旋膜式除氧器原理及水位控制說(shuō)明

一、旋膜式除氧器的作用和工作原理簡(jiǎn)介  
    旋膜式除氧器的主要作用是除去給水中的氧氣,保證給水的品質(zhì)。水中溶解的氧氣，會(huì)使與水接觸的金屬腐蝕，溫度越高腐蝕就越明顯；在熱交換器中若有氣體聚集就會(huì)妨礙傳熱過(guò)程的進(jìn)行，降低設(shè)備的傳熱效果。因此水中溶解有任何氣體都是不利的，尤其是氧氣，它將直接威脅設(shè)備的安全運(yùn)行。旋膜式除氧器本省又是給水回?zé)嵯到y(tǒng)中的一個(gè)混合式加熱器，同時(shí)高壓加熱器的疏水、化學(xué)補(bǔ)水及全廠各處水質(zhì)合格的疏水、排氣等均可通入旋膜式除氧器匯總并加以利用，減少發(fā)電廠的汽水損失。
    當(dāng)水和某種氣體混合物接觸時(shí),就會(huì)有一部分氣體融解到水中去。氣體的溶解度就是表示氣體溶解于水中的數(shù)量，以毫克/升計(jì)值，它和氣體的種類(lèi)以及它在水面的分壓力、和水的溫度有關(guān)。 在一定的壓力下，水的溫度越高，氣體的溶解度就越��；反之，氣體的溶解度就越大。同時(shí)氣體在水面的分壓力越高，其溶解度就越大；反之，其溶解度也越低。天然水中常含有大量溶解的氧氣，可達(dá)10毫克/升。
    汽輪機(jī)的凝結(jié)水可能融有大量氧氣，因?yàn)榭諝饽芡ㄟ^(guò)處于真空狀態(tài)下的設(shè)備不嚴(yán)密部分滲入進(jìn)去。此外，補(bǔ)充水中也含有氧氣及二氧化碳等其他氣體。液面上氣體混合物的全壓力中，包括有液體蒸汽的分壓力。將水加熱時(shí)，液面附近水蒸氣的分壓力就會(huì)增加，相應(yīng)的液面附近其他氣體的分壓力就會(huì)降低。 當(dāng)水加熱到沸點(diǎn)時(shí)，蒸汽的分壓力就會(huì)接近液面上的全壓力，此時(shí)液面上其他氣體的分壓力幾乎接近于零，于是這些氣體將完全自水中清除出去。要達(dá)到這一點(diǎn)，不僅要將水加熱到沸點(diǎn)，還要使液面上沒(méi)有這些氣體存在，即將逸出的氣體隨時(shí)排走。 
    旋膜式除氧器的工作原理即利用蒸汽對(duì)水進(jìn)行加熱，使水達(dá)到一定壓力下的飽和溫度，即沸點(diǎn)。這時(shí)旋膜式除氧器的空間充滿(mǎn)著水蒸汽，而氧氣的分壓力逐漸降低接近為零，溶解于水的氧氣將全部逸出，以保證給水含氧量合格。
    在高參數(shù)的電廠，一般采用0.59兆帕的旋膜式除氧器。這樣可以減少價(jià)格昂貴而運(yùn)行不十分可靠的高壓加熱器的數(shù)目。高參數(shù)的鍋爐給水溫度一般為230~250攝氏度。采用高壓旋膜式除氧器，在機(jī)組高壓加熱器故障停用時(shí)，進(jìn)入鍋爐的給水溫度仍可以維持在150~160攝氏度，這樣對(duì)鍋爐的運(yùn)行影響就可以小一點(diǎn)。此外，提高鍋爐旋膜式除氧器的壓力，可以避免凝結(jié)水進(jìn)入旋膜式除氧器時(shí)產(chǎn)生沸騰現(xiàn)象，凝結(jié)水會(huì)使水泵進(jìn)口產(chǎn)生汽蝕，這對(duì)水泵是不允許的。
二、旋膜式除氧器水位控制簡(jiǎn)單說(shuō)明 
    旋膜式除氧器的水位控制的目的是維持氧除器的水位為設(shè)定值（恒定值）。水位過(guò)高會(huì)影響汽輪機(jī)安全運(yùn)行（汽機(jī)進(jìn)水）；過(guò)低，則可能導(dǎo)致給水泵汽蝕，影響給水泵的安全。
    影響旋膜式除氧器水位因素有：凝聚水量、給水量（包括過(guò)熱、再熱器減溫水）、抽汽量（以及進(jìn)入旋膜式除氧器的輔汽量）、來(lái)自高加的疏水量。
    其中給水量代表流出旋膜式除氧器的質(zhì)量，而凝聚水量、抽汽和疏水是進(jìn)入旋膜式除氧器的質(zhì)量，當(dāng)進(jìn)入和流出不平衡時(shí)，則導(dǎo)致旋膜式除氧器水位變化。
    在這些因素中，給水量是汽包水位控制的要求，抽汽是不加控制的，疏水隨高壓加熱器運(yùn)行情況而變，因此可以用作控制旋膜式除氧器水位的變量，只有凝聚水量。我們可以通過(guò)控制除器水位控制閥（又稱(chēng)凝聚水量控制閥）的開(kāi)度，控制進(jìn)入旋膜式除氧器的凝聚水流量，繼而控制旋膜式除氧器水位。
具體情況可分一下情況進(jìn)行分析：
1、正常情況下：
    （1）由液位變送器測(cè)出旋膜式除氧器的水位，經(jīng)處理選擇后，獲得過(guò)程信號(hào)，并用判別旋膜式除氧器水位是否過(guò)高。
    （2）設(shè)定值由運(yùn)行人員設(shè)定好理想的旋膜式除氧器的水位值。
    （3）當(dāng)給水流量小于30％時(shí)，由單沖量（1E）PI調(diào)節(jié)器①自動(dòng)控制水位，終使也為達(dá)到理想的水位值。
    （4）當(dāng)負(fù)荷大于30％時(shí)，將自動(dòng)選擇三沖量方案，切換要求是自動(dòng)的、無(wú)擾的。此時(shí)，凝聚水流量控制器PID②根據(jù)流量元件測(cè)得的凝聚水流量反饋信號(hào)的變化，自動(dòng)地改變?cè)O(shè)定值水位控制閥的開(kāi)度，隨時(shí)使凝聚水流量與其設(shè)定值相一致，這樣有利于克服凝聚水量的自發(fā)擾動(dòng)。
    給水量作為前饋信號(hào)（包括減溫水量），被當(dāng)作凝聚水流量控制器的設(shè)定值的一部分，當(dāng)給水流量增加時(shí)，凝聚水量設(shè)定值隨之增加，從而使凝聚水量控制器PID②的輸出增加，凝聚水控制閥門(mén)將開(kāi)大，增加凝聚水量（可將這一過(guò)程稱(chēng)為粗調(diào)）。這樣可以使凝聚水量快速響應(yīng)給水量的變化。
    假設(shè)，當(dāng)旋膜式除氧器的水位于設(shè)定值維持平衡時(shí)，即進(jìn)入旋膜式除氧器的凝聚水量與流出旋膜式除氧器的給水量同步變化的話(huà)，則旋膜式除氧器水位將變化不大，但由于還存在抽汽和高加疏水的影響，所以旋膜式除氧器水位仍然會(huì)有所變化，對(duì)于這個(gè)變化，三沖量控制器（3E控制器、也稱(chēng)為主調(diào)節(jié)器）PID③的輸出將發(fā)生變化，該調(diào)節(jié)器的輸出，可認(rèn)為是凝聚水流量控制器PID②的設(shè)定值的另一部分，PID②將根據(jù)其設(shè)定值，對(duì)凝聚水量作進(jìn)一步調(diào)整�？梢钥闯觯�終將由PID③消除水位偏差（這一過(guò)程可稱(chēng)為細(xì)調(diào)）。
    所以這是一個(gè)串級(jí)三沖量控制方案，此時(shí)，若：流量降到30％以下或給水量信號(hào)質(zhì)量壞或凝聚水流量質(zhì)量壞，則切向單沖量控制。這一切換也是自動(dòng)且無(wú)擾的。
2、特殊情況下
    （1）當(dāng)旋膜式除氧器水位過(guò)高時(shí)，將超馳關(guān)閉（緊急關(guān)閉）凝聚水量控制閥。
    （2）當(dāng)凝聚水控制閥開(kāi)足后，若仍不能滿(mǎn)足旋膜式除氧器對(duì)凝聚水量的要求，則利用順控開(kāi)旁路門(mén)。
3、手動(dòng)工作方式條件 
    旋膜式除氧器水位高；閥指令與實(shí)際閥位偏差大；過(guò)程變量與設(shè)定值偏差大；旋膜式除氧器水位測(cè)量不準(zhǔn)或旋膜式除氧器水位測(cè)量設(shè)別損壞。