除氧蒸发器排汽带水问题的分析及处理

前言除氧蒸发器是广泛应用于余热锅炉系统的关键压力容器设备。它在锅炉系统中起着余热回收、储存锅炉循环水等作用。氧蒸器能否正常运行，关系到余热锅炉系统能否正、经济运本文对氧蒸器排汽带水问题进行了分析和处理，并对氧蒸器及其系统的设计、运行和维护等环节在的问题提出了指导性意见。除氧蒸发器介绍1.1氧蒸器的结构及工作原理氧蒸器和普通的热力氧器类似，工作原理是源于气体溶解定理（亨利理）。亨利任何气体在水中溶解度与该气体在汽水分界面上分压力成正比。如果将水进行加热，随着水温度升高，汽水分界面上水蒸气分压力就会增大，而其它气体分压力就会降低，相应地其它气体在水中溶解度就将减小，并会不断析出，分离过程称为解析过程。当水被加热到饱和温度汽水分界面上压力为水蒸气的饱和压力，其它气体的分压力接近于零，其它气体在水中的溶解度也接近于零，水就不再具有溶解气体的能力，水中原来溶解的各种气体将不断析出。在结构上，所示。1.2氧蒸器在余热锅炉系统中的作用介绍了除氧蒸发器的结构和工作原理。对除氧蒸器排汽带水问题进行分析和处对氧蒸器及其系统的设计、运行和维护提出建议。除氧蒸发器排汽带水问题的分析及处理高玉林(陕西未来能源化工有限公司)关键词压力容器余热锅炉蒸汽中图分类号TQ051.61972年生，工程师。

榆林市，719000。AnalysisndTretmentEntrinedWterStemDischrgedOxygenRemovlEvportorGaoYulinbstrct：Introducesworkingprincipleoxygenremovalevaporator.Analyzesentrainedwatersteamdischargedoxygenremovalevaporator,putsforwardsuggestionsdesign,operationoxygenremovalevaporatorcorrespondingsystem.Keywords：Oxygenremovalevaporator;Waterentrainedsteam;Pressurevessel;Heatrecoverysteamgenerator;Steam化工装备技术第36可以接收系统中连排来汽和锅炉高加热水，进行回收利用，避免直接排放损失。除氧蒸发器内部储存的水可以通过自力水循环从锅炉除氧蒸发段吸收低温烟气热量，并自产分蒸汽用于加热凝结水。同普通热力除氧器一样，具有除氧功能，不但能除去水中溶氧，还能除去CO等其它非凝结性气体。

确保在短时间失去给水时水箱内储存的水仍能维持锅炉运行1.3除氧蒸发器的工作过程如图所示，除氧蒸发器设有上升管和下降水箱中储存的水经下降管进入锅炉除氧蒸发段的受热面吸收热量，变成具有一定含汽率的过饱和调节进汽量由压力传感器控制进汽调节阀的开度进行调节，当除氧蒸发器内压力低于设定的工作压力时，调节阀的开度增大，进汽量增加，反之亦然。凝结水或补充水由液位控制器提供的水位信号控制进水调节阀进行流量调节，从除氧头顶加当水位超过设定的正常水位时，调节进水量减反之亦然。在除氧过程中产生的氧气及其它非凝结性气体积聚到除氧头顶，随少量蒸汽经排汽阀排放到大气，排放损耗的蒸汽大约为耗蒸汽量2‰～3‰。当除氧蒸发器内自产的蒸汽过量会使外汽源调节失去作用。为了防止除氧蒸发器内超压导致安全阀频繁起跳，应通过副汽排放口排放掉多余蒸汽。副汽排放口设置了截止阀和弹簧消音止回阀，可设定弹簧消音止回阀开启压力略大于除氧蒸发器的正常工作压力且不超过安全阀整定压力。此处所描述的除氧蒸发器的工作过程相比某些实际工程项目运行情况来说是比较理想化实际上许多除氧蒸发器的操作运行条件较差，现场运行人员缺乏运行维护经验，因而常常导致除氧蒸发器出现排汽带水问题。

除氧蒸发器排汽带水问题分析2013年某日，除氧蒸发器用户成都某玻璃厂反映，他们使用的除氧蒸发器发生了很严重的排汽带水现象，怀疑是除氧蒸发器存在设计或制造质量问题。经现调研分析，排除了设或制造质量问通过向现运行人员了解，获得了除氧蒸发器运行操作情况如下：外部调节汽源切断，没有通入外部加热汽水箱上设置了副汽阀口，该管口仅装设了截止阀，没有装设弹簧消音止回阀。此外，该管口没有连接副汽排放管道，在运行过程中该管口用截实际上，该管口在系统中没有起到任何作用。除氧蒸发器内部超压，引起安全阀频繁动作起跳。现运行人员为了安全运行考虑，同时也为了避免安全阀频繁起跳，将除氧头顶部的排汽阀打开，当作安全泄放阀使用。于是在除氧头内部高速汽流作用下，出现大量排汽带水现象。在这一过还伴随着除氧蒸发器补水困难，因为补充进除氧蒸发器的水大部分随汽流裹挟带走了。根据现了解的情况，对除氧蒸发器排汽带水问题作了如下分析。焦点问题现调试发现，虽能确保除氧器正常运行，却导致了另一问题的出即除氧蒸发器内部压力升高，超压导致了安全阀起跳。为了防止除氧器超压，只好利用排汽阀作这样除氧头内部汽流速度超高，不可避免地会发生除氧头排汽带水问题。

除氧蒸器结构2015高玉林：除氧蒸发器排汽带水问题的分析及处理13控制正汽量约为出力的2‰～3‰是正氧蒸发器内部压在自产蒸汽条件下升高超压是正的。氧蒸发器没有外部汽源进汽，失去外部汽源对氧蒸发器部压力调节作用是正的。应解决的问题应解决氧蒸发器部压力升高超压的问题。引起压的原因是氧蒸发器部自蒸发蒸汽富现场补水连续，以及自产蒸汽量补水所需蒸汽之间匹配等。所以，应解决氧蒸发器部自产蒸汽过剩问题。方案一方案一，通过正途径放掉过剩蒸汽，解决氧蒸发器部超压的问题。具体的处理方案如所示，利用副汽放口设置弹簧消音止回阀及副汽放管道，可设定弹簧消音止回阀开启压力略大于氧蒸发器的正工作压力，且过安全阀整定压力。当氧蒸发器部压力达到弹簧消音止回阀设定压时，弹簧消音止回阀自动开启泄压，当压低于设定压时，弹簧消音止回阀自动关这样就会引起氧器部压。在运行过程氧头顶部汽阀调到正汽状态，此时氧蒸发器汽带水，氧蒸发器水困难的问题也得到顺解决。该处方案有如下优点：现场整改简单容易，以停炉整改，弹簧消音止回阀设定压高，直接用汽阀泄放相比，蒸汽损失较小，当蒸汽存在过剩能确保除氧蒸发器不压，并能维持氧蒸发器较高工作压和氧水较高的工作温度。

能确保氧蒸发器安全正运行，避免受锅炉系统运行波动和现场操作不当的影响方案二方案二，通过减少自蒸发蒸汽，解决自产蒸汽过问题，从而氧蒸发器部压的问若要减少自蒸发蒸汽，需减少锅炉氧蒸发段受热面，从而减少循环水在氧蒸发段的吸热按方案一，由于该项目氧蒸发器出较小，只能直接放大气，这样将大损失凝结增加设备的运行成本。业主能接受此方案。于是采用方案二。该项目的锅炉原设计了三级氧 蒸发段， 经热平衡验算证实， 氧蒸发段设置的 富余太多， 因此最终决定按方案二进行处， 从锅炉系统切了一级氧蒸发段，这样就使所有 问题得到了圆满解决。 目前， 该氧蒸发器运行正 氧效果很好，出水溶氧低于5 有关建议氧蒸发器能否正、 经济运行， 锅炉系统 的设计、 现场运行操作条件有很大关系。 因此， 锅炉系统的设计应合考虑氧蒸发段的级数， 仔细核算各工况时的最大吸热， 自产蒸汽 最小水条件下的氧耗汽之比值应小于 在运行过程中，对凝结充水应连续 若锅炉系统的设计及运行能充分满足上述两条要求， 则有必要在水箱上设置副汽放口， 以便氧蒸发器在自蒸发蒸汽过、 引起部超压 时能及时放多余蒸汽。 放的多余蒸汽如能加以 自然存在损失问题，如无法加以用而直 接放大气， 则必然造成水和热能的损失， 长期运 行必将带来巨大的经济损失。

结语本文对氧蒸发器汽带水问题进行了分析和 氧蒸发器系统比较合的设计是充分考虑进汽及进水的自动调节， 能使氧蒸发器在有效的 自动调节控制下运行。 这样虽然增加一定的设备 成本， 但对长期运行来说是有益的。 这样既可 以大大降低运行维护成本， 避免水和热能的损失， 同时还有助于氧蒸发器长期正、 经济运行。 （收稿日期： 2014-12-01） 化工装备技术 第36