的阀门。
        2除氧器本体振动原因
        2.1由设计缺陷导致的振动
        （1）一次蒸汽进气口设计不合理。有的旋膜式除氧器一次加热进汽管经除氧罐伸入除氧塔底部，由于没有设计加装均匀布汽的封头，与凝结水、化学补水进行热交换时换热不均匀；同时水流下落过程中易倒灌入进汽管；除氧器内部压力高时，又易使水流积聚在除氧塔内部。上述原因会在除氧塔内形成汽水冲击，汽水换热效果恶化，严重影响氧气的析出，使水中含氧量严重偏高；同时，造成除氧塔产生振动。（2）高加疏水管设计不合理。对旋膜式除氧器而言，高压加热器疏水管在进入除氧塔，与凝结水、化学补水进行热交换时，由于管道布水孔安装不合理，与一次加热进汽管形成汽水对冲，造成换热效果不好，并引起除氧器振动。（3）二次蒸汽与疏水、补水形成汽水对冲。二次蒸汽引入不合理或者与疏水，补水管相距过近，很容易在除氧器内形成汽水对冲。在设计与安装中，应注意合理的引入二次蒸汽，避免与疏水，补水等其他管道相距过近。尽量减少各水流或蒸汽引入点的相互干扰。并且还要考虑负荷变动时，流速流量变化可能产生的影响。（4）二次加热蒸汽配汽不均。在机组启动时，经常要向除氧水箱中通入二次加热蒸汽，进行进一步的除氧，加快启动速度。

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但是由于配汽管配汽方式和配汽孔设计的不合理，会导致二次蒸汽的配入不均匀。从而使水箱内富气处形成热水区，而在乏汽处形成冷水区。冷水区和热水区以热对流和热传导的方式进行换热，从而在冷热的交界面形成类似水击的现象，引起除氧器加热过程的震动。
        2.2除氧器内产生的汽锤
        在除氧器上水前，除氧器内部是一个稳态，汽水饱和状态，当较冷的凝结水进入除氧器后，除氧器内温度迅速下降，压力降低，则除氧水箱内的水会剧烈汽化，沸腾。水汽反冲到除氧器，进入除氧器后，又被冷却，一直反复。直到补水停止后一段时间，再恢复到另一个平衡点。
        2.3由除氧器零部件损坏导致的振动
        （1）支撑单薄不稳，除氧器的管系固定不牢、松动。撑单薄不稳，除氧器的管系固定不牢、松动这一点往往容易被忽略，尤其是除氧器内部的零件松动，由于太简单而不被注意。而且这种振动往往出现在机组启动或负荷剧烈变动时。这种振动应引起足够的重视，也应列在电厂经常检查的项目中。发现问题，即使排除。（2）除氧器内雾化喷头脱落形成水注。除氧器内部的喷头出现脱落，形成水柱，引起蒸汽的迅速凝结，造成水击，产生振动，长时期振动会引起其它喷头脱落，使振动加剧，形成恶性循环，长期运行中，极有可能造成事故的发生。
        3缓解措施
        1）低功率期间除氧器上水期间加强现场对除氧器的巡视，如果发生震动现象，立即暂停补水；2）机组启动时避免过早投入主给水泵自循环导致除氧器温度过高，如果除氧器已经温度过高，那么在对其上水前，采取措施给除氧器降温减压，打开除氧气排气阀，排除一部分热量到大气或凝汽器（凝汽器真空投入的话）。3）采用手动非常小流量连续的补水方式，避免除氧器温度迅速下降，确认无振动后再加大到下一个台阶，此次出现振动停止后采用通过手动缓慢每0.5%为一个输出台阶对除氧器进行补水，已证明此法可行。必要时先停运主给水泵，待除氧器降温降压后对除氧器补水。4）机组停运检修时，重点对除氧器内部的喷雾头、挡汽板等易引起振动的焊接构件的焊缝连接处进行检查，必要时进行金相检查，有裂缝时及时挖补焊接。5）针对可能的除氧器上水管道水锤导致振动原因，机组检修时，对除氧器每一个喷雾装置进行检查，防止上水管线不满水。6）对上水管线的所有固定支架检查评估与改进，在此次振动幅度最大的地方进行加固。
        结语
        除氧器运转是在一个复杂环境下，可靠性较低的换热装置，不过，是在电厂汽水循环之中必不可少的。除氧器振动是较为常见、多原因造成的情况，如果不进行管理，就会对除氧器工作能力有所损害，严重的会造成事故。所以运转的时候，要严格监控除氧装置的运转情况，出现振动，快速地进行处置。
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