热电厂#5机组旋膜式除氧器振动的原因分析及解决方法 

      热电厂#5机组旋膜式除氧器在各种工况下产生振动的原因，并根据生产振动的原因及运行方面提出的合理的解决方法。
(一)设备和现象
      介绍
热电厂#5机组为哈尔滨汽轮机厂生产的0C159/N200-12.7535/535型一次中间再热，三缸两排汽，双抽冷凝工况汽轮机。机组有两台除氧器，分别为YGXC---708型高压旋膜式除氧器和GXC150大气式低压旋膜除氧器，给水泵采用两台CHTC5/5SP-2型多级离心泵。#5机组高压除氧器的工作压力为0.1783~0.6819MPa,设计工作压力为0.88MPa;低压除氧器的工作压力为0.02Mpa，设计工作压力为0.18Mpa，低压旋膜式除氧器下水管道设置两台补水升压泵向高压旋膜式除氧器补水。
      高压旋膜式除氧器水源有:低压旋膜式除氧器通过补水升压泵的补水，运行中凝结水上水，高压加热器的疏水。高压除氧器汽源有:机组四段抽汽，门杆漏汽，厂用辅汽联箱来汽，锅炉连排扩容器的排汽。在运行中，多次出现了高压除氧器或其连接管道发生振动的情况，这种情况造成旋膜式除氧器及其管道承受额外的交变应力，影响设备寿命，对设备的安全运行造成很不利的影响。

(二)旋膜式除氧器产生振动的原因分析

      1、旋膜式除氧器原理凝结水及补充水进入除氣头内旋膜器组水室，在一定的压差下从旋膜管的小孔斜旋喷向内孔，形成射流，由于内孔充满了.上升的加热蒸汽，水在射流运动中便将大量的加热蒸汽吸卷进来(经试验证明射流运动具有卷吸作用)，在极短时间内很小的行程上产生剧烈的混合加热作用，水温大幅度提升，而旋转的水沿着旋膜管内孔壁继续下旋，形成一层翻滚的水膜裙(水在旋转流动时的临界雷诺数下降很多即产生紊流翻滚)，此时紊流状态的水传热传质效果理想，水温达到饱和温度。氧气即被分离出来，由于旋转水流基本.上是紧贴管壁旋转而下，在旋膜管中间形成汽一气通道，不存在气体流动死区，因氧气在内孔内无法随意扩散，析出的不凝结气体被讯速排出，只能随上升的蒸汽从排汽管排向大气(老式除氧器虽加热了水，分离出了氧但氧气比重大于加热蒸汽，部分氧又被下流的水带入水箱，也是造成除氧效果差的一种原因)。

2、旋膜式除氧器原因分析
高压旋膜式除氧器振动主要发生在以下工况：
      (1)机组启动初期投用高压除氧器再沸腾时；
      (2)机组停运时；
      (3)负荷大幅度波动时或来水、来汽压力大幅度波动时；
      (4)高压除氧器或管道暖管不充分时。

(三)旋膜式除氧器解决方法
     
1.机组启动初期投用高压除氧器再沸腾时机组启动初期，根据除氧器水温需要投用再沸腾时，由于再沸腾管直接插入除氧器水箱底部，若汽门开度过小，进汽量小，压力低，燕汽从管中逸出后，不能到达水面就冷却凝结，并形成一定空间内的真空，周围的水向此空间涌入，形成水锤发生振动。这种振动发生在除氧器水箱内，经过周围水的缓冲作用，对水箱壁的冲击比较有限。当汽门开度稍大，进汽多时，压力较高，对水形成连续加热，汽泡不会凝结，可防止振动的发生，但在实际操作过程中，运行人员应注意不能将再沸腾蒸汽开度过大，因再沸腾汽源来自辅汽联箱，压力在1.0Mpa左右，若开度过大，会对除氧器水箱产生冲击，也会振动剧烈。因此，在操作过程中，应严密监视高压除氧器压力、温度上升速度，控制除氧器内升压速度牛0.01MPa/min;给水加热速度为1.5~2C/min.

      2.机组停运时当机组停运时，锅炉上水量变得很小，即使以将压力、温度调整切为手动，水、汽进入不再连续，造成除氧头内汽、水的不匹配，形成汽托水或水压汽的现象，引起除氧头内旋膜管或管板的热冲击而形成振动;另外，即使除氧器已经不再补水(存水已足够锅炉使用)时，由于进水管在进入除氧头之前有一段水平段，容易存水，而此时为防止给水泵的汽蚀，必须保证除氧器内有-定的压力，但进汽量又很小，造成蒸汽与进水管水平段内的积水作用引起水击，使这个管段振动。为防止机组停运时的振动，我们采取了以下措施:机组停运后，锅炉关连排后即关闭连排至高压除氧器门:将辅汽联箱至高压除氧器供汽调整门关小，保证进入高压除氧器的汽量非常少:通过低压除氧器管路上的补水升压泵向高压除氧器上水，且将补水流量调整到比较低，缓慢向高压除氧器上水，同时稍开高压除氧器底部事故放水门，进行换水，降低高压除氧器内水温。这种办法在机组跳机后重新启动时有非常重要的作用，可以缩短启动时间。

      3.负荷大幅度波动时或来水、来汽压力大幅度波动时当除氧器负荷大幅波动时，不但会造成除氧效果变差,而且会引起除氧头的振动，原因时进水量变化太大，进汽量来不及跟随，使大量蒸汽突然凝结，产生水锤;或蒸汽全部进入旋膜管引起热冲击。同样，水、汽压力突然变化产生振动的原因也在于此。因此，在运行中，调整除氧器的水位、压力时要用缓慢、渐进的方式，尽量避免此种振动发生。
     
4.高压除氧器或管道暖管不充分时高压除氧器或管道暖管不充分时，由于蒸汽与管道、旋膜管、管板等温差过大，引起材料的热冲击并导致热应力过大造成振动并影响设备寿命，同时蒸汽放热凝结，造成真空,蒸汽回补又凝结，而对材料形成交变热应力并产生巨大振动。因此，暖管时要保证温度上升幅度不可过快，同时，打开所有应开的疏水，防止管道积水，所有管道不应有可能积水的部分。

(四)旋膜式除氧器改进后的效果
      通过以上几个措施的采取，高压旋膜式除氧器的振动得到了控制，在生产中取得了较好的效果，保护了设备安全，延长了使用寿命，确保了机组的安全运行。