淺談單筒式除氧器的優點

摘 要：除氧器在汽輪機機組整個系統中占有十分重要的地位，它是最重要的輔機設備之一。隨著社會的進步，科技的發展，單筒式除氧器（另稱無頭除氧器）因為設計獨特、技術先進、性能優良、除氧效果好、經濟效益性好、運行安全性高等優點，在設計之初更愿意被設計者所采納，現被廣泛應用在國內眾多汽輪機機組系統中。

關鍵詞：單筒式；除氧器；原理；優點

1.除氧器在運行生產中的作用及其工作任務

1.1除氧器的主要作用

除氧器的主要作用就是通過給熱回收水進行加溫加壓處理，使水中多余的氧氣及其他氣體排出除氧器，達到鍋爐供水品質合格的要求，使含氧量在合格范圍內，保證管道和設備的安全性及長效性。

1.2除氧器的工作任務

除氧器在運行中一方面承擔著給鍋爐供水的重任，保證鍋爐的用水量，一方面承擔著儲蓄水罐的作用及保證水質的重任。

1.3除氧器的簡單工作流程

除氧器的水經過除氧處理保證水質合格后，通過給水泵送入鍋爐汽包中，在鍋爐汽包中被燃燒的煤加熱將熱量通過蒸汽的形式作用給汽輪機，汽輪機在做功后的蒸汽被回熱系統以凝結水的形式回收至除氧器。

2 單筒式除氧器工作原理

除氧器的工作原理：凝結水通過凝結水泵打入凝結水母管再進入到除氧器中的噴霧閥中，因為凝結水的壓力要比除氧器的工作壓力高，兩側的壓差作用使得彈簧壓縮，閥瓣開啟，后凝結水以薄膜狀的形式噴入除氧器空間內，被加熱蒸汽通過接觸的方式加熱到或接近除氧器工作壓力下的飽和溫度，進行初步排氧，凝結水從除氧盤上方落下，加熱蒸汽從除氧盤下方向上流動，在除氧盤上完成深度除氧，后析出的氧氣及其他不凝結的氣體通過蒸汽向上的氣流通過排氣裝置分離出除氧器外。

3 單筒式除氧器的結構組成

單筒式除氧器是一種典型的臥式容器， 內部主要由上部除氧區和下部貯水區組成。其中除氧區由噴霧閥、分配裝置、除氧盤、排氣裝置組成。除氧器外部主要由殼體、支撐座、凝結水水管道連接裝置、除鹽水補水管道連接裝置、各疏水高位疏水裝置、下降水管道連接給水泵裝置、加熱蒸汽管道連接裝置、加熱蒸汽再沸騰裝置、安全閥壓力保護裝置、汽平衡裝置、給水泵再循環裝置，熱工儀器儀表裝置、排氧連接大氣裝置等組成。

3.1 噴霧閥

噴霧閥的材料一般是由不銹鋼制作，凝結水在進入除氧器后經過水管分配裝置是之均勻的供給給各個噴霧閥，由于噴霧閥的特性，它是采用彈簧調節流量，隨壓差增加而增加，使凝結水在各種負荷情況下，都能以良好的薄膜狀均勻噴出，達到穩定的特性。噴霧閥還具有逆止閥的作用，可以防止蒸氣倒流入凝結水管中，可以起到防止水錘現象的發生，同時也減少了除氧器產生振動的一個可能性原因。

3.2 除氧盤

除氧盤最大的作用就是用于深度除氧，它是一種十分高效的除氧元件，每個除氧盤含有36個不銹鋼薄板壓制而成的V型水槽，其兩邊設計有很多光滑的鋸齒狀槽口。經過初步除氧后的凝結水在除氧盤上再次破碎，形成薄膜狀一層層向下流動，同時還可以在除氧盤上橫向流動，大幅度的增加了與加熱蒸汽接觸的面積和時間，使之充分接觸，也為溶解氧從水中逸出提供了足夠的時間與動力，從而達到了深度除氧的目的。

3.3 除氧單元

單筒式除氧器中含有若干個除氧單元，每個除氧單元的組成是由1個噴霧閥、一套分配裝置、一套除氧盤和一根排氣支管。

3.4 排氣裝置

排氣裝置分為兩部分，一部分為啟動排氣裝置，另一部分為連續運行排氣裝置。啟動排氣裝置在設備頂部左右兩側各設有一根啟動排氣管，啟動時可及時排出設備內的溶解氧氣和其他不凝結氣體。連續運行排氣裝置由排氣支管、節流孔板、排氣母管組成，每個除氧單元與排氣裝置通過排氣支管相連接，排氣裝置的暢通才可以保證除氧器在連續運行除氧的過程中將析出的氧氣及其他氣體及時排出，保證水的品質含氧量合格。

3.5 加熱蒸汽裝置

加熱蒸汽裝置由進汽管、套管及防沖裝置組成。防沖裝置由不銹鋼制的擋汽板和遮汽板組成， 用來防止蒸汽進入殼體后對除氧器內壁和內部零部件的沖蝕。

3.6 加熱蒸汽再沸騰裝置

除氧器在底部貯水區兩側各設置一套分開獨立的再沸騰裝置，每個再沸騰裝置由1根帶套管的進汽管和1根供汽母管及多根均勻分布的支管組組成，蒸汽通過各支管上的小排汽孔噴出給水均勻加熱，此種結構有利于減少設備運行時產生的噪音和振動。再沸騰裝置的作用是盡快將冷水加熱到除氧器工作壓力下的飽和溫度，加快除氧進程，在機組啟動之初可利用此裝置使除氧器水的含氧量盡快達到合格狀態，提高除氧時間和效率，等機組負荷帶滿，可退出此裝置的運行，如若運行過程中含氧量不合格，可視情況投入和退出此裝置運行。

3.7 水管連接裝置

各水管在伸入殼體內側的特定部位制成多孔的噴管結構， 對進入除氧器的高能介質進行分散消能， 以避免除氧器在運行中產生振動和噪音。

4 單筒式除氧器的性能優點

（1）設備的質量可靠，無論是殼體還是內部的除氧元件使用壽命達到30年，設備故障率低，經濟效益性相應更具有對用戶的愿意選擇性。

（2）噪音低，振動小，在環保方面及其他設計方面都達到了國家標準要求。

（3）適應機組負荷變化能力強，如機組甩負荷，或者機組跳閘，任何工況下都可以安全平穩可靠的運行，不會發生噪音、振動、變形、水沖擊等不利于運行的現象，若機組跳閘，還可防止蒸汽返流回汽輪機。

（4）排氣裝置的合理設置也提高了機組的熱效率性，可以將蒸汽熱損耗降至最低，并且還避免了濃縮氧的腐蝕現象。

（5）除氧盤的設計使得熱交換在內部專門空間進行，壓力損失過低，帶動高效傳熱，機組熱耗小，提高了機組的熱能利用率，具有非常經濟的特性。

（6）除氧效果顯著，機組做性能試驗時測試，機組破壞真空工況下，除氧器進口溶解氧升高至80μg/L，除氧器出口溶解氧在3.9μg/L，正常機組運行在2μg/L左右，出水含氧量在5μg/L以內合格。

（7）當低加加熱器1臺停用不能投入運行時，除氧器抽汽量的增加也能維持住壓力及溫度各種參數，保證含氧量的合格。

（8）當鍋爐冷態啟動時，除氧器利用其它汽源和再沸騰裝置也可以保證鍋爐啟動正常用水的品質及溫度，具有熱利用高效性。

5 結束語

單筒式除氧器由于具有系統簡單、性能優良、安全可靠、檢修維護方便、經濟效益高和使用壽命長等很多優點， 受到越來越多用戶的青睞， 已被廣泛應用于100MW 及以上汽輪機發電機組。

參考文獻：

[1]金王貴.內置式除氧器的研制和應用[J].上海汽輪機，1999（1）.

[2]任秀堃，李政.無頭噴霧式除氧器與常規除氧器的比較[J].電站輔機， 2007（4）.

[3]李崇超.單筒式除氧器的技術特點[J].電站輔機，2007（9）.

作者簡介：

朱久東（1969.3——）男，漢族，東北電力大學，熱能動力專業，本科，主要從事汽機運行管理工作。