除氧器|新型旋膜除氧器(一種)
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國產(chǎn)100MW及以上機組絕大多數配置噴霧填料式除氧器。這些除氧器，特別是100 MW、200 MW機組的除氧器，相當一部分已運行多年，彈簧噴嘴老化失效，內部元件銹蝕損壞；加之70年代前后生產(chǎn)的除氧器填料多采用Ω型填料，其傳熱傳質(zhì)性能特別是氣體擴散性能均不如目前的新型不銹鋼絲網(wǎng)材料，所以不少除氧器的除氧效果明顯下降，有的嚴重超標，特別是在當前電網(wǎng)負荷需求減少，多數機組頻繁運行于部分負荷或低負荷工況時(shí)，溶氧超標尤為嚴重。因此，針對這些電廠(chǎng)除氧器改造的迫切要求，推薦采用除氧器內部改造方案，即在除氧頭殼體和水箱殼體滿(mǎn)足設計強度要求時(shí)，僅對除氧頭內部關(guān)鍵部件進(jìn)行優(yōu)化改造。實(shí)施內部改造方案的投資僅為更新設備費用的10%～20%，除氧效果完全能夠滿(mǎn)足運行要求，而且由于進(jìn)汽裝置、填料等部件采用了優(yōu)化措施，其除氧效果、負荷適應性、熱經(jīng)濟性等指標更具有吸引力。韶關(guān)電廠(chǎng)200 MW機組除氧器的改造成功地為同類(lèi)設備改造提供了一條經(jīng)濟、簡(jiǎn)捷、有效的途徑。
1 設備概述
通化發(fā)電廠(chǎng)6號機系哈爾濱汽輪機廠(chǎng)生產(chǎn)的200MW機組，配用哈爾濱鍋爐廠(chǎng)生產(chǎn)的GWC-670型高壓噴霧填料式除氧器；設計出力670t/h，出力700 t/h，額定運行壓力/溫度為0.49 MPa/158 ℃。除氧器經(jīng)多年運行后，改造前存在的主要問(wèn)題是：(1)給水含氧量嚴重超標且不穩定，如2005年11月為1.8～128.6 μg/L，1996年9月為0.2～15.3 μg/L；(2)Ω型填料散失，運行中Ω型填料經(jīng)常脫落到給水泵入口，影響安全運行；(3)霧化噴嘴彈簧失效且常脫落，失去調節功能。為此，韶關(guān)電廠(chǎng)決定對9號機組除氧器進(jìn)行改造。熱工研究院經(jīng)過(guò)對眾多改造方案的技術(shù)經(jīng)濟性論證后提出除氧頭局部改造方案。
2007年7月在該機組大修期間對9號機除氧器完成了改造。從2007年8月除氧器投運至今，設備運行狀況良好。為了考核、評價(jià)改造后除氧器的熱力性能，由韶關(guān)發(fā)電廠(chǎng)和熱工研究院共同組織人員，于1998年3月進(jìn)行了性能試驗。證明該除氧器改造設計合理，性能優(yōu)良，達到了設計要求，能滿(mǎn)足電廠(chǎng)對給水品質(zhì)的要求，確保機組安全、穩定運行。
2 除氧器內部改造設計
2.1 除氧器結構設計:
除氧器殼體和外部連接管保持不變，僅對除氧器內部進(jìn)行局部改造。(1)對噴淋效果欠佳的老式彈簧噴嘴進(jìn)行調整、修復或選用新型彈簧噴嘴將其更換；(2)在進(jìn)汽裝置基本結構不變的情況下，對一次蒸汽進(jìn)汽裝置進(jìn)行優(yōu)化設計，確定蒸汽通流面積；(3)拆除原除氧器的淋水盤(pán)結構，改為五層水篦子，使珠狀傳熱變?yōu)槟顐鳠�，增強傳熱效果和不凝結氣體的擴散能力；(4)拆除原除氧器Ω型填料的上壓料架，保持填料下托架不變，用不銹鋼絲網(wǎng)填料塊代替Ω型散填料。
除氧器內部結構示意圖
2.2 修復、更換彈簧噴嘴
全面檢查所有彈簧噴嘴，對嚴重損壞無(wú)法調整或修復的噴嘴進(jìn)行更換；對沒(méi)有更新的噴嘴要全部更換彈簧并調整使其與新噴嘴彈簧緊力相當，保證所有噴嘴霧化效果一致。
彈簧噴嘴及彈簧選用同型號的新一代彈簧噴嘴和與之相匹配的彈簧。這樣，現場(chǎng)施工方便、工作量��；同時(shí)也能保證彈簧噴嘴的整體霧化效果。
2.3 進(jìn)汽裝置優(yōu)化設計
根據除氧器熱平衡計算書(shū)可知，進(jìn)入除氧器的4段抽汽量為29.89 t/h，而門(mén)桿漏汽、連續排污擴容器來(lái)汽和軸封漏汽總量為7.78 t/h，所以，這里僅對4段抽汽的進(jìn)汽裝置進(jìn)行優(yōu)化設計。為了盡可能地減小現場(chǎng)工作量，在不改變進(jìn)汽管位置和基本結構的前提下，優(yōu)化設計進(jìn)汽通流面積，即在原進(jìn)汽孔數量不變時(shí)優(yōu)化進(jìn)汽孔直徑。(1)原設計進(jìn)汽裝置上共鉆598個(gè)?12孔，在設計的額定工況、大工況及目前運行的額定工況下是合適的。(2)電廠(chǎng)實(shí)際運行參數偏離制造廠(chǎng)性能計算書(shū)中給出的參數，例如，第4段抽汽壓力僅0.8 MPa，而計算書(shū)中給出的除氧器進(jìn)汽壓力則為0.832 MPa，實(shí)際運行的進(jìn)汽壓力為0.72 MPa；所以設計參數與電廠(chǎng)實(shí)際運行工況之間存在較大誤差。(3)9號機除氧器出水含氧量不穩定，這說(shuō)明在額定工況附近除氧器工作基本正常，而偏離額定工況較大時(shí)，蒸汽加熱不足，特別是在蒸汽參數偏低、高壓加熱器退出運行或凝結水溫度低時(shí)較為明顯。(4)考慮機組自然老化、高壓加熱器解列、凝結水溫度偏低以及調峰運行等因素，進(jìn)汽裝置原598個(gè)?12孔宜改為598個(gè)?16孔。
2.4 水篦子設計
水篦子設計為5層，采用10號槽鋼100×48×5.3，其間隔為80 mm，均勻分布；每層高138 mm。
2.5 填料選擇
填料層設計高度150 mm，除氧頭內填料體積1.474 m3，選用1Cr18Ni9Ti不銹鋼絲網(wǎng)。將填料層分為16個(gè)獨立的填料塊，方便安裝和維修；為縮短大修工期，填料塊纏繞密度為130 kg/m3。填料塊可向填料生產(chǎn)廠(chǎng)訂做，另外還需要一些不銹鋼絲網(wǎng)散料，用于特殊位置，如除氧頭殼體內填料塊沒(méi)有涉及的圓弧部分等。填料下托架可用原Ω填料層托架，由于采用已包裝的填料塊，故無(wú)需填料上壓板架。
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