除氧器振动原因分析

王国成

大唐辽源发电厂

摘要：汽轮机给水或者凝结水中溶解的氧气和不凝结气体会对热力设备和管道造成腐蚀，并且影响传热效果，除氧器主要功能就是用来除去这些不凝结气体，为汽轮机汽水回路的重要组成部分，一旦不可用，必然导致汽轮机停机检修。但是除氧器在运行中存在诸多问题，如汽水振荡、除氧器振动、自生沸腾等，其中尤以除氧器的过度振动最为常见，除氧器振动不仅使除氧器的运行存在安全隐患，降低其可靠性，而且导致其加热投运时间长，满足不了机组经济、快速启动的需要。因此，引起了电力行业人员的广泛重视。

关键词：除氧器；振动

引言

除氧器是蒸汽发电机组核心的热力设备，除氧器运行稳定性直接影响产品的质量以及经济效益。除氧器在运转时会发生诸多问题，特别是除氧器的过度振动现象最为普遍，除氧器振动不仅使除氧器的运转出现安全性问题，造成其可靠性减弱，还会导致加热所用的时间延长，无法达到机组快速启动的技术要求。所以，受到电力行业从业人员的普遍关注。

1除氧器介绍

1.1 除氧器结构

除氧器由除氧头以及水箱构成。除氧头是使用材质间隔的钢板经过焊接产生，在除氧头捏的顶部有一个喷雾室，在中间有一个喷淋盘，在喷雾式内设置喷雾头，在喷淋盘上面配备用于供水以及除氧的配水盘。喷雾头的用处就是把所供给的水雾化，加大冷凝水以及加热水蒸汽的接触面积，加强换热以及除氧成效。供水经过喷雾头进到除氧机器内，喷雾头在机器内水压的作用下运转，把冷凝的会通过较细的雾滴喷出。雾滴和加热蒸汽反向流通，全面接触，对雾滴展开加热以及除氧，在雾滴层受到加热至完全和温度的时候，可以实现很好的除氧成效。此外，另有测定水位的平衡容器以及溢流装置等。进汽设施分为辅助蒸汽接管以及主要蒸汽接管。辅助蒸汽接管用于启动工作情况，这是辅助蒸汽阀开启，主要蒸汽阀门闭合，主要蒸汽是用在正常的工作情况，这是辅助蒸汽阀门闭合，主要蒸汽阀门开启。为预防水发生倒流进入蒸汽供水管道，在主、辅助蒸汽供水管上设置防止回流的阀门。

1.2 除氧器功能

除氧机器的主要功能是除去供水之中的氧气和别的不发生凝结的气体，确保供水的质量，减小腐蚀，提升传导热的效率。并且，除氧机器自身也是供水加热系统内的一个综合性加热机器，有着给供水加热，提升供水温度的用处。除氧机器的作业原理是：一是物理性除氧，就是使用气体的平衡溶解度以及气体转移动力学特点，分别使用亨利定律以及道尔顿分压定律展开气体去除。二是热力除氧，水中别的气体的溶解度伴随温度的增高而下降。

1.3 除氧器压力控制原理

除氧机器的运转形式分成滑压运转以及定压运转。定压运转的时，候供除氧器的回热抽气压力比除氧机器的作业压力要高，并有专门的压力调节阀门调整节流。如果汽轮机负荷下降到这一级抽气无法满足除氧机器定压运转规定的时候，需切换高等级抽气，暂停原本的抽气，这样运转形式能够让除氧成效以及供水泵的有效运转得以保障，不过，这都是通过牺牲热经济性带来的。除氧器压力过大致使除氧收效下降，压力致使汽水共振，主要供水泵入口可能被低压力蒸汽腐蚀损坏。

2除氧器振动危害

2.1除氧器管线振动的危

除氧器上水管道为碳钢材料，虽然具有一定的强度和韧性，但是由于管道布置较长，从三号低压加热器凝结水（94.7米标高）出口到除氧器除氧头（标高125.25），并且中途经过12处直角拐弯，当振动达到一定强度，加上共振的促进作用，管道承受交变应力，构成金属管道疲劳损伤的条件，就将在管道焊接处等薄弱部位产生裂纹甚至完全断裂，造成除氧器失效。

2.2除氧头振动危害

除氧头连接着喷雾头，振动造成喷雾头与凝结水分配管焊接处开裂，导致除氧器内部的喷雾头脱落，形成水柱，引起蒸汽的迅速凝结，造成水击，产生振动，长时期振动会引起其他喷头脱落，使振动加剧，形成恶性循环。

3振动原因分析

（1）除氧器内发生的汽锤。在除氧器加水前，除氧器内部是一个平稳的状态，汽水饱和情况，在冷凝水进到除氧器以后，除氧器内部温度快速降低，压力下降，就会使除氧水箱内的水快速汽化、沸腾。水汽反冲至除氧器，进到除氧器以后，直接冷却，不断反复。直至补水结束后，在回到另一个平衡点。（2）温差造成振动。除氧器冷凝水供水管挨近除氧器一侧温度高，距离除氧器远的温度低，会发生振动，振动声音大，主要是供水管道振动。（3）加热蒸汽配备不全，在除氧头产生水阻气情况。因为启动的时候，顶压蒸汽压力过低，无法达到在温度较低的供水加热到接近饱和温度的规定，下落时的水流中含有大量未凝结的气体。加热以后解析出的不凝结气体，产生层状气模，组织了蒸汽以及水的回流，致使蒸汽流动被阻，往蒸汽的入口处产生压力波。伴随蒸汽凝聚，压力渐渐加大，从而突破气模产生强烈的震荡波。这样不断地反复，致使除氧器发生剧烈振动。（4）高压加热装置和除氧器连接的排水管道内产生汽水两相流。机组运转时，高压加热装置到除氧疏水开关异常，管道支吊架不够，高压加热装置的水位以及堵管数量等，都会造成高压加热装置和除氧器连接的疏水管道中产生汽水两相流，造成管道振动。并且因为汽水两相流界面不稳定，在疏水处，气泡破损时候，极易造成振动。（5）除氧器喷雾头的损坏，在上水管线形成水锤。从由于长时间未对除氧器进行上水，靠近除氧头顶部一段水平上水管线的水就会破损的喷雾头流出，造成该段管线不满水，当手动对除氧器上水时，在除氧器入口管线处形成水锤，造成上水管线的振动。

4除氧器振动的预防措施

总结上述造成振动的诸多因素，提出下列防止振动的原则：（1）尽可能避免较大温度差的水在除氧器内部有大量的加入。（2）避免和除氧器连接管道以内产生汽水两相流。（3）减低单个除氧器的负荷波动幅度以及频率。（4）确保蒸汽、疏水、补水管道的通畅，工作质量不断地稳定地通入以及输出。（5）除氧机器内部汽水温度的改变要连续、平稳、均衡、合理的挑选汽水的引进形式以及区域。（6）增大管系构造的阻止：改方案是为提升管系强度，对结构的频率进行改变，高效的预防管系构造产生共振损害的有效方案。正常选择在管系中的悬空弯头区域以及摆动大的管道处，依据现实振动受力点。根据四周环境条件，装载合适的阻尼器，提升管系强度。依据上述方振要求以及机组运转情况，提出处理除氧器振动方案机组启动停止时的注意事项：（1）机组停止运转后，在蒸发器压力至200KPa后，要对除氧器顶压蒸汽展开隔离，停止运转电加热装置以及把除氧器供水改出手动，使用手动小流量不间断补水形式。（2）机组运转后，不得较早进行除氧器电加热器以及运转供水泵对除氧器升温，由于升温会致使除氧器压力增大，会造成除氧器的高压，在对除氧器供水时，除氧器振动加剧。（3）为降低除氧器因长期无水的状况下，依靠除氧头的供水管温度伴随除氧器升温而升高，可以不定时对除氧器供水，降低管线温差。（4）对靠近除氧器顶端上水管道可能有气体，可打开排气阀4321-V4893进行排气。（5）在除氧器的的压力控制是手动的时，若降低D/A的冷凝水供水流速时，要先将压力控制阀关小，避免D/A因高压造成其安全阀起座。并且，在增大D/A供水流量时，要适当将压力控制装置开大。

结束语

除氧器运转是在一个复杂环境下，可靠性较低的换热装置，不过，是在电厂汽水循环之中必不可少的。除氧器振动是较为常见、多原因造成的情况，如果不进行管理，就会对除氧器工作能力有所损害，严重的会造成事故。所以运转的时候，要严格监控除氧装置的运转情况，出现振动，快速地进行处置。

参考文献

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