除氧器振動的原因分析及預防措施
水利電力
作者：劉傑 耿豔君
摘要：除氧器是火力發電廠汽水循環中的重要熱力設備，其運行是否正常將直接影響電力生產的安全性與經濟性。文章主要從除氧器設計缺陷、運行調節和零部件的損壞三個方麵論述了除氧器振動的根本原因，並提出了有效的預防振動的措施，對電廠運行管理人員有一定的指導意義。
關鍵詞：火力發電廠；汽水循環；除氧器；振動預防
中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）12-0113-02
除氧器是蒸汽發電機組中重要的熱力設備，其運行是否正常將直接影響電廠生產的安全性與經濟性。但是除氧器在運行中存在諸多問題，如排氣帶水、除氧器振動、自生沸騰等，其中尤以除氧器的過度振動最為常見，除氧器振動不僅使除氧器的運行存在安全隱患，降低其可靠性，而且導致其加熱投運時間長，滿足不了機組經濟、快速啟動的需要。因此，引起了電力行業人員的廣泛重視。
不同的機組特性不同，采用的除氧器結構也有差別，造成振動的原因也千差萬別。因此，作者在總結前人工作的基礎上，通過歸納與總結，找出除氧器振動的原因以及相應的預防措施。
1 除氧器振動原因
1.1 由設計缺陷導致的振動
（1）一次蒸汽進氣口設計不合理。有的旋膜式除氧器一次加熱進汽管經除氧罐伸入除氧塔底部，由於沒有設計加裝均勻布汽的封頭，與凝結水、化學補水進行熱交換時換熱不均勻；同時水流下落過程中易倒灌入進汽管；除氧器內部壓力高時，又易使水流積聚在除氧塔內部。上述原因會在除氧塔內形成汽水衝擊，汽水換熱效果惡化，嚴重影響氧氣的析出，使水中含氧量嚴重偏高；同時，造成除氧塔產生振動。
（2）高加疏水管設計不合理。對旋膜式除氧器而言，高壓加熱器疏水管在進入除氧塔，與凝結水、化學補水進行熱交換時，由於管道布水孔安裝不合理，與一次加熱進汽管形成汽水對衝，造成換熱效果不好，並引起除氧器振動。
（3）二次蒸汽與疏水、補水形成汽水對衝。二次蒸汽引入不合理或者與疏水，補水管相距過近，很容易在除氧器內形成汽水對衝。在設計與安裝中，應注意合理的引入二次蒸汽，避免與疏水，補水等其他管道相距過近。盡量減少各水流或蒸汽引入點的相互幹擾。並且還要考慮負荷變動時，流速流量變化可能產生的影響。
（4）二次加熱蒸汽配汽不均。在機組啟動時，經常要向除氧水箱中通入二次加熱蒸汽，進行進一步的除氧，加快啟動速度。但是由於配汽管配汽方式和配汽孔設計的不合理，會導致二次蒸汽的配入不均勻。從而使水箱內富氣處形成熱水區，而在乏汽處形成冷水區。冷水區和熱水區以熱對流和熱傳導的方式進行換熱，從而在冷熱的交界麵形成類似水擊的現象，引起除氧器加熱過程的震動。
1.2 由運行調節的原因導致的振動
（1）機組啟動或負荷劇烈變動時在給水管處形成水擊。機組啟動時，因蒸汽壓力低、溫度低、預暖設備時間不足，且給水溫度、壓力較低，在給水入口管處形成水擊，引起除氧器大幅振動，從而帶動給水箱振動，反過來又加劇振動，這是除氧器發生初期振動的主要原因；再者，啟動時凝結水溫度低，需再沸騰蒸汽進入，使給水加溫並加快除氧，此時也會引起水擊，形成振動。除氧器呈現振動幅度大、振動方向多元化的特點。
（2）高壓加熱器與除氧器相連的疏水管路中形成汽水兩相流。機組運行過程中，高壓加熱器到除氧器疏水逆止門開關不靈活，疏水調整門缺陷，管道支吊架不夠，高加水位及高加堵管數量等，均會引起高加與除氧器相連的疏水管路中形成汽水兩相流，引起管道的劇烈振動。同時由於汽水兩相界麵的不穩定性，在疏水出口，氣泡破裂時，容易引發振動。
（3）除氧器水位調節門的節流產生的激擾。流體在管內流動時對管壁產生衝擊的激擾總是不可避免的，但這種激擾不一定能使管道振動和大幅度擺動，隻有當激擾頻率與流經管道段的固有頻率相等或接近時才會使該段管道振動或大幅度擺動。對此，覃恒鋒做了詳細的研究，並提出了解決方案。其主要思路是：改變管係的固有頻率；改變節流激擾頻率；增加旁路，通過調節旁路開度，配合降低管係振擺。
（4）一次蒸汽配入不足，在除氧頭形成水阻氣現象。對大氣式除氧器而言，如果機組負荷升高，進入除氧頭的蒸汽流量已經不能滿足將大流量的低溫補水加熱至或接近飽和溫度的要求，下落至填料的水流中含有大量的氧氣，導致氧氣析出的高峰段下移至填料層。加熱後析出的氧氣散布在填料層的水膜之間，形成層層氣模，阻礙了蒸汽和水的逆流，導致蒸汽流動受阻，向蒸汽的入口方向產生壓力波。隨著蒸汽的集聚，壓力逐漸增大，從而衝破氣模形成劇烈的膨脹波。如此的交替往複，使除氧器產生劇烈的振動。