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锅炉除氧水溶解氧超标研究与分析

刘江

中国石化青岛石油化工有限责任公司,山东省青岛市,266043

摘要: 某石化企业共有两台锅炉,在锅炉运行过程中,除盐水进除氧器后出现化验指标溶解氧长期超标的问题,影响锅炉的安全运行性稳定,本文主要针对锅炉溶解氧超标的问题进行研究分析,提出可能影响溶解氧超标的原因,并提出解决溶解氧超标可能的建议,保证锅炉长周期的运行稳定。
关键词: 锅炉;溶解氧;分析;建议
DOI:10.12721/ccn.2024.157351
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1、锅炉现状介绍
某石化企业有两台WGZ75/3.82-19型锅炉,由武汉锅炉厂设计、制造并安装,1999年9月正式运行。锅炉的设计为双锅筒自然循环,炉膛采用膜式水冷壁布置,燃烧器位于前墙,CO烟气喷嘴位于炉膛前面,位低氮燃烧器,尾部为翅片管及光管省煤器。该炉有完整的燃烧设备、除氧设备、水加热器等,可燃烧CO烟气、燃料气、燃料油等。后期进行扩容改造后,额定负荷能够达到85t/h。
2、除氧器介绍
2.1热力除氧的概念
热力除氧的原理是根据气体溶解定律即亨利定律:任何气体在水中的溶解度与在汽水界面上的气体分压力及水温相关,温度越高,则水蒸汽的分压力就越高,而其它气体的分压力相反越低,随着水温的升高直到沸腾后,其它气体的分压力都会变为零,那么溶解在水中的其它气体也是零。热力除氧器分为大气式除氧器:其工作压力略高于大气压,压力值0.118Mpa左右,水温达到104℃上下,常用于小型工业锅炉上;中压除氧器的工作压力值0.412Mpa左右,水温一般在145℃上下,常用于中型热电站;高压除氧器的工作压力0.49Mpa左右,水温高于158℃以上,常用在高参数的火力发电厂中。热力除氧器最常用的除氧方式。
2.2除氧器的工作原理
锅炉除氧器的工作原理回收的各装置的凝结水及补充的除盐水首先进入除氧头内旋膜器组水室,在一定的水位差压和水压作用经膜管的小孔斜旋喷向内孔,形成射流,同时内孔充满了上升的0.8MPa低压蒸汽,水在射流运动时将大量的除氧蒸汽吸卷进来,呈均匀喷淋状落到除氧器除氧头内部下端的液汽网上,经过深度除氧后流入除氧器底部水箱。用蒸汽在水加热其中对给水进行预加热,提高水的温度,使水面上蒸汽的分压力逐步增加,而溶解气体的分压力则渐渐降低,溶解在水里的各种气体就不断逸出,当水被加热至相应压力下的沸腾温度时,水面上全都是水蒸汽。溶解气体的分压力变为零以后,水就不再具有溶解气体的能力,即溶解于水中的不同气体,包括氧气都被去除。除氧的效果关键在于是否把锅炉给水加到相应压力下的沸腾温度,另一方面取决于溶解气体的排除速度,排除的速度与水和蒸汽的接触表面积的大小有决定性的因素。
2.3除氧器可以保证正常除氧的基本条件
2.3.1除盐水和凝结水被加热达到除氧器内蒸汽压力的饱和温度,这是气体能够从水中充分分离出来的必要条件。
2.3.2除氧器必须及时地把水中分离出来的气体排出去,其作用是减少气空间的氧气分压力,不断地将水中的气体分离出来。
2.3.3为了保证除氧器安全、稳定的运行,使补充水率尽量控制在规定的标准范围以内。
2.3.4给水箱水位应保持在规定的正常水位。
3、锅炉运行存在的问题
在锅炉正常运行的过程中,通过化验指标以及工艺指标对比后,出现溶解氧超标的现象,有时会持续较长时间。溶解氧的超标会造成氧腐蚀,当给水中溶氧含量不是很大时,腐蚀可能首先发生在省煤器入口处,随着给水含氧量的增大,腐蚀则可能延伸到省煤器的中部和尾部,如果不及时解决溶解氧含量问题,严重时锅炉的下降管也可能遭到腐蚀,对锅炉的安全运行造成很大的影响。
4、问题分析
4.1除氧乏汽回收影响溶解氧指标,除氧乏汽回收,投入运行,对除氧效果造成影响,主要是影响了排气的速度,降低除氧器内气体的分压力,要对乏汽回收的管线进行扩径,加大乏汽气体流通量。
4.2乏汽回收影响除氧,全厂蒸汽和凝结水系统打破平衡后,尚未恢复。
4.3除氧器的除氧头设备故障,除氧头内滤网堵塞。
4.4溶解氧的化验仪器使用的环境温度变化,除氧水的水温是104℃左右,取样后化验仪器的使用温度为50℃,取样后在冷却到50℃化验,温度的变化也会影响溶解氧测量值。
4.5溶解氧的化验仪器本身故障。
5、问题解决操作
5.1 提高两台热力除氧器运行的压力,多进蒸汽,保证除氧的正常压力值,提高除氧效果。

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5.2调整除氧器上水的实际温度,保证除氧器的实际上水温度为104℃。

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5.3重新调整两台热力除氧器的水、汽平衡。
5.4开启除氧器再沸腾。
5.5增加化验分析频次,加强监控。
5.6拆检除氧器的除氧头,检查除氧头内部构件是否破损,除氧头故障不能进行正常的除氧,造成溶解氧超标。
5.7更换新的氧含量分析仪,标定原氧含量分析仪是否故障。
5、结论
氧含量超标对锅炉的安全运行是长时间的氧化腐蚀作用造成的,不是瞬间就能反映的,这就要求在日常锅炉的运行过程中加强对溶解氧超标的关注,出现超标及时分析原因,根据实际原因提出合理解决办法,避免锅炉炉水溶解氧超标。
参考文献:
[1]韩冲, 姬抱平, 孙艳丽,等. 260t/h锅炉给水溶解氧超标问题的原因分析与处理[J]. 甘肃冶金, 2015, 37(3):3.
[2]陈志超. 供热机组除氧器溶解氧超标分析及治理[J]. 电力与能源, 2012, 33(4):3.