除氧器溶解氧不合格:系统性原因分析与应对策略
一、 问题概述:不容忽视的“氧腐蚀”源头
除氧器是热力系统中的关键设备,其核心使命是去除给水中的溶解氧及其他不凝结气体,以防止锅炉、汽轮机等昂贵设备发生氧腐蚀。溶解氧超标,意味着除氧器未能有效履行其职责,给整个热力系统埋下严重的安全隐患。
当给水溶解氧含量持续或间歇性超过设计标准(例如,对于中压锅炉,标准可能要求≤7μg/L;对于高压及以上锅炉,要求通常为≤5μg/L甚至更低)时,即判定为不合格。本文将系统性地剖析其背后原因,并提供清晰的排查思路与解决对策。
二、 根本原理回顾:为何能除氧?
要分析故障,必先理解其工作原理。除氧过程基于两个核心物理化学原理:
亨利定律:气体在水中的溶解度与该气体在液面上的分压力成正比。
道尔顿分压定律:混合气体的总压力等于各组分气体分压力之和。
通过加热给水至饱和温度,水蒸气会驱赶并占据液面空间,使氧气等不凝结气体的分压力趋近于零,从而使其溶解度也趋近于零,溶解氧从水中逸出。随后,通过排气系统将这些气体彻底排出除氧器。
三、 系统性原因分析与排查对策
导致溶解氧不合格的原因错综复杂,可归纳为以下五大方面,建议按此顺序进行系统性排查。
第一方面:热力系统工况失衡(最常见原因)
进汽压力与温度不足:
现象:除氧头下部温度低于当前压力下的饱和温度(即“欠饱和”)。
原因:
抽汽压力调节阀开度不足或故障。
汽源压力本身过低(如机组低负荷时)。
进汽管道保温不佳或存在节流。
对策:
检查并提高进汽压力,确保除氧器在额定压力下运行。
核对除氧头温度与压力对照表,确保水温达到饱和温度。
在低负荷时,及时切换至高一级的备用汽源(如辅汽)。
进水温度过低或负荷突变:
现象:尤其是机组启停或变负荷时,溶解氧瞬时升高。
原因:大量低温水进入除氧器,需要消耗大量蒸汽来加热,瞬间破坏了热力平衡,使水无法瞬间达到饱和状态。
对策:
检查高压加热器运行是否正常,尽可能提高凝结水进水温度。
操作上应缓慢调整负荷,避免给水流量剧烈波动。
确保再沸腾管(辅助加热)在启动或低负荷时投入良好。
第二方面:设备本体结构与内部组件故障
排气系统故障(极其关键!):
现象:除氧效果持续不佳,且除氧器顶部有“冒白汽”现象减弱或消失。
原因:
排气阀开度过小,导致逸出的氧气无法及时排出,在除氧头内重新溶解。
排气阀因节能考虑被过度关小,或直接关闭。
排气管路堵塞。
对策:
适当开大排气阀。这是最简单、最经济且往往最有效的措施。虽然会损失少量工质和热量,但与氧腐蚀带来的损失相比,微不足道。
检查排气阀是否灵活好用,疏通排气管道。
内部组件损坏或堵塞:
现象:效果持续恶化,可能伴随振动或噪音。
原因:
喷雾头(喷嘴)磨损或堵塞:导致水无法良好雾化,传质传热面积急剧减小。
淋水盘/填料压歪或堵塞:导致水流分布不均,形成水沟,蒸汽无法与水流充分接触。
筛盘孔洞堵塞,破坏汽水通道。
对策:
待停机检修时,入内检查并修复损坏的内部构件。
冲洗或清理堵塞的喷雾头和填料。
第三方面:水源与化学工况影响
凝结水含氧量过高:
现象:除氧器入口水含氧量已严重超标,给除氧器带来“不可承受之重”。
原因:凝汽器真空系统泄漏、凝结水泵轴封漏气、凝汽器淋水盘故障等。
对策:排查并处理凝汽系统泄漏点,确保凝结水品质合格。
补水率过高或补水方式不当:
现象:大量低温化学补水直接进入除氧器。
原因:系统泄漏导致补水率大增,或补水点位置不当,未经过充分预热。
对策:降低系统泄漏,将化学补水优先引至凝汽器进行初步脱氧和预热。
第四方面:运行操作与监控失误
取样与测量误差:
现象:仪表显示超标,但实际可能无问题。
原因:
溶解氧表电极老化、校验不准。
取样管未保持连续流动,存在“死水区”,空气漏入样品。
取样冷却器泄漏。
对策:
定期校验溶解氧表。
保持取样管连续畅流,检查取样系统严密性。
水位控制过高或过低:
原因:水位过高可能淹没排气口;水位过低则蒸汽可能短路,未与水充分接触即进入排气管。
对策:维持除氧器水位在正常范围内。
四、 排查与处理流程图
为便于现场应用,可遵循以下排查路径:
发现溶解氧超标
→ 第一步:核查运行参数
查除氧器压力、温度是否匹配(是否达到饱和温度?)
查进水量与进汽量是否平衡?
→ 第二步:检查排气系统
立即适当开大排气阀,观察15-30分钟,看是否有改善。
→ 第三步:溯源分析
检查凝结水含氧量是否正常?
检查补水率和补水温度。
→ 第四步:仪表校验
对溶解氧表进行交叉比对或在线校验。
→ 第五步:计划性检修
若以上均无效,则安排停机,检查内部组件。
五、 总结
除氧器溶解氧超标是一个典型的“系统性问题”,而非孤立的设备故障。处理此问题需要建立系统性的思维:从热力平衡入手,以排气调整为首要手段,辅以水源分析和仪表校验,最终落脚于设备本体的健康状态。 运行人员的精细调整与定期维护的紧密结合,是确保除氧器长期稳定运行、根除氧腐蚀威胁的关键所在。
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