熱力除氧器溶解氧超標(biāo)分析及治理方案？

熱力除氧器溶解氧超標(biāo)分析及治理方案？小型不帶汽輪發(fā)電機(jī)的供熱機(jī)組,熱力除氧器和鍋爐給水系統(tǒng)容易出現(xiàn)溶解氧大幅度超標(biāo)的問題,嚴(yán)重威脅到鍋爐受熱面的安全運(yùn)行和設(shè)備遙遙壽命。通過對熱力除氧器和給水系統(tǒng)溶解氧嚴(yán)重超標(biāo)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(jī)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(jī)的純供熱機(jī)組,在給水泵選型時(shí)建議端蓋密封采用機(jī)械密封。在設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)問題時(shí),應(yīng)綜合考慮單體設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和整個(gè)系統(tǒng)的工藝流程。

1設(shè)備概況

上海漕涇熱電有限責(zé)任公司應(yīng)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(jī)。應(yīng)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(yùn)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(dá)400~700pL/L,指標(biāo)處于長期嚴(yán)重超標(biāo)，威脅到鍋爐受熱面的安全運(yùn)行和設(shè)備遙遙壽命。

2含氧量超標(biāo)原因分析
1)熱力除氧器運(yùn)行方式對溶解氧的影響在日常運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn),熱力除氧器及給水泵在不同運(yùn)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(yùn)行數(shù)據(jù)匯總，如表1所標(biāo)。
由表1和圖2可以看出熱力除氧器A泵運(yùn)行比B泵運(yùn)行溶解氧數(shù)值大;再循環(huán)門開啟比關(guān)閉溶解氧數(shù)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(shí)運(yùn)行，流量基本相等,熱力除氧器溶解氧數(shù)值為94.610.99,這種現(xiàn)象說明了給水泵再循環(huán)水對溶解氧影響的嚴(yán)重遙遙。因?yàn)锳泵的再循環(huán)水只能進(jìn)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(jìn)入。綜合上述現(xiàn)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(yàn)中即使將再循環(huán)門關(guān)閉,還能遙遙地聽到泄露聲,說明再循環(huán)門沒有遙遙關(guān)閉,為此對給水泵C進(jìn)行了泄露測試,試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)如表2所示。

在遙給水泵再循環(huán)門處的流水聲時(shí),發(fā)現(xiàn)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(dāng)5號熱力除氧器流量達(dá)到112.3t/h時(shí),在再循環(huán)門關(guān)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(yàn),也佐證了熱力除氧器溶解氧超標(biāo)的主要原因是由再循環(huán)水造成的。也就是說,當(dāng)除氧系統(tǒng)是密閉無外部介質(zhì)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(shù)值大一個(gè)數(shù)量遙遙，說明有外界溶解氧含量高的介質(zhì)流入到系統(tǒng)內(nèi)了,并通過再循環(huán)水進(jìn)入到熱力除氧器水箱,造成除氧器出水溶解氧含量超標(biāo)。更致命的是進(jìn)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(yùn)行帶來嚴(yán)重的水冷壁結(jié)垢、腐蝕等嚴(yán)重后果。

2)給泵密封水的來源常規(guī)發(fā)電機(jī)組對給水泵密封水水源,采用本機(jī)組凝結(jié)水泵出口凝結(jié)水,進(jìn)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(yīng)急燃煤鍋爐是單純地供熱機(jī)組,沒有凝結(jié)水系統(tǒng),所以封水設(shè)計(jì)采用的是除鹽水。試驗(yàn)中測得除鹽水溶解氧含量為4600pL/L,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于凝結(jié)水的含氧量。

3)給泵軸端水密封的結(jié)構(gòu)給水泵軸端密封采用螺旋密封加填料密封結(jié)構(gòu)。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(nèi)圈則加工有同心的矩形槽。當(dāng)軸套旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生一種將水送到泵內(nèi)的作用,從而阻止泵內(nèi)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(dá)到密封目的。密封水量設(shè)計(jì)約為5t/h,大部分密封水進(jìn)入給泵內(nèi),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(jìn)給水泵內(nèi),使給水泵出水溶解氧含量高達(dá)670μL/L進(jìn)入鍋爐,一小部分流量通過再循環(huán)進(jìn)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(yán)重超標(biāo)的根源。
熱力除氧器改進(jìn)對策
1)改進(jìn)方案降低熱力除氧器和給水系統(tǒng)含氧量的措施改進(jìn)給水泵密封水源,采用含氧量很低的凝結(jié)水作為密封水。由于純供熱機(jī)組無凝結(jié)水可用,故改進(jìn)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(jī)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(jìn)入泵體中,而機(jī)械密封的冷卻水僅起到機(jī)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(jìn)入泵體中。所以,給水泵密封形式改造采用機(jī)械密封為適合。

2)改進(jìn)過程為了降低改造費(fèi)用,不影響給水泵其他部件的遙遙,機(jī)械密封尺寸根據(jù)給水泵螺旋密封套的尺寸進(jìn)行定加工。同時(shí),將給水泵兩側(cè)水箱體重新開孔,增加機(jī)械密封冷卻水進(jìn)回水孔和運(yùn)行觀察孔。

3)改進(jìn)遙遙通過對給 水泵密封形式實(shí)施改造,熱力除氧器和給水系統(tǒng)含氧量已經(jīng)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(yùn)行期間熱力除氧器和給水泵A泵運(yùn)行,系統(tǒng)含氧量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

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