除氧器水位控制方案优化

2022-09-12

除氧器是锅炉及供热系统的重点设备之一, 如果除氧器的除氧能力交叉, 将给机组带来很大的运行阻力, 容易导致机组内的管道、零部件等出现腐蚀情况, 给整个生产带来严重的经济损失。因此, 对于除氧器水位控制方案的制定和优化就显得尤为重要。我们应从除氧器的运行原理进行分析, 对其传统除氧器水位控制中的不足之处进行简要分析, 并探索优化方案的有效措施和方法。

1. 除氧器的运行原理分析

除氧设备主要由除氧塔头、除氧水箱两大件以及接管和外接件组成, 其主要部件除氧器 (除氧塔头) 是由外壳、汽水分离器、新型旋膜器 (起膜管) 、淋水篦子、蓄热填料液汽网等部件组成。凝结水及补充水首先进入除氧头内旋膜器组水室, 在一定的水位差压下从膜管的小孔斜旋喷向内孔, 形成射流, 由于内孔充满了上升的加热蒸汽, 水在射流运动中便将大量的加热蒸汽吸卷进来 (试验证明射流运动具有卷吸作用) ;在极短时间很小的行程上产生剧烈的混合加热作用, 水温大幅度提高, 而旋转的水沿着膜管内孔壁继续下旋, 形成一层翻滚的水膜裙, (水在旋转流动时的临界雷诺数下降很多即产生紊流翻滚) , 此时紊流状态的水传热传质效果最理想, 水温达到饱和温度。氧气即被分离出来, 因氧气在内孔内无法随意扩散, 只能上升的蒸汽从排汽管排向大气 (老式除氧器虽加热了水, 分离出了氧但氧气比重大于加热蒸汽, 部分氧又被下流的水带入水箱, 也是造成除氧效果差的一种原因) 。经起膜段粗除氧的给水及由疏水管引进的疏水在这里混合进行二次分配, 呈均匀淋雨状落到装到其下的液汽网上, 再进行深度除氧后才流入水箱。水箱内的水含氧量为高压0-7цɡ/L, 低压小于15цɡ/L达到部颁运行标准。

2. 除氧器水位控制方案的优化措施

在原有的生产过程中, 在控制除氧器水位方面, 一般都是采用水位调节阀对其进行控制, 凝结水母管压力是通过凝结水泵变频器来进行调节的。在生产过程中, 为能够使得除氧器的水位调节阀范围扩大, 可以对其进行适当的更改, 使其负荷得到改变。在实际操作过程中, 如果没有对实际情况进行详细了解, 没有对凝结水泵变频器的调节量进行合理设置, 就有可能存在水流的过度消耗, 使得机组在使用的过程中产生很大的能源消耗, 不仅使得经济成本提高, 也不利于机组的节能减排。因此, 我们应进一步对其进行优化和管理。

在新的除氧器水位控制方案中, 应采用三冲量的串级调节方式, 包括主要给水流量、凝结水流量和除氧器水位三个方面。具体来说, 新方案中对于除氧器水位控制的优化主要表现在如下几个方面:

(1) 如何除氧器使用了低旁减温水和和小机密封水, 可以根据实际情况, 增加具有一定压力的凝结水, 这种情况一般是处于1.1mpa的水母管压力之下, 对水位的控制一般是通过凝结水泵变频器来进行控制的。如果凝结水母管的压力超过2.25mpa, 将会由于压力过高产生一定的问题, 因此应使凝结水泵变频器控制闭锁增。

(2) 在除氧器运行过程中, 应确保凝泵变频自动状态与除氧器调节阀自动状态呈现互相封锁的状态, 即在同一个时间内, 如果其中一套是采用自动控制的方法, 另一套就应该是手动控制的方法。如果想要第二套实现自动控制, 就应先将第一套切换成为手动控制的方法, 这样的设计方案, 能够防止两者在变频过程中对除氧器水位的自动调节效果进行干扰, 能够有效保障除氧器水位自动调节系统的稳定运行。

(3) 无论是手动控制还是自动控制情况, 除氧器水位在高于2100mm的情况下, 应保证凝结水泵变频器控制闭锁增, 这种设计方案能够有效对除氧器的水位进行控制, 防止出现水位过高的情况, 防止其溢出进入机组, 导致机组出现进水问题。

(4) 如果另一台机组存在着工频泵联启或者机组负荷小鱼360mw的情况, 可以在其中使用凝结水泵变频器, 对机组进行控制, 使控制方案能够便捷地切换到原有控制方案中, 转变成为对凝结水母管压力进行控制, 并将除氧器水位调节阀从自动控制向手动控制进行切换, 从而能够避免在低负荷的情况下可能出现的除氧器水位过高, 或者是机组进水问题, 降低机组事故的发生概率。

(5) 如果机组的符合比较高, 如大于400mw, 就应对凝结水泵变频器进行有效控制, 使其能够实现自动化的切换、控制, 从而将除氧器水位作为最主要的控制对象, 与此同时还能够以0.2%/s的速率对除氧器水位进行缓慢开启, 从而能够有效防止意外的产生, 能够使操作人员在发现问题的时候及时对除氧器进行干预, 解决其中存在的问题。如果开度要求达到百分之百, 就能够实现逻辑方案从自动方案向手动方案进行切换, 从而实现除氧器水位调节阀全开。

上文中对除氧器水位控制方案的优化方法, 能够使运行人员灵活地在新方案和旧方案中进行切换, 并且能够实现手动控制和自动控制的切换, 对于除氧器水位控制效果来说, 有着明显的提升作用。