母管制無頭式高壓除氧器含氧量不合格原因探討

夏兵初

摘 要 神華新疆68萬噸/年煤基新材料項目動力裝置汽機側共有4臺無頭式高壓除氧器，母管制連接、4臺機組共用，自首次投運，含氧量時好時壞。本文主要結合本工程除氧器含氧量不合格的現象對母管制除氧器含氧量不合格進行探討，以作為后續工程借鑒使用。

關鍵詞 母管制；無頭式除氧器；含氧量；不合格原因

中圖分類號 TH17 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）15-0065-02

1 系統簡介

本工程共有4臺無頭式高壓除氧器，除氧器與除氧器之間均采用母管制連接，所有汽或水管道進入除氧器前都設有隔離門，部分母管在2號、3號機間設有隔離門，設置各路隔離門的目的在于方便除氧器的隔離、檢修和切換。

除氧器的加熱汽源主要有輔助蒸汽（啟動加熱），參數為1.2MPa、300℃；1.1MPa供熱管道（常用加熱），參數為1.2MPa、300℃。進水水源主要有凝結水，參數為1.49MPa、54℃；疏水，參數為1.29MPa、40℃；熱除鹽水，參數為1.27MPa、68℃。

除氧器的工作壓力0.488MPa，工作溫度158℃，額定出力550t/h，最大出力660t/h，查閱技術協議：要求在除氧器入口對含氧無限制的情況下，除氧器在正常定壓運行情況下，出力為10%～100%除氧器最大出力范圍之間時，除氧器出口含氧量要求≤7μg/L。在已給定的熱平衡圖補水（除鹽水）流量不變，補水（除鹽水）溫度由50℃變為20℃時，除氧器出水含氧量能夠滿足≤7μg/L要求，并保證除氧器安全運行的最低工作液位時不會發生給水泵汽蝕。

2 問題發生經過

自#2爐點火吹管開始投運4臺除氧器，含氧量一直不合格，最大的時候達到47ug/L，大多數時候在10ug/L左右，且4臺除氧器的含氧量一直不相同，其中靠運行給水泵的除氧器（#1除氧器）含氧量最大、離運行給水泵最遠的除氧器（#4除氧器）含氧量最小。

3 問題分析

針對發生的以上問題，我們將其分成兩個問題，首先處理含氧量不合格問題（含氧量若能調整合格，除氧器含氧量不一致問題已關系不大），按照廠家說明書，高壓除氧器含氧量不合格原因一般為以下幾點：

1）蒸汽平衡管線處的止回閥安裝方向錯誤或內部部件丟失。

2）氧量測量儀器取樣位置錯誤。

3）氧量取樣方法不正確。

4）運行排氣管堵塞、不可凝氣體未排出。

5）噴嘴有堵塞，壓力損失過高或過低。

6）除氧器水位過低、蒸汽未充分與進水混合。

7）除氧器內部蒸汽分配管損壞。

8）除氧器運行溫度與壓力未達到飽和要求。

9）除氧器進汽蒸汽溫度過熱度過低。

10）進水水質不合格。

11）運行排氣門開度過小。

12）其他原因。

4 問題處理經過

逐一排除：

1）蒸汽平衡管線處的止回閥安裝方向錯誤或內部部件丟失。

拆開加熱蒸汽管道止回閥保溫，檢查止回閥方向，與圖紙一致。因該閥屬于新安裝閥門，安裝前已檢查過，內部構件未遺失，排除此項可能。

2）氧量測量儀器取樣位置錯誤。

氧量取樣管按照圖紙要求，安裝在除氧器下降管接口旁邊，現場實際位置與圖紙吻合，但考慮到取樣管接口在除氧器底部，雜質多，經常性堵塞，后將取樣管改至除氧器下降管垂直段靠近除氧器處、水平安裝。

經此次整改，除氧器取樣管再未堵塞，但是含氧量與整改前比較，無變化，排除此項可能。

3）氧量取樣方法不正確。

檢查運行人員氧量取樣方法為：關閉化水取樣架除氧器取樣管手動門，在取樣管末端套橡膠軟管，橡膠軟管另一端套在檢測合格期內的氧量分析儀上，再開取樣管手動門，并檢查接口處緊固無泄漏，連續放水10min左右，讀取氧量分析儀上數據。

與規程要求的氧量取樣方法比較，方法正確，檢測設備也在有效期內，排除此項可能。

4）運行排氣管堵塞、不可凝氣體未排出。

微開運行排氣管上手動門，觀察排氣口，微微有白汽冒出，隨著手動門的開度增大，冒汽量也逐漸增大，排除排氣管堵塞的可能。

5）噴嘴有堵塞，壓力損失過高或過低。

因噴嘴廠家未在現場，且廠家答復其廠所供噴嘴有儲污功能，在噴嘴入口管道沖洗過的情況下，新裝噴嘴一般不會出現堵塞、構件內部損壞等情況，不建議拆開檢查。因噴嘴入口管道全部沖洗并經各參建單位見證過，故商定，按照廠家要求，排除此項可能，進行其他可能性分析。

6）除氧器水位過低、蒸汽未充分與進水混合。

根據廠家說明書，本除氧器正常水位在1 700mm，低一報1 550mm、高一報1 800mm，為確保除氧器進水與蒸汽充分混合，一直將除氧器水位穩定在1 700mm～1 780mm范圍內，此時檢測除氧器含氧量，變化不大，排除此項可能。

7）除氧器內部蒸汽分配管損壞。

隔離#1除氧器（含氧量最大），進入#1除氧器內部檢查蒸汽分配管，無裂紋、孔眼堵塞等損壞現象，排除此項可能。

8）除氧器運行溫度與壓力未達到飽和要求。

對4臺除氧器的溫度、壓力重新進行校驗，且將壓力量程單位由MPa更改為kPa，再嚴格按照額定運行溫度與壓力控制（溫度158℃、壓力488kPa），同時給運行人員提供一份飽和蒸汽溫度與壓力對照表，以保持溫度與壓力的匹配，并在溫度、壓力穩定的情況下進行取樣分析。

經此次調整，各除氧器的含氧量均有不同程度的下降，如下：#1除氧器含氧量由47ug/L降至35.7ug/L；#2除氧器含氧量由22.3ug/L降至19.5ug/L；#3除氧器含氧量由9.5ug/L降至6.5ug/L；#4除氧器含氧量由4.6ug/L降至4.2ug/L。但仍未達到合格范圍。

9）除氧器進汽蒸汽溫度過熱度過低。

在原因“除氧器運行溫度與壓力未達到飽和要求”分析時，我們已發現因除氧器進汽汽源參數不穩定，一般在1.1MPa、250℃（1.1MPa壓力下飽和溫度184℃）運行，過熱度僅66℃，為把除氧器溫度提高，就必須增大蒸汽量，進汽蒸汽量增大、除氧器壓力也會隨著增大，此時的除氧器壓力、溫度均不是飽和狀態，故除氧器含氧量也極難合格。即此項結果最終會反映在原因“除氧器運行溫度與壓力未達到飽和要求”上。

10）進水水質不合格。

對除氧器進水進行取樣化驗，水質符合要求，排除此項可能。

11）運行排氣門開度過小。

就地檢查運行排氣門共5根支管，支管上5個手動門已全部打開，并進行單個排氣管檢查無堵塞。排除此項可能。

12）其他原因。

采取以上多項檢查、調整措施后，4臺除氧器的含氧量仍未達到合格要求，再次研究除氧器技術協議要求，分析所供除氧器噴嘴的噴霧效果可能未達到協議要求。從噴嘴的結構看，噴霧效果主要受雜質堵塞、噴嘴進出口壓差影響，而進水管道已經沖洗合格，除氧器噴嘴自帶儲污功能，少量雜質不會影響噴霧效果，可能是噴嘴進出口壓差影響。

造成噴嘴進出口壓差過低的原因是進水流量過小、噴嘴進出口壓差過高的原因是進水流量過大。在調整過程中，進水流量未達到過額定流量（550t/h），故極有可能是進水流量過小。

現場采取措施，逐步提高除氧器進水流量，當除氧器進水流量>198t/h（30%×660t/h最大出力）時，除氧器含氧量基本上能夠保證低于6ug/L。

綜上所述原因排查，最終確定主要原因是：除氧器噴嘴進水流量<198t/h（30%最大出力）。次要原因是：除氧器運行溫度與壓力未達到飽和要求。

5 結論

在本次母管制除氧器含氧量不合格原因排查過程中，體現出系統調試時發現的問題應綜合現場環境，結合眾人意見，勤調整、勤排查，由易排除的問題開始，逐步深入，把握造成問題的根本，對設計、對廠家資料也應持懷疑方可順利解決問題。endprint