旋膜式除氧器（熱力除氧器）在工業鍋爐中的應用說明？

旋膜式除氧器（熱力除氧器）在工業(ye) 鍋爐中的應用說明？

旋膜式除氧器（熱力除氧器）在工業(ye) 鍋爐中的應用說明？公司現有蒸汽鍋爐3台，其中哈爾濱鍋爐廠生產(chan) 的35噸蒸汽爐1台；20噸蒸汽爐2台，用於(yu) 公司日常生產(chan) 和部分采暖工作。為(wei) 遙遙蒸汽鍋爐給水含氧量符合《GB15762021工業(ye) 鍋爐水質標準》的相關(guan) 要求，公司特安裝了2台大氣式熱力除氧器，單台大處理能力為(wei) 35噸/小時。運行模式為(wei) 2台同時遙遙，分別進水，水箱底部出水管並聯接至鍋爐給水泵入口母管。旋膜式除氧器（熱力除氧器）所用蒸汽為(wei) 鍋爐自產(chan) 蒸汽，蒸汽供應壓力在0.4～0.5MPa,蒸汽溫度在143～145℃左右。進旋膜式除氧器（熱力除氧器）含氧水為(wei) 經過離子交換器處理的軟化水，水溫在15℃左右。
改造前，該旋膜式除氧器（熱力除氧器）雖然由原始的現場操作閥門開度遙遙壓力和溫度改為(wei) 遠程手操器控製閥門，但依然是靠值班人員手動控製。此種控製方式不僅(jin) 增加了值班人員的勞動強度，而且運行工況不穩定。如此一來，鍋爐給水除氧遙遙受值班人員的操作技巧、綜合技能影響較大。
隨著鍋爐運行安全管理的不斷精細化，對鍋爐給水相關(guan) 指標的穩定遙遙和遙遙遙遙提出了更高的要求。同時，受公司人力資源成本的逐年壓縮以及工業(ye) 自動化技術的成熟、普及的影響，對現有除氧器進行自動化改造的需求越加迫切。
自2021年4月起至2022年10月，公司曆時19個(ge) 月，自主完成了旋膜式除氧器（熱力除氧器）自動化控製改造項目的前期論證、試驗、改造、調試和驗證遙遙運行，取得了良好遙遙，具體(ti) 分析及過程如下所述。
原理分析
旋膜式除氧器（熱力除氧器）的設計原理大氣主要是由氮氣、氧氣、二氧化碳以及少量的其他氣體(ti) 組成。大氣壓力就是組成大氣的各種氣體(ti) 的分壓力的共同作用結果，即
PxhP+P+Po+…式中P為(wei) 大氣壓力，單位為(wei) Pa;R、B、Pm分別表示氮氣、氧氣、二氧化碳的分壓力，單位為(wei) Pa。
根據亨利定律，任何氣體(ti) 在水中的溶解度與(yu) 該氣體(ti) 在汽水界麵上的分壓成正比。例如，水中的溶解氧含量隻與(yu) 水麵上氣體(ti) 中氧的分壓有關(guan) ，而與(yu) 總壓力無關(guan) 。氧的分壓力愈大，水中溶解氧的濃度就越高。當氧的分壓力等於(yu) 低時，則水中的溶解氧也等於(yu) 低。
在大氣壓力下把水加熱到沸騰時，水的飽和溫度就等於(yu) 汽水界麵上的大氣壓力，其他大氣組成氣體(ti) 的分壓就等於(yu) 低，當然氧的分壓力即等於(yu) 低。此時，氧氣在水中的溶解度急劇下降，因而從(cong) 水中逸出，這就是熱力除氧的原理。用於(yu) 熱力除氧的設備稱為(wei) 熱力除氧器。工業(ye) 鍋爐給水常用旋膜式除氧器，是通入熱蒸汽將水加熱至沸點而達到除氧的目的。為(wei) 了使除氧器內(nei) 的氣體(ti) 能夠順利排到大氣中，除氧器內(nei) 保持著比大氣壓力稍高的壓力。一般除氧器內(nei) 壓力比大氣壓高0.01～0.02MPa,而此壓力下的水的沸騰溫度為(wei) 102～104℃。
旋膜式除氧器的係統圖，如圖1所示。
1.脫氣塔；2.貯水箱；3.壓力表4.安全水封5.水位計
旋膜式除氧器（熱力除氧器）係統分析及前期試驗
從(cong) 圖1的旋膜式除氧器（熱力除氧器）係統圖可以看出，從(cong) 除氧器底部出來的除氧水直接進入鍋爐給水泵，其流量大小受鍋爐用水量控製。為(wei) 便於(yu) 析出氧的排出，除氧器頂部排氣閥應對空常開，不便納入自動控製。隻有含氧水進水量和蒸汽量可作為(wei) 自動控製調節對象，對除氧器而言，這兩(liang) 個(ge) 量也是為(wei) 關(guan) 鍵的變量。
從(cong) 旋膜式除氧器工作原理可以得知，除氧器的蒸汽量與(yu) 含氧水進水量緊密相連。把15℃的冷水加熱到102～104℃的飽和沸騰狀態，所需的熱量就來自於(yu) 進入除氧器的蒸汽。由此可以計算出在自產(chan) 蒸汽係統供應壓力下，進入到除氧器中的蒸汽量與(yu) 含氧水量之間的關(guan) 係，約為(wei) 16.2,即處理6.2噸含氧水需輸入1噸蒸汽。一旦該比例失衡，將造成旋膜式除氧器運行不穩定，如含氧水供給量增大，蒸汽供給量遙遙須遙遙增大；否則，遙遙將引起除氧器內(nei) 壓力降低，除氧水溫度降低，影響到除氧遙遙。如果含氧水供給量降低，蒸汽供給量不隨之降低，將使旋膜式除氧器內(nei) 壓力迅速升高，以至造成安全水封失效，發生冒水事故。
將含氧水進水量和蒸汽量兩(liang) 個(ge) 變量通過某一參數緊密聯係在一起，成為(wei) 旋膜式除氧器自動化實現的關(guan) 鍵。先後以流量、溫度、壓力三個(ge) 關(guan) 鍵參數作為(wei) 分析和試驗對象展開相關(guan) 討論。
對於(yu) 流量。由於(yu) 係統蒸汽壓力存在波動，單位流量蒸汽所帶的熱值也存在波動，相應的處理含氧水量也隨之變化，例如，直接以二者流量關(guan) 係作為(wei) 自動控製參數時，遙遙須考慮蒸汽壓力這一重要因素。可見，實現起來較為(wei) 複雜。
對於(yu) 溫度。手動操作下，以溫度為(wei) 控製參數進行大量試驗，發現如下關(guan) 係由於(yu) 水的溫度變化較為(wei) 緩慢，以溫度為(wei) 控製參數時，常出現水箱內(nei) 水溫達到了飽和溫度，減小蒸汽量後，旋膜式除氧器壓力過低，不僅(jin) 造成大量的水汽化，而且不利於(yu) 析出氧的順利排出，直接影響除氧遙遙。
對於(yu) 壓力。試驗過程中發現，將旋膜式除氧器內(nei) 蒸汽空間壓力控製在一定範圍內(nei) ，可以遙遙除氧器內(nei) 的水溫，同時也不會(hui) 造成遙遙壓冒水或低壓不利於(yu) 排氣的現象發生。但是，人工控製旋膜式除氧器壓力過程中，由於(yu) 蒸汽壓力波動較大，水箱又是微壓運行，致使操作蒸汽閥門非常頻繁，大大增加了值班人員的工作量。
綜合分析，在自動控製關(guan) 鍵參數的選擇上，控製除氧器內(nei) 蒸汽空間壓力不僅(jin) 遙遙遙遙高而且易於(yu) 實現。為(wei) 盡量簡化自動化設備及中間環節，在設計上采取含氧水上水遙遙立自控，旋膜式除氧器以除氧器內(nei) 蒸汽空間壓力作為(wei) 控製參數的定壓控製方式。
旋膜式除氧器（熱力除氧器）係統參數的整定
旋膜式除氧器（熱力除氧器）的運行遙遙須是在遙遙鍋爐給水充足的前提下進行，同時需考慮到含氧水的調節較為(wei) 穩定。所以，自動控製係統各參數整定過程中，應先確定含氧水供給控製調節器的參數。
基於(yu) 前期的試驗數據，該係統整定采取的是經驗試湊法，即先試湊比例度，再加積分。由於(yu) 含氧水自動控製所參考的液位參數本身波動不是很劇烈且容許有一定的偏差，所以在PID調節中未加入微分量。
在含氧水自動控製調整穩定後，根據給水量整定蒸汽供給自動控製係統參數。先按含氧水供給量及汽水比61的關(guan) 係確定比例度，然後再遙遙經驗試湊法不斷調整積分量。由於(yu) 旋膜式除氧器工作壓力為(wei) 微壓且波動較大，所以在試湊積分量時從(cong) 50%開始。先以10%步進，待係統初步穩定後再進行微調。反複嚐試，將PID調節器內(nei) 的參數設置為(wei) P=120%,I=80s,D=1s時，係統為(wei) 穩定。
遙遙分析及驗證
由於(yu) 本次改造所遙遙的均是較為(wei) 成熟的PI智能控製儀(yi) 表和電動執行器，遙遙遙遙較高。同時，為(wei) 提高係統應急能力，分別在液位、壓力等控製儀(yi) 表上安裝高低位報警設備。在此次改造中，為(wei) 提高供水應急能力，保留原有手動控製係統，以便應急遙遙。
該自動控製係統改造完成後，經過12個(ge) 月的試運行，運行狀態穩定，各控製參數均符合相關(guan) 規範要求。運行數據抽樣統計情況，如表1所示。
序號時間旋膜式除氧器壓力/MPa除氧器溫度/℃除氧器液位/(%)出水溶解氧/(ng/L)
1號2號1號2號1號2號
12021.11.111200B.317.04102.1103.071.776.40.015
22021.12.2417009.008.79103.5104.071.466.10.015
32022.01.10100010.2410.24102.3102.371.068.70.015
42022.02.02110010.0710.15102.3102.465.069.80.015
52022.02.04050010.0010.0699.9100.284.282.30.015
通過對本係統旋膜式除氧器（熱力除氧器）及鍋爐運行狀態參數的統計與(yu) 分析，結合對除氧器自動控製下所輸送除氧水溶解氧的監測，得出在工業(ye) 鍋爐係統中，旋膜式除氧器可以實現自動化控製，且自動運行的穩定遙遙、運行效率和除氧遙遙均優(you) 於(yu) 手動控製。

• 上一篇：解析除氧器安裝遙遙相關問題探討？
• 下一篇：真空除氧器組件水噴射真空泵遙遙注意事項快來看看