汽轮机真空除氧器系统运行技术分析 

       在简单介绍了汽轮机真空除氧器系统的作用、真空除氧器系统设备结构、真空除氧器系统与相关系统联系的基础上，详细介绍了真空除氧器系统运行工作中的注意事项，旨在为相关真空除氧器系统日常运行提供参考。真空除氧器系统是火力发电厂必备系统，作为凝结水系统与给水系统的中间连接系统，其作用一方面除去锅炉给水中的氧气等腐蚀性气体，减少管道等受热面的腐蚀，提高热力设备的使用寿命；另一方面加热锅炉给水、减少给水在锅炉中的换热温差和吸热量，提高机组循环热效率，为电厂的经济运行和安全运行起到了重要的保障。在运行工作中应加强对真空除氧器系统的监视、巡检、操作、调整，以保证人员的安全、设备的安全、电网的安全和机组的经济运行。
1真空除氧器系统的作用
1.1主要设备真空除氧器的作用
      真空除氧器系统的主要设备是真空除氧器，真空除氧器的作用之一就是它是汽轮机抽汽回热系统中的一级加热器。汽轮机的抽汽回热系统就是由汽轮机的某些中间级后抽出一部分蒸汽对锅炉的给水进行加热，可以提高循环热效率。这可以从三个方面来理解：
      （1）从蒸汽的热量利用方面看，采用汽轮机抽汽在加热器中对给水加热，减少了凝汽器中的热损失，提高了循环热效率。
      （2）从给水加热过程方面看，利用汽轮机抽汽对给水加热时，换热温差比锅炉烟气加热时小得多，因而减少了给水加热过程的不可逆性，提高了循环的效率。
      （3）真空除氧器加热了锅炉的给水，提高了给水的初温度，减少了锅炉的燃料量，提高了机组的效率。作为一级抽汽回热系统的加热器，真空除氧器位于高、低压加热器的中间，是一级混合式加热器。
1.2除去锅炉给水中的包括氧气在内的不凝结气体
      当水与空气或某种气体混合物接触时，就会有一部分气体溶解到水中去，因此天然水中溶解有大量的空气；因为凝汽器、部分低压加热器等机器管道附件处于真空状态下工作，空气可以从不严密处漏入主凝结水中；另外补充水在化学处理过程中也会溶解一些气体。所以，由凝结水和补水组成的锅炉给水中溶有一定量的气体。给水中含有氧气和空气，会给发电厂安全和经济运行带来严重后果：
      （1）溶于水的氧气会对钢铁构成的热力设备及汽水管道产生强烈的腐蚀作用，引起泄漏和爆管，缩短设备的使用寿命。
      （2）氧腐蚀后沉积形成的氧化物的盐垢及蒸汽凝结时析出的不凝结气体使换热面的热阻增加，妨碍热交换设备的传热，降低换热效果。
      （3）对于高参数的机组，由于高压蒸汽溶盐能力增强，在汽轮机叶片和通流部分易形成氧化物的沉垢，引起轴向推力增加和机组出力下降，降低汽轮机的经济性。
      所以，给水除氧的任务是：除去给水中溶解的氧和其他气体，防止热力设备及管道的腐蚀和传热恶化，保证热力设备安全、经济运行。
1.3真空除氧器工作原理的应用
      热力除氧是发电厂广泛应用的方法，其基本原理建立在亨利定律和道尔顿定律的基础之上。亨利定律指出：在一定温度条件下，当溶于水中的气体与自水中逸出的气体处于动态平衡时，单位体积中溶解的气体量与水面上该气体的分压力成正比；道尔顿定律指出：混合气体的全压力等于各组成气体的分压力之和。
      在真空除氧器容积中，水面上气体的全压力应等于水蒸气的分压力和溶于水中的各种气体分压力之和。给水在真空除氧器中定压加热，水的蒸发过程不断加强，水面上蒸汽的分压力逐渐加大，相应溶于水中的其他气体的分压力不断减小，当把水加热至真空除氧器压力下的饱和温度时，水开始沸腾，水蒸气的分压力接近水面上的全压力，其他气体的分压力趋近于零，溶解在水中的气体将从水中逸出，由真空除氧器排氧门排除，从而使空气和其他气体被除掉。
热力除氧必须具备的条件是：
      （1）真空除氧器中的水要加热到工作压力下的饱和温度；
      （2）要有足够大的汽水接触面积和不平衡压差。
2真空除氧器系统的组成设备
真空除氧器系统主要设备介绍：除氧系统主要由除氧头与除氧水箱这两个主要部分组成。
2.1接在除氧头上的主要部件
      （1）加热蒸汽管道及接口，加热汽源分别来自汽轮机的四段抽汽和机组的附汽联箱，两路气源在机组负荷的不同阶段进行切换。
      （2）凝结水管道及接口，工质来自凝结水泵出口和锅炉上水泵出口，当机组在启动阶段，凝结水水质较差，需要全排放时，可用上水泵给真空除氧器上水。
      （3）高压加热器疏水管道及接口，工质来自高压加热器的正常疏水，汽机加热器采用逐级自流，这样既可回收工质又可回收热源。
      （4）排氧门，左右两侧各有一个，排出真空除氧器中的空气和其他腐蚀性气体。
      （5）连排二次汽管道及接口，工质来自于锅炉连续排污扩容器的二次汽，如此连接同样既可回收工质又可回收热源。
2.2接在除氧水箱上的主要部件
      （1）三台给水泵入口管道及接口，将除过氧的水通过给水泵打到锅炉的省煤器中。
      （2）溢流管道及接口，当除氧水箱水位高一值是连锁开启溢流门，将多余的水排到汽轮机的高加疏水扩容器中。
      （3）真空除氧器水箱的事故放水管道及接口，也是当除氧水箱水位高二值时连锁开启，将多余的水排到锅炉的定排扩容器中。
      （4）除氧水箱的水位计接口，分别接有除氧水箱的就地水位计、水位模拟量信号管和水位保护的开关量的信号管。
3与真空除氧器系统相连接的主要系统
3.1给水系统
      给水系统主要有三台给水泵，其中两台是汽动给水泵，一台是电动给水泵。给水泵的入口接自除氧水箱底部，将除过氧的水通过高压加热器加热后打到锅炉的省煤器中。
3.2凝结水系统
      凝结水系统的主要设备是凝结水泵，现在大型电厂一般有两台凝结水泵，A泵为变频凝结水泵，B泵为工频凝结水泵。凝结水泵将凝汽器热水井中的凝结水通过轴封加热器和低压加热器加热后打到真空除氧器的除氧头上。
3.3高加疏水系统
      高压加热器的疏水采用的是疏水逐级自流的方式，#1高加的疏水疏到#2高加，#2高加的疏水疏到#3高加，#3高加再将三台高加总的疏水疏到真空除氧器的除氧头上。
3.4连排系统
      锅炉汽包中含盐量大的炉水通过连续排污管道排到连排扩容器中，经过扩容后将品质较好的二次蒸汽排到除氧头中，即回收了热量也回收了工质。
3.5除氧系统加热汽源
      根据真空除氧器的工作原理可知，其一方面要将真空除氧器中的水加热到其工作压力下的饱和温度；另一方面要加热给水，使给水温度与汽包壁温相匹配，加热汽源的作用即在此。加热汽源有两路，一路来自汽轮机的四段抽汽，另一路来自本机组的附汽联箱。
4真空除氧器系统运行中的注意事项
4.1真空除氧器检修后要注意进行多次清洗
      刚检修后的真空除氧器系统，难免会有很多焊渣、尘土、抹布等杂质，检修后的真空除氧器系统一定要经过多次的清洗，将清洗后的脏水由真空除氧器水箱放水管排到锅炉的定排扩容器中。再重新上干净的水，确保流进给水泵的水没有杂质，否则给水泵的入口滤网可能会因为杂质太多而造成堵塞，使给水泵无法打水而威胁到锅炉给水的稳定，严重时可造成过炉的断水事故为节约用水，一般可将清洗过凝汽器的水用凝结水泵打到真空除氧器中再次利用。这也就是说真空除氧器的清洗工作与凝汽器的清洗工作可同时进行。但在这种情况下，凝结水泵的入口滤网容易发生堵塞，应引起注意。
4.2真空除氧器系统初次上水时的注意事项
      除氧水箱就地水位计已确认投入，并联系检修热工人员对水位模拟量信号和水位开关量信号进行校正。这个细节应该引起足够的重视，如果除氧水箱的水位监测手段失去，往往会造成汽轮机进水的恶性事故。另外如果真空除氧器水箱的水位保护的开关量的信号不准，还会造成水位保护的勿动，可能会引起给水泵的跳闸，进而造成锅炉汽包水位的异常波动，甚至可能会引起锅炉汽包水位的FMT保护动作，从而引起一连串的事故。
4.3机组启动初期的注意事项
      在机组启动初期，由于凝结水水质较差，凝结水需要全排放，真空除氧器上水用锅炉上水泵来上水，由于上水泵容量小，管道的直径也较小，此时机组负荷不能太高，如果负荷太高，则即使锅炉上水泵的上水调门全开也无法维持真空除氧器的水位正常；此时还应尽可能保证锅炉燃烧的稳定，锅炉燃烧不稳必然会使汽包水位波动大，汽包水位波动大必然会造成给水泵出力波动大，由于此时真空除氧器上水是由锅炉上水泵来完成，无法及时满足给水泵出力波动造成的水位空缺，可能会瞬间造成真空除氧器水位低保护动作事故。
4.4热态启炉时要注意真空除氧器的水温与汽包壁温相匹配
      作为给水、炉水和过热蒸汽的分界点的汽包，因为要承受很大的压力，汽包壁造的较厚，如果在给汽包上水时，锅炉给水温度与汽包壁温相差太大，就会在汽包壁上产生巨大的热应力，这将会对汽包的寿命造成严重威胁，按照运行规程的要求给水温度与汽包的壁温相差不能大于50°,在热态启炉的刚开始，高加还未投入，此时的锅炉的给水温度就是真空除氧器内部的温度。如果该温度与汽包的温度相差超过规定值应该及时投入真空除氧器附汽来的加热汽源，并通过启真空除氧器的循环泵，使真空除氧器水箱的水温快速而均匀的上升，尽快与汽包壁温相匹配。
4.5投入加热汽源时要注意对管道进行充分的暖管疏水
      真空除氧器的位置位于汽机厂房的22m平台，不论是来自于汽轮机的四段抽汽的加热汽源还是来自于本机附汽联箱来的加热汽源，其管道长度都比较长，如果在投真空除氧器加热汽源时不注意对加热管道进行充分疏水和暖管，势必引起管道的振动，有时剧烈的振动还会造成有关墙壁倒塌、相关支架断裂、管道与除氧头焊接处的焊口撕裂等严重事故。
4.6及时调整排氧门的开度，确保给水水质合格
      启机初期，尤其是大小修之后，本来凝结水的水质比较差，再加上真空除氧器刚检修过，内部也比较脏，所以这时真空除氧器的水质都比较差，这时应与化学汽水监督岗的值班员加强联系，及时调整真空除氧器排氧门的开度，调整真空除氧器的水质合格，另外当真空除氧器水质合格后还应将排氧门及时关小以节约工质。
4.7真空除氧器水位调整的注意事项
      由于A侧的凝结水泵经过了变频改造，当机组负荷在180MW以上时应将真空除氧器上水调门切手动全开，将A凝泵投变频控制，自动调整真空除氧器的水位，而当负荷低于180MW时应将A凝泵的变频切手动，将真空除氧器上水调门投自动来调整真空除氧器的水位，这样可以减少上水调门的节流损失，提高机组的效率。
      由于B凝结水泵仍为工频运行，所以当B凝结水泵运行时，真空除氧器的上水调门只能投自动控制。另外、在A、B凝泵相互切换时应注意：当由A泵切换为B泵时，应先将A泵切手动，将上水调门投自动，并缓慢将A泵的变频加到80%以上才可启B泵，之后将A泵的变频手动关小，停止A泵；当由B泵切换为A泵时则可按照相反的操作步骤来操作，这样操作可减小对系统管道的冲击。
      运行中会遇到各种各样的有关真空除氧器系统的各种事故，为减少和避免事故的发生，我们在日常运行中，需要注意的事项有：对除氧系统操作时严格按照操作票操作；平时加强对真空除氧器系统巡检和监盘工作的质量，及早发现事故的征兆，将其消灭于萌芽状态；对已有的关于真空除氧器系统的事故案例进行分析总结，从而在更好地提高个人技术水平的同时，提高了自身处理事故的能力。