大气式除氧器（无头除氧器）的基本结构、工作原理及制造调试 

      大气式除氧器（无头除氧器）的基本结构、工作原理及制造调试，该产品是连云港市宏琦电力辅机有限公司专业主要环保产品，主用于锅炉供水系统除氧。
1概述
      大气式除氧器（无头除氧器）是为山西漳山电厂2×300MW机组开发和生产的除氧器产品。
2 大气式除氧器（无头除氧器）特点
2.1 大气式除氧器（无头除氧器）结构紧凑
      无头式单容器设计,结构紧凑。除氧效果好,除氧水含氧量<5μg/L,正常运行时,含氧量通常在1～2μg/L。允许负荷快速变化,可定滑压运行。在10%～110%的负荷变化范围内,均能保持高效率除氧。单喷头设计流量为20～1200t/h。压力范围0.2～20bar,可用于真空除氧,水温低可达60℃。能使用多种热源(过热蒸汽/饱和蒸汽/湿蒸汽/汽水混合物),也可混合使用,雾化器调节比可达10:1,无游离CO2。
2.2 大气式除氧器（无头除氧器）节省投资与运行费用
      节省总体投资和运行费用,极大节省土建费用,由于除氧器无除氧头,使设备自身高度下降近3～5m,除氧器间建筑高度也相应降低了近3～5m,节省土建费用,节约运行费用:在排除不凝结气体时,伴随排放的蒸汽量少,蒸汽损失低,只有70kg/h,远远低于传统型除氧器(一般为500kg/h以上),因此每年至少可节约蒸汽费用几十万元。与其它设计相比,节省保温和管道费用。设备价格合理:对于大功率机组,整机价格不高于传统型除氧器。设备使用寿命长,抗震性高,低噪音水平,由于取消了除氧头,避免了除氧水箱支撑除氧头处的应力裂纹。加热蒸汽从水下送入,使除氧器整体工作温度水平降低,金属热疲劳寿命大大提高。除氧器喷嘴是利产品,没有转动部件,免维护,高可靠性。系统设计简单,尤其是可以根据用户的需要进行灵活设计。
2.3 大气式除氧器（无头除氧器）安装维护方便
      设备安装维护方便,仅需沿水箱布置一平台,即可满足检修维护的需要。运行噪音低,满负荷运行时噪音水平为58～63dB。
3无头除氧器产品结构及制造
      除氧器是汽轮机回热系统中的1种混合式加热器。利用汽轮机的中间抽汽将锅炉给水加热到除氧器工作压力下的饱和温度,达到除去给水中的溶解氧和其它不凝结气体,防止或减缓锅炉、汽轮机及其管道的腐蚀,延长其使用寿命,确保电厂的安全经济运行。大气式除氧器（无头除氧器）的设计、制造、检验和验收,均按GB150《钢制压力容器》、《电站压力式除氧器安全技术规定》的要求进行,并受《压力容器安全技术监察规程》的监控。
      大气式除氧器（无头除氧器）属一类压力容器。技术特性:工作压力0.15～0.825MPa,设计压力1.0MPa和全真空,工作温度111～176℃,设计温度350℃,有效容积160m3,总容积230m3,净重约69.5t,公称直径 ,4000mm,支座间距10000mm,总长度19652mm,大出力1100t/h,在大出力时喷头的压降0.06MPa,结构简图见图1。
      大气式除氧器（无头除氧器）主要由封头、筒体、支座及内部组件等组成。在筒体上方开设有1个DN600的人孔供检修时用;筒体上设有2个支座,1个固定支座和1个活动支座,水箱还设有增大筒体刚度的外部T形加强圈。除氧器内部设有喷雾装置,主蒸汽装置和辅助蒸汽装置,在除氧器壳体内部设有挡板,同时还设有节流孔板。
      辅助蒸汽装置用于除氧器启动运行工况,此时辅助蒸汽阀门打开,主蒸汽阀门关闭。当温度和压力达到电厂运行要求时,可切换用主蒸汽装置,此时关闭辅助蒸汽阀门,打开主蒸汽阀门。为防止除氧器内部给水回流入蒸汽供给管,在主、辅蒸汽供给管路上必须装设单向止回阀。汽平衡管和主辅蒸接管之间必须安装单向止回阀。(注:止回阀必须在正确的方向上工作)当加热蒸汽的压力由于某种原因突然消失时,除氧器中的压力将维持一个较短的时间,单向止回阀将打开,此时相应的蒸汽管路中将会具有与除氧器中同样的压力值,产生这种压力补偿能防止水向相反的方向流动。能够有效地防止回水倒流入汽轮机造成事故。
      在水箱内部设有3块挡板,可防止水箱内出现流量分层现象,喷嘴挡板设在喷嘴的附近,同时可增强雾化除氧效果,另外2块流量挡板分别设在水箱中部和出水管附近,同时可起到分流作用。
      为了防止内部压力过大,除氧器设有2个DN200的安全阀。
      除氧器的运行采取物理除氧方式。分为两个阶段:初级除氧阶段和深度除氧阶段。
      初级除氧阶段,是由喷雾装置来完成的。在各种工况下,喷雾装置均能将凝结水充分雾化,并且和蒸汽进行充分地接触,加热到饱和温度。在饱和状态下,氧气及不凝结气体从水中析出,进入蒸汽空间中,并聚集在喷雾装置附近,当离析出来的氧气积聚到一定浓度后,随同少量的蒸汽一起由运行排氧口排出。
      深度除氧阶段,是通过主蒸汽喷射入水箱下部来实现的。根据不同情况,蒸汽、加压热水和汽水混合物均能够充当除氧介质。
      大气式除氧器（无头除氧器）制造过程中,各泡沸管孔位置应正确。除氧器各内件焊接严格按图纸要求进行,支撑件严格按要求加工、装配及焊接,泡沸管排列按图纸位置装配。
4 大气式除氧器（无头除氧器）系统及附件
4.1大气式除氧器（无头除氧器）的安全保护系统
4.1.1水位调节系统
      除氧器上设有平衡容器,通过它发出的信号,推动执行机构,能够实现自动调节和报警。当水位在正常水位变动时,平衡容器发出信号,通过水位自动调节器(阀)进行水位调节。当水位达到高水位时,发出报警信号,同时打开溢流阀(电动闸阀),当水位降到高水位以下时,自动关闭溢流阀;当水位达到危险高水位时,发出报警信号,同时关闭加热蒸汽管道上的抽汽逆止阀以及其它供汽阀;当水位降到低水位时发出报警信号;当水位降到危险低水位时,发出报警信号同时关停给水泵。
4.1.2 大气式除氧器（无头除氧器）安全保护系统
      大气式除氧器（无头除氧器）设有2个DN200的弹簧全启式安全阀;当安全阀打开后,除氧器内的压力继续升高,保护装置发出报警信号,同时自动打开超压电动截止阀并关闭进汽电动截止阀,确保除氧器的安全运行。
4.2 大气式除氧器（无头除氧器）附件
      4.2.1安全阀2只,装在水箱上部。
      4.2.2电接点压力表1个,可在远方和现场对压力进行监视。
      4.2.3双金属温度计1只,可就地显示温度,另有1只铂热电阻温度计(带记录),可在远方对温度进行监视。
      4.2.4磁翻转液位计一套,用于水箱水位的就地监视。
      4.2.5平衡容器2件,用它来获得水箱高低水位信号,通过差压发送器转变成电信号,来控制水位自动调节器的开度,用它来调节水箱内水位的高低。
      4.2.6J41H-16CDN50截止阀9个,安装在水位计、平衡容器、启动排气口与水箱之间。
      4.2.7J41H-16CDN200截止阀1个,安装在溢流管上,进行高水位溢流。
      4.2.8J41H-16CDN25,PN1.6截止阀4个,安装在运行排氧口上。
      4.2.9节流孔板4个,安装在运行排氧口处截止阀和反向法兰之间,控制排气量。
      4.2.10SOR液位开关控制和调节水位。
5 大气式除氧器（无头除氧器）安装和调试及维护
5.1 大气式除氧器（无头除氧器）安装
      安装除氧器时,一般用2根钢索链绕着壳体吊起。每1根钢索的位置必须尽可能靠近支座。当使用钢索时,必须在钢索与壳体之间放置保护材料,以防止损伤壳体。不允许将接管作为起吊吊耳抬升除氧器。在抬升除氧器时要特别小心,防止接管、支座等碰撞或损坏。
      为了更好地确保除氧器运行,除氧器必须水平放置。
      当除氧器水平放置后,必须保证滚动支座处没有障碍物,能够移动,应避免由于安装不当,而使除氧器产生附加应力及由于热膨胀而产生应力。当除氧器安装在室外时,必须考虑风载荷影响。要确保各种固定件和附属件的法兰连接部分安全可靠;当安装应力消除后,除氧器的所有设备装置(阀门、仪表等)都应处于正确位置(打开或关闭)。在排气管路上要安装节流孔板。
      在进入除氧器之前,先要通风一段时间,防止因为设备内部由于保护而使用了化学试剂积存的残余气体伤害。检查除氧器内部,不准有任何杂物,并且所有的螺栓都已紧固到位。除氧器中的高水位,正常水位,低水位等液位标注,都必须清晰明了。
5.2大气式除氧器（无头除氧器）调试及运行
      设备在投入进行前,确保除氧器的连接管道正确连接,并且进行适当清洗。喷雾装置在清理之后,才允许组装。
      在对除氧器预热前,应确认整个冷凝系统已注水,包括通到喷雾装置管路中及喷雾装置在内,已排净空气,要严防由于水的冲击而损坏喷雾装置。启动除氧器一般有3个阶段:(除氧器运行过程排气阀应一直打开)
      (1)向除氧器充水至正常水位的30%,充水量大约为48m3,温度约20℃。此时可开始加热除氧器。
      (2)提升除氧器的压力和温度。按照允许温度上升速度(大与小)控制。
      (3)当除氧器达到要求的温度与压力时,可以开始缓慢打开冷凝水供给阀,进一步给除氧器充水至正常水位。在充水阶段,锅炉给水可以从除氧器中抽取,但多数情况下不向锅炉供水,这时若向锅炉供水则要求取水化验,给水含氧量应≤7μg/L(一般按电厂进行规程),但供水量应小于凝结水进水量。这段时间继续充水。当充水达到正常水位时,要求取水化验给水含氧量,当给水中含氧量≤7μg/L时,即可正常向锅炉供水。
5.3大气式除氧器（无头除氧器）维护
      除氧器正常运行时,应定期检查各个系统工作是否正常。调节阀等工作是否正常,各管口有无漏水现象,法兰接口处螺栓、螺母是否松动,受压主要部件及所有焊缝处是否有裂纹、泄漏现象,如发现后应及时处理。对于安全附件应加强维护并定期检验整定,使其经常保持灵敏、可靠的状态。对所用压力表、温度计及记录仪表应进行定期校验。除氧器运行一段时间后,可随机组进行大、小修。除氧器检修的主要内容是:喷嘴处是否有堵塞物。水箱水位计应定期冲洗。
      除氧器在停运期间应进行保护,若停运时间在一周以内,可稍开启备用汽汽门和排汽门,关闭其它进出水、进出汽阀门,进行热态保护。若停运时间超过一周,就应放净内部积水,用防锈剂或充氮保护。
      干燥保护措施要适当,必要时检查除氧器是否保持干燥并防止锈蚀生成。
6喷雾装置
      除氧器所配的盘形给水喷雾装置为1200t/h型(见图2)。
      盘形喷雾装置的性能可靠,设计简洁。盘形喷雾装置不易结垢、堵塞,没有填料箱通道穿过除氧器压力零部件。
6.1盘型喷雾装置
      盘型喷雾装置的主要元件是动力平衡盘(见图2),由不锈钢板制成,这些圆盘通过周边钻孔的环片夹持,并通过拉杆使其压紧到一起。圆盘沿着外围均匀地加工了一些凹坑,可在介质的较高压力下起到加强和支撑作用。在喷雾装置内安装有分流装置,该分流装置包括1个钻孔区域和1个脏物收集区域,后者装在分流装置的底部,包括一防旋装置。在喷雾装置的周边装有一定数量的定位环,防止在运输过程中以及在除氧器内装拆过程中损坏平衡盘。
6.2盘形喷嘴的作用
      冷凝水通过主冷凝管路进入喷雾装置。借助分流装置与夹紧环上的小孔,主冷凝水到达平衡盘之间,依靠喷雾装置中冷凝水的压力和除氧器内蒸汽空间的压力相互作用迫使圆盘相互分开,冷凝水几乎全部被分成象水片一样的水帘,通过平衡盘周边的齿确保水帘被断开,形成水珠并喷射到蒸汽空间,相同的部分沿着周边被有规律地分开,可以抵消外部的挤压载荷。
6.3除氧器中盘型喷雾装置的安装
      喷雾装置的接口与相接的接管为法兰连接,主冷凝水管路的连接须进行选择设计,以利于维修时,能够容易地安装和拆除喷雾装置。除氧器喷雾装置,安装在弯管处内部的连结法兰面上。喷雾装置运至现场开箱后,应检查喷雾装置的各件齐全,将喷雾装置组合体装入(喷嘴)接管内连接法兰上,在装配喷雾装置时,应保证其中心线与除氧器水箱本体中心线垂直,通过锁紧板和螺栓固定。
6.4分流装置清理
      分流装置象一脏物收集器,它能阻止冷凝水中的粗糙颗粒物进入喷雾装置的平衡盘并将其收集起来。只有泥类细流能通过分流装置进入喷雾装置的平衡盘,这些细小杂物不会损坏平衡盘的正常功能或导致平衡盘堵塞。清理分流装置收集脏物的方式,一般是2次计划停车的检修期间,这时可拆下接管连接处弯头,取出分流装置进行清理(一般情况不需要清理和检修喷雾装置)。
6.5喷雾装置的拆除
      当喷雾装置需要检修或调整时,松开固定螺栓,利用吊耳可将喷雾装置从除氧器中取出。拆除分流装置后,松动压紧拉杆把完整的喷雾装置整体拆开,在松动拉杆前,分流装置必须用吊耳起吊。在每一平衡盘的宽齿上带有1个数字,重新安装平衡盘时注意这些数字。
6.6喷雾装置的重新装配
      在重新装配盘形喷雾器时,与拆除的顺序相反。每一平衡盘都有齿和凹槽,每一平衡盘上有2个稍大些的齿和2个稍微宽的凹槽,在装配这些盘时,保证这些宽齿和凹槽相互匹配。将各零部件小心地滑动到拉杆周围的位置上(注意平衡盘的数目)再上盖完成这项工作。在紧固拉杆上的螺帽时,须交错进行。这样可以保证平衡盘和中间环均匀承受负载。
      通过大气式除氧器（无头除氧器）产品设计开发和试制成功,为电站行业的除氧器产品拓宽了新的市场。该类产品经现场调试后,运行状况良好,赢得了用户的青睐。