一種除氧器自動調節排氧濃度裝置及其方法研究

張士龍，劉慶超，張駿，魏超，馮一銘，楊雨，唐梓彭，張銀龍，張勇銘

一種除氧器自動調節排氧濃度裝置及其方法研究

張士龍，劉慶超，張駿，魏超，馮一銘，楊雨，唐梓彭，張銀龍，張勇銘

（華電電力科學研究院，浙江杭州310030）

提出一種除氧器自動調節排氧濃度裝置和方法，開展了除氧器自動調節排氧濃度方法的研究。通過對除氧器排氧濃度等參數的檢測，提出合理的除氧器排氧門控制方法，調節除氧器內氧氣含量，使排氧含量隨機組負荷相應變化，并且克服其余擾動給排氧含量帶來的影響，以減少機組損失，從而提高機組效率。

除氧器；排氧門；自動調節；控制方法

0 引言

除氧器是將鍋爐給水加熱到對應工作壓力下飽和溫度，并利用熱力學或化學原理除去溶解于給水中的氧及其它氣體的混合式加熱器[1]。對除氧器來說，不同負荷工況下的除氧器氧氣含量相差較大，其與凝結水流量、給水流量、排氧門開度、除氧器壓力、除氧器溫度等參數存在較大關系。現有技術中當機組負荷較高時，給水流量、凝結水流量一般也會較高，此時隨著機組負荷的增加而除氧器排氧門始終是保持不變的，這樣的結果就是在機組負荷變化時及變化后除氧器的除氧能力大幅下降，影響除氧效果，機組的安全性、經濟性降低。目前國內大部分電廠除氧器排汽及鍋爐定排乏汽直接排至大氣，造成大量熱能及工質損失，同時在視覺上對電廠環境造成污染[2]。所排汽量越大則熱能損失越大。

理論上講無論在何種負荷工況下，除氧器的排氧門均應保持為一合適值才有利于提高除氧器除氧效果，然而目前在絕大多數電廠中，除氧器排氧門并不與機組負荷的運行調節一致。

1 技術背景

現在隨著能源需求的增長，一些發電廠對除氧器的除氧能力需求量越來越大，要求越來越高。如圖1所示為現有技術中除氧器的結構圖，其中B點為排氣口、D點為壓力測點接口、G點為給水再循環接口，設計的自動排氧門安裝于B。除氧頭的排汽量是影響除氧器除氧能力的一個非常重要的因素，應保證解析出來的氣體能通暢的排走，如果除氧器中解析出來的氧和其他氣體不能通暢的排走，則由于除氧器內蒸汽中殘留的氧量較多，會影響水中氧擴散出去的速度，從而使出水的殘留含氧量增大。但是，排汽量也不能控制的過大，這是由于噴霧式除氧頭本身的特點決定的；該種方式的除氧頭，水在除氧過程中，大約有90%的溶解氣體變成小氣泡逸出，其余10%要靠擴散作用，自水滴內部擴散到水滴表面后，才能被蒸汽帶走，當水呈霧狀時，對于氣泡的逸出是很有利的，氣泡通過的水層很薄，但對于溶解氣體的擴散過程卻很不利，因為微小的水滴具有很大的表面張力，溶解氣體不容易通過小水滴的表面擴散。因此過大的排汽量，并不一定會使氧含量進一步降低，反而會造成大量的熱損失。

圖1 除氧器部分布置示意圖

2 理論模型

提出一種除氧器自動調節排氧含量的方法及裝置，用于解決現有技術中的問題，即通過自動調節排氧門開度使排氧含量隨機組負荷相應變化，并且克服其余擾動給排氧含量帶來的影響，以減少機組損失，從而提高機組效率。

除氧器自動調節排氧含量的方法包括：從除氧器中獲取除氧器中氧氣含量的參數，根據參數調節排氧門開度，控制除氧器中氧氣的含量，根據如下進行調節:當除氧器中氧氣含量大于7μg/L時，調節系統的“+”號信號電流增大，自動排氧門的開度自動開大，執行器動作次數應每分鐘不超過5次，除氧器中氧氣含量等于7μg/L時，調節系統的“+”“-”號信號電流為“0”，所述自動排氧門的開度停止動作。當除氧器中氧氣含量小于7μg/L時，調節系統的“-”號信號電流增大，自動排氧門的開度自動關閉，執行器動作次數應每分鐘不超過5次。當除氧器中氧氣含量大于24μg/L時，自動排氧門的開啟速度為每次5倍除氧器中氧氣含量大于7μg/L小于24μg/L時開啟速度，執行器動作次數應每分鐘不超過5次。自動調節系統有“手動”和“自動”切換功能，由“手動”狀態切至“自動”狀態時，閥門開度應保持不變，實現無擾動切換，擾動量應小于±1%閥位量程。同時，調節器輸出信號應跟蹤閥門開度信號，跟蹤精度應小于±1%閥位量程。

除氧器自動調節排氧含量裝置，包括：參數獲取單元、處理單元、驅動單元；參數獲取單元與處理單元相連接，驅動單元與處理單元相連接，驅動單元與自動排氧門相連接；參數獲取單元用于從除氧器中獲取除氧器氧氣含量的參數；處理單元用于根據氧氣含量的參數得到調節自動排氧門的參數；驅動單元用于根據調節自動排氧門的參數對排氧門進行調節，控制氧氣含量。

通過計算機對除氧器含氧量進行實時調節，針對不同負荷調節排氧門，從而實現對排氧含量的調節，提高除氧效果，減少排汽工質損失和熱損失，提高機組的經濟性。

3 應用實例

某發電廠兩臺機組共設兩臺除氧器，除氧器結構形式為內置式結構，凈重151t，其外形尺寸34494m m× 4000m m×4364m m，熱力除氧。

圖2 除氧器自動調節排氧含量裝置示意圖

參數獲取單元301，用于從除氧器的運行參數中獲取排氧含量的參數。其中，該參數獲取單元為電廠運行參數采集系統，由系統可以自動獲得實時參數。獲取單元獲取除氧器中氧氣含量的參數采集除氧器內部液面上部的氣體中的氧氣含量、除氧器凝結水進口凝結水中氧氣含量（凝結水流量）、低壓給水管道入口給水中氧氣含量（給水流量），除氧器內部液面上部的氣體中的氧氣含量是主變量，除氧器凝結水進口凝結水中氧氣含量、低壓給水管道入口給水中氧氣含量是副變量。副變量的信號作為前饋信號引入使系統對凝結水和給水中氧氣含量的波動有較強的克服能力。除氧器凝結水進口凝結水中氧氣含量（凝結水流量）、低壓給水管道入口給水中氧氣含量（給水流量）的波動是引起除氧器氧氣含量變化的一個因素，是干擾作用，通過測量引入FC，除氧器凝結水進口凝結水中氧氣含量（凝結水流量）、低壓給水管道入口給水中氧氣含量（給水流量）的變化量的差值和除氧器內部液面上部的氣體中的氧氣含量變量的正作用調節進入加法器，加法器輸出結果作用于自動排氧門調節除氧器氧氣含量（濃度）。

處理單元302，用于根據所述排氧含量的參數計算得到調節自動排氧門的參數，該處理器為計算機。

驅動單元303，用于根據所述調節自動排氧門的參數對排氧門進行調節，控制排氧含量。其中，驅動單元303直接與自動排氧門304相連接。

該除氧器額定負荷排氣量為233kg/h，機組年利用小時數為5500h，該電廠6臺給煤機，按照該方法改造后相同工況邊界條件下每臺給煤機減少標煤量0.106t/h，計算得年節約標煤量3498t。。

該應用實例，通過除氧器自動調節排氧濃度方法對除氧器排氧含量進行實時調節，針對不同負荷和機組擾動調節排氧門，從而實現對排氧含量的調節，從而使除氧器耗汽、機組的經濟性達到較好的效果。

4 結語

（1）基于除氧器自動調節排氧濃度裝置可以有效地解決在機組負荷變化時及變化后除氧器的除氧能力大幅下降，影響除氧效果，機組的安全性、經濟性降低的問題。

（2）基于除氧器自動調節排氧濃度裝置的除氧器自動調節排氧濃度方法的研究切合火力發電生產的實際，為解決生產現場的實際需要提供幫助。

[1]郭江龍.除氧器排汽回收利用節能技術[J].河北電力技術，2011，30（6）：44.

[2]楊志偉，白玉忠.除氧器排汽及定排乏汽回收系統在火力發電廠的應用[J].科技展望，2015，（13）：90-91.

修回日期：2017-01-24

3項冷鏈行標發布2 0 1 7年起正式實施

日前，由中物聯冷鏈委等單位共同組織起草的《肉與肉制品冷鏈物流作業規范》、《道路運輸食品冷藏車功能選用技術規范》、《冷鏈物流從業人員職業資質》正式被國家發改委發布，三項行業標準將于2017年1月1日正式實施。

《肉與肉制品冷鏈物流作業規范》WB/T1059-2016，規定了肉與肉制品冷鏈物流的基本原則、基本要求、冷鏈作業、包裝與標識等，適用于肉與肉制品冷鏈物流過程中的溫控與作業管理。

《道路運輸食品冷藏車功能選用技術規范》WB/T1060-2016，規定了食品冷藏車的一般要求、其他要求、產品標識、功能選用，適用于道路運輸食品冷藏車。

《冷鏈物流從業人員職業資質》WB/T1063-2016，規定了冷鏈物流從業人員的職業資質等級劃分、主要職責及職業能力要求，適用于冷鏈物流從業人員的考核與評估，冷鏈物流從業人員的聘用、教育和職業培訓可參照使用。（摘自“慧聰空調制冷網”）

A Deaerator Automatic Regulating Oxygen Concentration Device and Method Research

ZHANG Shi-long，LIU Qing-chao，ZHANG Jun，WEI Chao，FENG Yi-ming，YANG Yu，TANG Zi-peng，ZHANG Yin-long，ZHANG Yong-ming
（Huadian Electric Power Research Institute,Hangzhou 310030，China）

Thispaperproposes a deaeratorautom atic adjustm entdevice and deaeratorexhaustoxygen concentration autom atically adjust oxygen concentration m ethod，carried out the deaerator autom atic regulating oxygen concentration m ethod of research.Through to the deaerator exhaust param eters such as oxygen concentration detection，put forw ard reasonable deaeratorexhaustoxygen doorcontrolm ethod,adjustthe deaerator，oxygen contentin the exhaustoxygen content is corresponding w ith the load change，and to overcom e the disturbance to the restofthe row ofthe effects ofoxygen content, in orderto reduce the unitloss，so asto im prove the efficiency ofunit.

deaerator；exhaust oxygen door；autom atic adjustm ent；the control m ethod

TM 621

B

2095-3429（2017）01-0066-03

2016-12-16

張士龍（1980-），男，黑龍江人，本科，工程師，主要從事火力發電機組性能試驗、光伏發電檢測試驗等工作。

D O I：10.3969/J.ISSN.2095-3429.2017.01.016