火電廠除氧器布置方式改進設(shè)計

劉德剛

（山東齊魯電機制造有限公司，山東 濟南 250100）

當前使用較多的除氧器主要有：大氣式除氧器（主要用于中壓、低壓凝汽式發(fā)電廠和中壓發(fā)電廠）、高壓除氧器（主要用于高壓及其以上的火電廠）、真空除氧器（主要是與高壓除氧器配合使用）。其中大部分使用的都是高壓除氧器，因為它能降低除氧器在使用過程中的危險性，并且出樣效果很好，能夠滿足電廠的使用要求。發(fā)電廠為了提高經(jīng)濟效益，會進一步優(yōu)化除氧器的使用規(guī)范，使得除氧器的安裝程序和輔助裝置進一步簡化，達到節(jié)約空間、時間的目的。

1 除氧器的運行原理和優(yōu)勢

每種除氧器都有各自的優(yōu)勢和缺點，以下一一進行闡述，以便更好地將它們進行對比，選擇最為經(jīng)濟的方案來進行布置。首先對除氧器的整體工作原則進行說明，除氧器通過自身的水回熱系統(tǒng)將水加熱到除氧器進行運轉(zhuǎn)壓力下所需要的飽和溫度，然后將加熱水通過除氧器的管道裝置進行輸送并利用，以減少發(fā)電廠的汽水損失。在這一過程中，要注意確保水面上的氧氣濃度為0，其他氣體的分壓力降至最小或沒有；除了氧氣之后的水與下一個裝置加熱蒸汽機應(yīng)當具有足夠的匯融面積，促進蒸汽和水的逆向流動。除氧器的基本工作原理為當電廠中輸入的水流經(jīng)過除氧器的加熱組織時，水會被加熱至無氧狀態(tài)，水蒸發(fā)出的蒸汽量會不斷增加，使得水面上的水蒸氣提高了分壓力，促使水中的其他氣體降低分壓力，從水中溢出后及時通過管道排除。除氧器的水經(jīng)過蒸壓裝置的壓力作用會達到一個飽和溫度。這時水形成的水蒸氣就具備了同水面上的全壓力相等的壓力大小，水面上的其他氣體因為分壓力等于0而被排出水，因而水中的多余氣體就不斷地溢出來，直至為0。大氣式除氧器的工作壓力與大氣壓力相比要略大，因此可以根據(jù)這個原理將水中的其他離析出來排入到大氣中。而高壓除氧器在具體的使用中比較廣泛，主要是因為它可以避免‘自身沸騰’作用。高壓除氧器會確保機組內(nèi)部的蒸汽與轉(zhuǎn)化后的水產(chǎn)生逆向流動，滿足水除氧的重要條件；并且高壓可以將多余氣體更好地排除，促進除氧效果的提升，同時除氧器內(nèi)部的壓力不會因為沸騰作用而發(fā)生劇烈的升溫，排氣量始終穩(wěn)定在一個標準值，不會造成熱能的損失。真空除氧器主要是安置在凝汽器的下部，對補充的水和凝結(jié)后的水進行補充除氧作用，以提高除氧的徹底性。

2 除氧器的運行方式

火電廠布置除氧器主要是為了除氧，由于它在運行中會通過加熱器的加熱處理，因此除氧器的管道出口需要緊連水泵，然后通過水泵的壓力作用排到大氣中，除氧器的布置和水泵的運行安全是聯(lián)系密切的。為了讓除氧器的布置方式和運行效果很好的聯(lián)系起來，可以將下列幾個條件作為除氧器的布置規(guī)范：除氧器要具備持續(xù)穩(wěn)定的除氧作用；除氧器的水泵裝置要保持通暢，不會發(fā)生阻塞；具有較高的經(jīng)濟性。除氧器的運行方式主要是分定壓運行和滑壓運行。定壓運行是指除氧器在運行過程中的工作壓力始終保持在恒定值，這種方式適用于較小的機組；滑壓運行是指除氧器在運行中壓力會隨著機組的荷載變化而發(fā)生變動，主要用于大容量的機組。在布置除氧器時，應(yīng)當以滑壓運行的方式為主。因為滑壓運行的熱經(jīng)濟性好，安全性也高，可以很好的滿足除氧器的工作要求。

3 除氧器的優(yōu)化布置措施

為了提高火電廠的運行效率，促進企業(yè)的經(jīng)濟效益提升，同時根據(jù)除氧器的作用原理可以對除氧器進行合理的優(yōu)化布置。除氧器的布置方式對于火電廠的整體布局有著重要的影響。除氧器是一種混合式加熱器，無法單獨工作，往往會與其他裝置設(shè)備共同作用。除氧器裝置中最主要的部分還有水泵管道，在對除氧器進行安裝時，要考慮水泵的壓力極限和管道長度，為了提高水泵的運行安全，一般采用高位布置的方式。但高位布置會帶來一個問題，就是除氧器設(shè)備的本身體積就比較龐大，對建筑結(jié)構(gòu)的荷載作用也就較大，設(shè)計人員為了提高結(jié)構(gòu)的承載力，會使用更多的材料對結(jié)構(gòu)進行穩(wěn)固建造，所產(chǎn)生的成本也就會增加。企業(yè)在布置除氧器時，首先就要考慮到建筑對除氧器的承載極限，創(chuàng)新并優(yōu)化裝置的布置方式，突破傳統(tǒng)思維模式，以節(jié)約能源、提高經(jīng)濟效益為主要指導(dǎo)方向，對除氧器的布置進行合理地簡化和優(yōu)化。

這里提出一種較為方便且能夠大大節(jié)約布置面積的方式——露天布置。火電廠除氧器的長度一般為 30～40m，直徑在 3.2～5.5m 之內(nèi)，放置在電廠會占據(jù)過多的位置來安放，影響到了其他裝置的安放。如果采用露天布置的方式則可以很好地解決空間問題。一個除氧器占據(jù)的空間大概為7705m2，將其放置在露天之外就可以有效提高空間的使用率。當前國內(nèi)很多發(fā)電廠都采用了露天布置除氧器的手段，比如黃石西塞電廠等，并且除氧器的運行效果也沒有受到過多的影響。除氧器在進行布置時可以分為低位布置和高位布置，雖然前面說高位布置可以大大提高除氧器的工作安全性，但也要根據(jù)除氧器的性能來綜合考慮。除氧器的體積都很大，對建筑物的壓力會使得結(jié)構(gòu)在經(jīng)過長時間的作用后發(fā)生變形產(chǎn)生裂縫等現(xiàn)象，會嚴重影響到火電廠的整體運行效率。并且隨著除氧器的安放高度越高，所需要的造價也就越高。如果除氧器放置的過高，就會使建筑結(jié)構(gòu)的造價提升幾倍，并且還會增加除氧器管道的用量。如果除氧器管道的布置高度不夠，就會使得除氧器的蒸壓作用發(fā)生阻塞現(xiàn)象，降低了除氧器的運行安全性。露天布置除氧器就可以很好地解決這一問題，如果將除氧器布置在發(fā)電爐的附近，與一般的內(nèi)置方式相比，可以減少大約65403m2的空間，綜合造價降低約2136萬元。除氧器在安裝時，要在滿足安全性的條件下盡量滿足低位布置，這樣不僅可以降低建筑費用，還能減少管道的使用量。

4 結(jié)語

總體而言，科學合理地優(yōu)化除氧器的布置方式可以大大降低能源的損耗，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。除氧器是火電廠運行的一個重要裝置系統(tǒng)，在進行布置時要綜合考慮所有可能出現(xiàn)的情況，盡量在滿足管泵安全的情況下降低除氧器的安置高度，或者選擇外置方式安裝除氧器，以達到節(jié)約空間的目的。

[1] 呂玉紅，李洪超. 電廠除氧器布置方式優(yōu)化分析[J];山東電力工程咨詢院有限公司. 價值工程，2016年 第16期.

[2] 龔詠梅.除氧器水位控制系統(tǒng)改進[J];鄭州：國電鄭州機械設(shè)計研究所，2014.

[3] 宋海華.三沖量調(diào)節(jié)的除氧器水位控制系統(tǒng)分析[J];長沙：電力試驗研究院.

[4] 蔣浩業(yè)，楊軍.一體式除氧器水位控制與保護介紹[J];電站輔助，2010（12）.