对电厂机组除氧器水位控制的分析

【摘要】火力发电已经成为我国主要的发电方式，因此保证火力发电厂的正常生产运行是电力行业首先应该考虑的问题。除氧器作为电厂汽轮机的重要辅助设备，其工作状况的好坏直接影响到发电厂的生产运行。本文对除氧器进行了详细分析，结合实际指出了几点控制除氧器水位的具体措施。

【关键词】除氧器；除氧器水位控制；分析研究

目前，超临界直流锅炉是大多数火力发电厂所采用的主流发电锅炉。除氧器作为发电机组的重要辅助设施之一，其主要的作用是去除发电供水中的氧气等杂质气体，从而避免氧气对锅炉设备的腐蚀，延长锅炉的使用寿命，保证电厂的生产安全。同时，对于超临界直流锅炉来说，除氧器还担负着保证锅炉给水的任务，因此控制除氧器的水位十分重要。

1.发电机组除氧器分析

除氧器，顾名思义就是除氧的设备，火力发电是通过对水加热，产生高温水蒸气，推动汽轮机从而带动发电机发电的发电方式，因此水是火力发电的关键要素之一。然而，自然界中的水大都会溶解气体，因此外界给水中或多或少的会存在氧气以及其他气体。如果这些气体随给水进入锅炉系统，那么这些气体就有可能在高温高压环境的作用下对锅炉设备造成严重腐蚀，从而影响到锅炉设备的使用寿命，甚至会造成严重的生产安全事故。

超临界直流锅炉由于没有汽包，因此锅炉正常工作中的补水就需要由除氧器的水箱提供，因此除氧器除了除氧作用之外，还担负着为锅炉补水的任务。一般情况下，除氧器水箱的容量要能够满足锅炉正常工作负荷下连续运行20min的给水需求。因此除氧器的水位高低会对发电生产带来一系列的影响。

如果除氧器水位过高，就有可能导致除氧器中的水加热困难，从而造成给水除氧不彻底，进而加速锅炉设备的腐蚀，威胁到锅炉的生产安全；另外，除氧器水位过高，还有可能造成抽气管水淹或者气封进水等生产事故。如果除氧器的水位过低，会有可能导致锅炉补水不及时，出现锅炉断水停水事故，影响到电厂的连续稳定生产，从而给电厂造成严重的经济损失。因此，将除氧器的水位控制在最合适的范围对电厂发电生产具有非常重要的现实意义。

除氧器的除氧工作机理遵循的一系列的物理定理，其中包括亨利定律、道尔顿定律以及汽水传质理论。同时要想确保除氧器的正常工作，除氧器的设计使用需要遵循一定的原则。例如：设计使用的除氧器要保证水汽接触面积最大、除氧器内部的工作压力要达到相关标准、除氧水中气体的排出要及时等。

2.发电机组除氧器水位控制分析

之所以要对除氧器的水位控制展开分析，除了除氧器水位高低关系到电厂的正常生产外，还因为除氧器的水位动态变化缓慢。由于需要满足发电机组的补水需求，因此除氧器水箱的容量都比较大。然而除氧器水箱的进水管比较细，所以在打开进水阀门对水箱补水时，水箱水位的增长速度很小，从而使得水位变化缓慢，表现出一定的延迟性。这给除氧器水位的控制工作带来了不小的难题。

除氧器水位控制工作的主要任务就是将除氧去水位控制在合适的范围内，既能够保证除氧器的除氧功效得到最大发挥，同时又能够保证锅炉的补水需求，从而确保发电生产的持续与稳定。通常情况下，对锅炉补水主要通过两个途径：补充水直接进入除氧器；补充水先经过凝汽器的处理，然后在进入除氧器。

一般来说，我们经常采用的除氧器水位控制方案有以下几种：

第一，对于补充水直接进入除氧器的补水系统，我们只需要考虑除氧器的水位这一个变量，一般通过控制进水阀的开闭，将水位控制在合适的范围内。

第二，对于补充水先经过凝汽器的处理再进入除氧器的补水系统，我们不能只考虑除氧器水位这一个变量，同时还要考虑凝汽器的水流流量以及补水流量，根据凝汽器水流流量的不同，采取不同的控制方式，只有这样才能有效的控制除氧器水位，保证电厂生产的正常进行。

3.常见的除氧器水位控制问题及应对措施

除氧器水位一般只存在过高和过低两种问题，但是引起水位过高以及过低的原因多种多样，因此要想控制除氧器水位，我们有必要对引起水位高低变化的原因进行分析。

3.1除氧器水位过高。

3.1.1造成除氧器水位过高的原因

在电厂生产过程中，造成除氧器水位过高的原因有多种多样，但是我们通过调查分析发现，造成除氧器水位过高的原因主要有以下几种：除氧器水箱阀门开度过大，进水时间过长；锅炉的给水泵因故障停机或者给水管阀门被关闭；除氧器的水位测量仪出现故障，测量结果不准确；除氧器水位自动调节阀失效；凝汽器管道破损泄露；机组负荷降低等。

3.1.2对除氧器水位过高的处理措施

在生产过程中，一旦发现除氧器水位过程高，相关人员首先应校对检查水位计，确认水位计不存在问题，水位是真实升高。其次，查明水位升高的具体原因，如果因水位调节阀失效引起，应该关闭水位调节阀，同时开启备用的旁路阀；如果因给水泵故障停机引起，应及时的切换备用水泵，同时查明故障原因，采取相应措施；如果因凝汽器管道破裂引起，应及时关闭凝汽器与除氧器之间的阀门，

并对凝汽器管道进行更换修补；如果除氧器水位远高于溢出水位，应开启水箱的放水阀进行放水，从而将水位控制在合理的范围内。最后，对采取的措施进行验证，查看所采取的的措施是否起到作用，确保除氧器水位保持在合理范围内。

3.2除氧器水位过低

3.2.1造成水位过低的原因

造成除氧器水位过低的原因同样有多种，在此我们列举了几种常见的原因：进水阀门误关，使得进水量减少；除氧器水箱放水阀门误开；锅炉的给水阀门误开；发电机组的工作负荷增加；锅炉给水泵流量增加等。

3.2.2对除氧器水位过低的处理措施

与除氧器水位过高的处理措施一样，发生除氧器水位降低的故障后，相关人员首先应做的是检查校对水位计是否正确，确认水位真实下降，避免故障误报。其次，如果故障因进水阀门误关、给水阀门误关等引起，应开启误关阀门；如果因水箱放水阀门误开引起，应关闭放水阀门；如果因水位调节阀失效引起，应关闭水位调节阀，开启备用的旁路阀。最后，要验证所采取的措施是否真正起到作用，水位是否恢复正常水平。

4.除氧器水位控制的实例分析

本文结合某一火电厂实例，对除氧器水位控制进行了分析。该电厂采用具有主副两个水位调节阀的除氧器水位调节系统，然而在实际的生产运行中，该厂发现当除氧器水位在主调节阀控制阶段，其水位的波动较大，除氧器的除氧效果不理想，机组的生产安全受到威胁。因此，该厂对水位波动大的原因以及应对措施进行了详细的分析研究。

该厂通过分析研究发现，造成水位波动大的原因主要是水位调节阀的设计通流能力不符合实际，同时主调节阀开度初始阶段存在空白行程。针对以上两个原因，该厂将主水位调节阀的比例系数由原来的1.0调高到2.4，从而发现除氧器水位大幅度波动的现象消除。同时该厂还调整了主水位调节阀的开启指令，增加了水位调节阀的预开启指令，经过实际验证发现增加预开启指令后，主副水位调节阀切换过程中的水位波动明显减少，除氧器的工作质量得到了保证。

5.结语

除氧器水位是电厂日常生产所需关注的重要参数之一，因此控制除氧器的水位已经成为电厂生产维护工作的重要部分。本文先对除氧器的作用、工作原理等进行了简单分析，随后除氧器的水位控制方案以及除氧器水位控制失效的原因和应对措施进行了详细研究，最后结合实例分析了除氧器水位控制措施的效果，为电厂除氧器水位工作提供了理论参考。[科]