熱力除氧器溶解氧超標分析及治理方案？

熱力除氧器溶解氧超標分析及治理方案？小型不帶汽輪發(fā)電機的供熱機組,熱力除氧器和鍋爐給水系統(tǒng)容易出現溶解氧大幅度超標的問題,嚴重威脅到鍋爐受熱面的安全運行和設備遙遙壽命。通過對熱力除氧器和給水系統(tǒng)溶解氧嚴重超標的排查分析,確定主要原因是由再循環(huán)水引起,將給水泵密封形式改成機械密封后，熱力除氧器和給水系統(tǒng)含氧量大幅度下降。提出了不帶汽輪機的純供熱機組,在給水泵選型時建議端蓋密封采用機械密封。在設備運行出現問題時,應綜合考慮單體設備的結構特點和整個系統(tǒng)的工藝流程。

1設備概況

上海漕涇熱電有限責任公司應急供熱工程為2臺燃煤鍋爐,鍋爐額定蒸發(fā)量為130 t/h.額定壓力為5.7MPa,不帶汽輪發(fā)電機。應急供熱工程共配備2臺大氣式熱力除氧器,除氧給水系統(tǒng)為母管制,2臺熱力除氧器配置3臺鍋爐給水泵(FT270140(5)220t/h), 鍋爐給水泵的出水匯集到給水母管,由給水母管向2臺鍋爐供水。單臺熱力除氧器系統(tǒng)圖如圖1所示。2臺燃煤鍋爐投運以來,一直存在熱力除氧器出口水溶氧量高的問題,例如熱力除氧器水箱出口水溶氧量在30~80pμL/L之間，而給水系統(tǒng)含氧量高達400~700pL/L,指標處于長期嚴重超標，威脅到鍋爐受熱面的安全運行和設備遙遙壽命。

2含氧量超標原因分析
1)熱力除氧器運行方式對溶解氧的影響在日常運行時發(fā)現,熱力除氧器及給水泵在不同運行方式下的溶解氧波動較大,例如4號熱力除氧器在7種工況下的運行數據匯總，如表1所標。
由表1和圖2可以看出熱力除氧器A泵運行比B泵運行溶解氧數值大;再循環(huán)門開啟比關閉溶解氧數值大;在再循環(huán)門處遙流水聲,A泵比B泵大;A泵+2臺熱力除氧器同時運行，流量基本相等,熱力除氧器溶解氧數值為94.610.99,這種現象說明了給水泵再循環(huán)水對溶解氧影響的嚴重遙遙。因為A泵的再循環(huán)水只能進入4號除氧器水箱,5號熱力除氧器水箱沒有再循環(huán)水可以進入。綜合上述現象分析，給水泵再循環(huán)水對除氧器溶解氧的影響非常遙遙,而且在試驗中即使將再循環(huán)門關閉,還能遙遙地聽到泄露聲,說明再循環(huán)門沒有遙遙關閉,為此對給水泵C進行了泄露測試,試驗結果數據如表2所示。

在遙給水泵再循環(huán)門處的流水聲時,發(fā)現流水聲遙遙要比A泵和B泵小，說明溶解氧遙遙對值要遙遙比A泵和B泵低。當5號熱力除氧器流量達到112.3t/h時,在再循環(huán)門關閉狀態(tài)下,溶解氧為38.45μL/L.給水泵C對熱力除氧器溶解氧的影響試驗,也佐證了熱力除氧器溶解氧超標的主要原因是由再循環(huán)水造成的。也就是說,當除氧系統(tǒng)是密閉無外部介質流入的情況下,其溶解氧含量是相同的。而遙遙溶解氧含量的數值大一個數量遙遙，說明有外界溶解氧含量高的介質流入到系統(tǒng)內了,并通過再循環(huán)水進入到熱力除氧器水箱,造成除氧器出水溶解氧含量超標。更致命的是進入鍋爐是溶解氧含量約670μL/L的給水,而不是熱力除氧器出水溶解氧含量60~90pμL/L的給水,這將給鍋爐運行帶來嚴重的水冷壁結垢、腐蝕等嚴重后果。

2)給泵密封水的來源常規(guī)發(fā)電機組對給水泵密封水水源,采用本機組凝結水泵出口凝結水,進入給泵軸端的注水壓力高于給水泵入口壓力大約為0.10MPa.但是,應急燃煤鍋爐是單純地供熱機組,沒有凝結水系統(tǒng),所以封水設計采用的是除鹽水。試驗中測得除鹽水溶解氧含量為4600pL/L,遠遠高于凝結水的含氧量。

3)給泵軸端水密封的結構給水泵軸端密封采用螺旋密封加填料密封結構。在軸套外圓有雙頭螺旋槽,傳動端軸套為左旋螺旋槽,遙端軸套為右旋螺旋槽。密封襯套內圈則加工有同心的矩形槽。當軸套旋轉時產生一種將水送到泵內的作用,從而阻止泵內流體的外泄。軸套與螺旋襯套間隙保持在0.41~0.48mm之間,起節(jié)流降壓作用,外加2道填料從而達到密封目的。密封水量設計約為5t/h,大部分密封水進入給泵內,一部分密封水沿螺旋槽齒頂間隙節(jié)流降壓后流出泵外。

4)含氧量過高的主要原因 給水泵采用螺旋密封,密封水源采用除鹽水,每臺給水泵將近有5t/h流量,溶解氧含量為4600pL/L的除鹽水混入流進給水泵內,使給水泵出水溶解氧含量高達670μL/L進入鍋爐,一小部分流量通過再循環(huán)進入熱力除氧器水箱。這就是熱力除氧器和鍋爐給水溶解氧含量嚴重超標的根源。
熱力除氧器改進對策
1)改進方案降低熱力除氧器和給水系統(tǒng)含氧量的措施改進給水泵密封水源,采用含氧量很低的凝結水作為密封水。由于純供熱機組無凝結水可用,故改進的對策主要是圍繞給水泵軸端采用
何種密封形式。
目前,給水泵的軸端密封主要為螺旋密封(迷宮密封) 浮動環(huán)密封、機械密封等幾種。而螺旋密封和浮動環(huán)密封無法避遙遙高壓密封水進入泵體中,而機械密封的冷卻水僅起到機械密封動環(huán)和靜環(huán)的冷卻及潤滑,所需水源的壓力和流量均較小,冷卻水無法進入泵體中。所以,給水泵密封形式改造采用機械密封為適合。

2)改進過程為了降低改造費用,不影響給水泵其他部件的遙遙,機械密封尺寸根據給水泵螺旋密封套的尺寸進行定加工。同時,將給水泵兩側水箱體重新開孔,增加機械密封冷卻水進回水孔和運行觀察孔。

3)改進遙遙通過對給 水泵密封形式實施改造,熱力除氧器和給水系統(tǒng)含氧量已經大幅度下降,目前在10 μL/L以下。表3為2010年2月1日至3日,在鍋爐運行期間熱力除氧器和給水泵A泵運行,系統(tǒng)含氧量統(tǒng)計數據。

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