凝結水含氧量超標的試驗研究——以大唐淮南洛河發電廠#4機為例

田友見

（大唐淮南洛河發電廠運行一分場，安徽 淮南 232008）

1 前言

長期以來，凝結水含氧量超標的問題在大唐淮南洛河發電廠#4機組300MW機組中一直存在，進而在一定程度上直接威脅到機組的安全運行，需要對其進行處理。為此，在凝汽器查漏方面，該廠組織開展了大量工作。大小修、停機備用期間，雖然多次進行了壓磅找漏，并且消除了一些漏點，但是依然沒有徹底解決凝結水含氧超標問題。最后，通過總結分析，指出凝結水含氧量超標問題是機組運行過程中，在軸加、汽輪機軸封、凝結水泵軸封等方面存在問題。至此，凝結水含氧過大問題終于得到解決。

2 300MW汽輪機對凝結水質量要求標準

該廠規定，300MW汽輪機組凝結水含氧量應小于或等于30g/L。

3 凝結水含氧過大的壞處

3.1 凝結水含氧過大會縮短所流經設備的使用壽命；

3.2 凝結水含氧過大會降低汽輪機抽汽加熱設備的換熱效率；

3.3 凝結水含氧過大會降低該廠機組的真空和效率。

4 整個試驗過程

該廠#4機組凝結水含氧量一直大于100g/L，根據凝結水質量要求標準，#4機組凝結水含氧嚴重超標。由于影響凝結水含氧量的因素比較多，并且范圍較廣，所以該機組在試驗過程中決定分系統、分設備和分步驟地查找機組問題。根據機組凝結水含氧量超標的影響因素，以及易發部位等，從以下幾方面展開調查。

4.1 軸封加熱器疏水對凝結水含氧量的影響

軸封加熱器是汽輪機軸封系統的部分設備，其作用主要表現為，對汽輪機高低壓軸封和高、中壓主汽調節閥閥桿漏出的汽氣混合物，以及小機軸封等通過凝結水進行冷卻。在冷卻過程中，為了防止高溫蒸汽從軸封端泄漏，進一步影響其安全，通常情況下，需要使軸封加熱器汽室內始終保持真空狀態。同時，使混合物中的汽氣混合物凝結成水，而氣體排向大氣。通過將汽氣混合物的熱量傳遞給凝結水，在一定程度上提高了機組的經濟性。

汽氣混合物進入軸封加熱器汽側后，借助換熱管與凝結水實現熱交換，進一步升高凝結水的溫度。同時使得汽氣混合物中的大部分蒸汽凝結成水，經U型水封管，通過疏水出口管排入凝汽器。不能凝結的氣體和少量蒸汽，通常情況下，通過軸封加熱器風機排到大氣中。

在軸封加熱器運行過程中，需要對軸封加熱器的水位進行監視和檢查。如果破壞或失去水封管的水封，那么將會直接導通軸封加熱器汽側和凝汽器，進而在一定程度上導致不凝結的氣體直接進入凝汽器中，進一步破壞凝汽器的真空，進而增加了凝結水的含氧量。在壓力方面，與凝汽器相比，由于軸加風機的壓力比較小，通過軸封加熱器和U型水封管，使得大量的空氣進入凝汽器。

實驗結果顯示，凝結水含氧量在軸封加熱器水位遭到破壞或者不良運行時最高達到296g/L。

4.2 凝泵密封不嚴實

該機組刻意把凝結水泵的密封水壓力加大，尤其是備用凝結水泵密封水壓力。結果表明這種方式大大降低了凝結水泵出口含氧量，說明凝結水泵密封水壓力嚴重影響凝結水含氧量。

4.3 凝汽器補水對凝結水含氧量的影響

當機組正常運行時，通過凝汽器喉部噴淋管，化學除鹽水補至熱水井。一般情況下，凝結水含氧要求不超過100g/L。對于凝汽器來說，由于本身具有相應的真空除氧效果，當補水量不大時，凝汽器利用自身的功能就可以除去鹽水中的氧，不影響凝結水的含氧量。調查結果顯示，當補水量比較大時，也就是凝汽器的補水率超過10%時，凝汽器補水會直接影響凝結水的含氧量。

4.4 凝結水過冷度對凝結水含氧的影響

當凝結水進行過冷時，如果存在過度冷卻，那么將會對機組運行的安全性、可靠性、經濟性構成威脅。如果凝結水溫度過低，也就是說凝結水水面上蒸汽分壓力降低，氣體分壓力增加，會在一定程度上使得溶解在水中的氣體含量增加。通常情況下，凝結水中溶解的氣體量與熱井水面上氣體的分壓力為正比關系，因此，如果凝結水過冷度，那么將會直接增加凝結水的含氧量。

4.5 凝汽器的熱井水位對凝結水含氧量的影響

在不同水位下，該機組通過測定凝汽器熱井中凝結水的含氧量，發現凝結水中含氧量相對最低時，凝汽器的水位處于638～876mm之間。反之，水位低于638mm或者水位超過876mm時，凝結水中的含氧量呈現增大的趨勢，尤其是當凝汽器水位過低或過高時，凝結水含氧量將明顯增大。當凝汽器的水位過低時，在凝汽器的熱水井中，凝結水容易產生渦流，其中夾帶氣體，進而在一定程度上增加了凝結水的含氧。

5 改進措施

5.1 改進軸封加熱器疏水系統

對于軸封加熱器原“U”管結構來說，由于難以控制疏水系統的水位，使得軸加處于無水位運行狀態，一方面降低了凝汽器的真空度，另一方面增加了凝結水的含量。對軸封加熱器原“U”管結構進行了改造，與過去單純“U”管水封結構相比，改造后的疏水系統比較復雜，主要是增加了一套凝結水回收水箱的水位調節控制裝置，這套裝置在一定程度上增加了軸加疏水系統工作的可靠性、穩定性。通過將疏水去凝器的接口由熱井部位提高幾米，或者將其接到凝汽器的上部蒸汽空間，進一步降低軸封加熱器疏水的含氧量。通過上述處理，凝汽器的真空除氧功效可以被充分利用，將軸封加熱器疏水對凝結水含氧的影響降到最低。

5.2 降低凝結水的過冷度

對于現代大型火電站來說，其凝汽器通常為回熱式結構，這種結構具有合理的管束，同時降低了汽阻，可以運行在額定的設計工況下，凝結水過冷度甚至達到零。在這種情況下，凝汽設備的運行工況因素會影響凝結水過冷度，其中，凝汽器的冷卻水的入口溫度和流量是最重要的因素。

5.3 完善凝汽器水封閥系統

在建立機組的初期，由于受各種因素的影響，一直沒有對#4機組處于負壓系統中的閥門格蘭水封給予高度重視。事實證明，對于凝結水的含氧量，這些部位產生的影響比較大，尤其是處于水側中的閥門，空氣直接進入水中導致影響更大。因此，需要進一步對此系統進行完善，確保水封系統正常運行。

6 結論

經過反復排查和試驗，終于找到該廠300MW機組凝結水含氧超標的原因。在試驗期間，采取措施確保軸加運行在高水位，同時安排運行人員對水位進行就地監視和調整，進而在一定程度上防止軸加水位過高，進一步威脅到設備的安全性。同時適當增加機軸封汽的壓力，確保機組真空的嚴密性等。經過試驗，運行結果顯示，凝結水溶氧量由原來的125g/L降至23g/L，凝結水含氧量達到合格標準。為了全面降低機組凝結水中的含氧量，根據文中闡述的方法和方案，對影響凝結水含氧量的系統、部位等進行改造，進一步使凝結水含氧量長期保持在較好的范圍內，進而確保機組運行的安全性。同時對機組負壓系統進行定期查漏，確保機組真空的嚴密性，并且降低凝結水系統的補水量，對機組進行改進和調整，進而在一定程度上降低凝結水的含氧量。

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