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[摘 要]本文结合电厂300MW机组化学制水设备特点，分析机组实际运行中凝结水溶解氧超标的原因，并提出改进的方法，为机组的安全经济运行提供可靠的保证。
[关键词]凝结水；溶解氧；超标；改进
中图分类号：TK264.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）34-0209-01
1 前言
火电厂机组凝结水溶解氧量是表征凝结水水质的重要指标之一。机组正常运行时，凝汽器在正常真空状态下，凝结水溶解氧应该是合格的，由于很多种原因，国产机组普遍存在凝结水溶解氧超标且长期不合格的问题。凝结水溶解氧大幅度超标或者长期不合格，会加速凝结水管道设备腐蚀及炉前热力系统铁垢的产生。凝结水溶解氧严重超标时，还会导致除氧器后给水溶解氧超标，影响锅炉受热面传热效率，加速锅炉管道设备腐蚀结垢乃至发生锅炉爆管等事故，严重威胁机组的安全、经济运行。
2 凝结水溶解氧原因分析
由于凝汽器内空气进入和凝结水存在过冷，使凝结水中生成溶解氧，这就是凝结水溶解氧的机理。影响凝结水溶解氧的两个因素是凝结水存在过冷度和空气的进入。
2.1 凝结水过冷度的原因
过冷度增加，凝结水溶解氧量也随之增加，因此过冷却度不仅影响低压给水系统的腐蚀，而且也影响凝汽器空气漏入量的估算及机组的经济性和安全性。原因分析如下：由于蒸汽从排汽口向下部流动时产生阻力，造成下部蒸汽压力低于上部压力，下部凝结水温度较上部低，从而产生过冷，此外蒸汽被冷却成水滴时，在凝汽器冷却水管间流动，因水滴的温度比冷却水管管壁温度高，凝结水降温从而低于其饱和温度产生过冷，以及空气漏入，空气分压力增大，蒸汽的分压力相对降低，蒸汽仍在自己的分压力下凝结，使凝结水温度低于排汽温度，产生过冷，如果抽气器不能及时抽出，增大了传热阻力，也使过冷却度增大，从而使凝汽器溶解氧量增大。
2.2 凝汽器结构的原因
国产凝汽器热水井内装有除氧装置，并有排汽管将析出的气体引入空气冷却区内，最后由抽气口抽出。但有此国产凝汽器热水井只有简易除氧装置，却没有排汽管，不能及时抽出析出的气体，造成蒸汽分压力下降，引起凝结水过冷，从而导致凝结水溶解氧超标。
2.3 空气进入的原因
水中溶解氧量取决于温度、海拔高度，补充水溶解氧是凝结水的近千倍，可见对凝结水溶解氧的影响是很大的。蒸汽夹带进的氧气数量是很小的，真空系统漏入的空气带入的氧，是凝结水溶解氧的主要来源。如：真空系统的设备因振动、塑性变形、膨胀不均等，出现裂纹、断裂等，使空气进入，以及阀门盘根和管道的接头等漏泄；机组负荷低，蒸汽流量小，处于真空状态下工作的区域扩大，漏入的空气量大大增加；凝汽器铜管腐蚀或破裂漏泄，胀口漏泄循环水漏入热水井，不仅影响水质，而且影响凝结水溶解氧量，虽然溶解氧量很高，但循环水的漏量是很小的，且漏泄的几率很小；各种疏水回收带入的氧，如疏水扩容器疏水，汽封加热器疏水，高、低压加热器疏水等，疏水中夹带着空气和溶解氧，对于闭式不接触大气的疏水，溶解的氧相对较少，而对于接触大气的疏水受温度的影响较大，温度低溶解的氧较多，温度高溶解的氧较少。
2.4 凝汽器补水量的原因
凝汽器补水未经过除氧的除盐水。凝汽器补水均从凝汽器喉部喷入凝汽器，除盐水量越大，带入凝汽器内的氧量就越多，若凝汽器自身除氧效果越好，凝汽器补水喷入的雾化效果就越好，凝汽器补水量大小对凝结水溶解氧影响越小。。凝汽器存在着过冷现象，同时检验自身除氧能力也较弱。
2.5 真空的原因
真空系统泄漏部位在凝汽器下部，由于流动方向不同和汽阻增大，使空气不宜抽出而直接溶于凝结水中，从而使凝结水溶解氧增大。另一方面，由于开、停机过程中，调整管道各疏水，可能引进阀门盘根松动造成泄漏；其次与凝汽器连接的有疏水扩容器疏水管道、轴封冷却器疏水、低压加热器疏水等3路疏水，其中疏水扩容器疏水在开机热态暖管疏水时，存在着较大的热应力，容易造成疏水扩容器焊口裂开，空气漏入凝汽器，使凝结水溶解氧增大；轴封冷却器疏水经水封筒进入热水井，若水封筒泄漏可能造成空气泄漏；低压加热器疏水管道各连接部分泄漏，易造成空气漏入凝汽器，使凝结水溶解氧增大。
2.6 凝结水泵的浮动环密封效果不好的原因
凝结水泵的浮动环密封由于安装质量不良，浮动环和支承环端面的精加工程度不好，使得浮动环和支承环端面的接触严密性较差，空气从备用凝结水泵浮动环和支承环端面的接触面处漏入备用凝结水泵中，再从备用泵的入口抽空气门处漏入运行泵的入口，由于运行泵入口处负压大于凝汽器负压，漏入的空气便随凝结水流入运行泵中，在运行泵中升压后溶解于凝结水，使得凝结水溶解氧增大。
2.7 热力系统疏水的回收的原因
排入凝汽器的流体大致有4种：凝汽器补水（除盐水）、汽动给水泵密封水回水、低压加热器正常疏水、轴端加热器疏水。这些回水排入凝汽器中，由于排入位置选择不当、参数不当，变工况等会造成凝结水溶解氧量超标。
3 凝结水溶解氧偏高的危害
（1）缩短设备的寿命
大型机组普遍采用了回热循环，当含氧量较高的凝结水通过回热设备及其附属的管道时，会对设备造成腐蚀。由于氧与金属可以产生电化学腐蚀，使各辅助设备的寿命受到影响，所以会降低机组运行的可靠性。凝结水含氧量偏高会增加锅炉给水的含铁量，加快锅炉受热面的结垢速度，降低锅炉效率，影响锅炉的安全运行，还会增加蒸汽的含铁量，加快汽轮机叶片的结垢速度，降低汽轮机的运行效率，影响汽轮机的安全运行。
（2）影响机组真空
凝汽设备运行时处于高度真空状态，过多的空气漏入会造成机组真空的降低，增加凝汽器内空气的聚集量，加重抽真空系统的负担，使凝汽器内的凝结气不能及时抽出，进一步增加凝汽器内空气的聚集量，结果就是使蒸汽的放热系数大幅降低，从而降低凝汽器的换热效率，提高凝汽器的运行压力，降低机组的热效率，增加了厂用电率。
（3）降低回热设备的换热效率
回热系统采用的是表面换热器，当设备的腐蚀产物附属在换热表面时，形成疏松的附着层，同时，凝结水中的溶氧偏高时，会在换热器表面形成气体薄膜，使得换热器热阻增大、机组抽汽量增加，降低回热系统循环热效率[5]。
4 减少凝结水溶解氧量采取的对策
4.1设备运行中：运行中加强对过冷却度、真空严密性、循环水量和循环水温等监视。采取的对策如下：凝汽器水位自动调节器投入运行保持水位在正常范围内，防止水位过高淹没铜管；加强调节减少汽水损失率，从而减少凝汽器的补水量；轴封压力调节器投入运行，将压力控制在规定值内，防止空气从低压轴封漏入；根据负荷对循环水量的调节，保持合适的循环倍率，冬季循环水温度低于13℃以下，可以停止一台循环水泵运行，减少循环水量；低负荷时，根据负荷和水温，利用凝汽器進、出口电动门，来控制循环水量，减少凝结水过冷却度，凝汽器端差应控制在不低于5～9℃，以及考虑循环水被用来冷却其它设备，因此调整凝结水过冷却度时应从整个循环水系统来考虑；运行中凝汽器铜管漏泄，及时停机进行堵漏；分析机组负荷变化时，凝结水溶解氧量变化的规律，如果溶解氧量增加说明微正压系统漏泄，如低压抽汽管路、轴封系统等。
4.2 检修中：机组检修中检查凝汽器内的除氧装置；消除阀门的漏泄，尤其是负压区的阀门，如：高压加热器的危急疏水门，给水管道的放水门等减少汽水损失，以减少凝汽器的补充水量；对真空系统灌水查漏，重点检查的部位，如凝汽器喉部，低压抽汽管道，低压缸法兰结合面。对凝汽器水位调节器和轴封压力调节器检修；对真空泵进行检修，保持真空泵的效率，以便及时抽出凝汽器内不凝结气体。
5 结论：降低凝结水溶解氧量的方法
5.1 必须保证给水泵、凝结水泵的密封冷却水畅通。
5.2 凝结水泵盘根采用碳纤维新材料，凝汽器补水加装雾化装置，热水井加装淋水盘等，以降低机组凝结水溶解氧。
5.3 利用各种停机机会，更改部分负压系统的多余法兰，把连接的法兰改为焊接形式，以减少漏入空气。
5.4 更改凝结水温度测点位置，使之能够真正反映凝结水真实温度，为分析凝汽器运行好坏提供依据。
[关键词]凝结水；溶解氧；超标；改进
中图分类号：TK264.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）34-0209-01
1 前言
火电厂机组凝结水溶解氧量是表征凝结水水质的重要指标之一。机组正常运行时，凝汽器在正常真空状态下，凝结水溶解氧应该是合格的，由于很多种原因，国产机组普遍存在凝结水溶解氧超标且长期不合格的问题。凝结水溶解氧大幅度超标或者长期不合格，会加速凝结水管道设备腐蚀及炉前热力系统铁垢的产生。凝结水溶解氧严重超标时，还会导致除氧器后给水溶解氧超标，影响锅炉受热面传热效率，加速锅炉管道设备腐蚀结垢乃至发生锅炉爆管等事故，严重威胁机组的安全、经济运行。
2 凝结水溶解氧原因分析
由于凝汽器内空气进入和凝结水存在过冷，使凝结水中生成溶解氧，这就是凝结水溶解氧的机理。影响凝结水溶解氧的两个因素是凝结水存在过冷度和空气的进入。
2.1 凝结水过冷度的原因
过冷度增加，凝结水溶解氧量也随之增加，因此过冷却度不仅影响低压给水系统的腐蚀，而且也影响凝汽器空气漏入量的估算及机组的经济性和安全性。原因分析如下：由于蒸汽从排汽口向下部流动时产生阻力，造成下部蒸汽压力低于上部压力，下部凝结水温度较上部低，从而产生过冷，此外蒸汽被冷却成水滴时，在凝汽器冷却水管间流动，因水滴的温度比冷却水管管壁温度高，凝结水降温从而低于其饱和温度产生过冷，以及空气漏入，空气分压力增大，蒸汽的分压力相对降低，蒸汽仍在自己的分压力下凝结，使凝结水温度低于排汽温度，产生过冷，如果抽气器不能及时抽出，增大了传热阻力，也使过冷却度增大，从而使凝汽器溶解氧量增大。
2.2 凝汽器结构的原因
国产凝汽器热水井内装有除氧装置，并有排汽管将析出的气体引入空气冷却区内，最后由抽气口抽出。但有此国产凝汽器热水井只有简易除氧装置，却没有排汽管，不能及时抽出析出的气体，造成蒸汽分压力下降，引起凝结水过冷，从而导致凝结水溶解氧超标。
2.3 空气进入的原因
水中溶解氧量取决于温度、海拔高度，补充水溶解氧是凝结水的近千倍，可见对凝结水溶解氧的影响是很大的。蒸汽夹带进的氧气数量是很小的，真空系统漏入的空气带入的氧，是凝结水溶解氧的主要来源。如：真空系统的设备因振动、塑性变形、膨胀不均等，出现裂纹、断裂等，使空气进入，以及阀门盘根和管道的接头等漏泄；机组负荷低，蒸汽流量小，处于真空状态下工作的区域扩大，漏入的空气量大大增加；凝汽器铜管腐蚀或破裂漏泄，胀口漏泄循环水漏入热水井，不仅影响水质，而且影响凝结水溶解氧量，虽然溶解氧量很高，但循环水的漏量是很小的，且漏泄的几率很小；各种疏水回收带入的氧，如疏水扩容器疏水，汽封加热器疏水，高、低压加热器疏水等，疏水中夹带着空气和溶解氧，对于闭式不接触大气的疏水，溶解的氧相对较少，而对于接触大气的疏水受温度的影响较大，温度低溶解的氧较多，温度高溶解的氧较少。
2.4 凝汽器补水量的原因
凝汽器补水未经过除氧的除盐水。凝汽器补水均从凝汽器喉部喷入凝汽器，除盐水量越大，带入凝汽器内的氧量就越多，若凝汽器自身除氧效果越好，凝汽器补水喷入的雾化效果就越好，凝汽器补水量大小对凝结水溶解氧影响越小。。凝汽器存在着过冷现象，同时检验自身除氧能力也较弱。
2.5 真空的原因
真空系统泄漏部位在凝汽器下部，由于流动方向不同和汽阻增大，使空气不宜抽出而直接溶于凝结水中，从而使凝结水溶解氧增大。另一方面，由于开、停机过程中，调整管道各疏水，可能引进阀门盘根松动造成泄漏；其次与凝汽器连接的有疏水扩容器疏水管道、轴封冷却器疏水、低压加热器疏水等3路疏水，其中疏水扩容器疏水在开机热态暖管疏水时，存在着较大的热应力，容易造成疏水扩容器焊口裂开，空气漏入凝汽器，使凝结水溶解氧增大；轴封冷却器疏水经水封筒进入热水井，若水封筒泄漏可能造成空气泄漏；低压加热器疏水管道各连接部分泄漏，易造成空气漏入凝汽器，使凝结水溶解氧增大。
2.6 凝结水泵的浮动环密封效果不好的原因
凝结水泵的浮动环密封由于安装质量不良，浮动环和支承环端面的精加工程度不好，使得浮动环和支承环端面的接触严密性较差，空气从备用凝结水泵浮动环和支承环端面的接触面处漏入备用凝结水泵中，再从备用泵的入口抽空气门处漏入运行泵的入口，由于运行泵入口处负压大于凝汽器负压，漏入的空气便随凝结水流入运行泵中，在运行泵中升压后溶解于凝结水，使得凝结水溶解氧增大。
2.7 热力系统疏水的回收的原因
排入凝汽器的流体大致有4种：凝汽器补水（除盐水）、汽动给水泵密封水回水、低压加热器正常疏水、轴端加热器疏水。这些回水排入凝汽器中，由于排入位置选择不当、参数不当，变工况等会造成凝结水溶解氧量超标。
3 凝结水溶解氧偏高的危害
（1）缩短设备的寿命
大型机组普遍采用了回热循环，当含氧量较高的凝结水通过回热设备及其附属的管道时，会对设备造成腐蚀。由于氧与金属可以产生电化学腐蚀，使各辅助设备的寿命受到影响，所以会降低机组运行的可靠性。凝结水含氧量偏高会增加锅炉给水的含铁量，加快锅炉受热面的结垢速度，降低锅炉效率，影响锅炉的安全运行，还会增加蒸汽的含铁量，加快汽轮机叶片的结垢速度，降低汽轮机的运行效率，影响汽轮机的安全运行。
（2）影响机组真空
凝汽设备运行时处于高度真空状态，过多的空气漏入会造成机组真空的降低，增加凝汽器内空气的聚集量，加重抽真空系统的负担，使凝汽器内的凝结气不能及时抽出，进一步增加凝汽器内空气的聚集量，结果就是使蒸汽的放热系数大幅降低，从而降低凝汽器的换热效率，提高凝汽器的运行压力，降低机组的热效率，增加了厂用电率。
（3）降低回热设备的换热效率
回热系统采用的是表面换热器，当设备的腐蚀产物附属在换热表面时，形成疏松的附着层，同时，凝结水中的溶氧偏高时，会在换热器表面形成气体薄膜，使得换热器热阻增大、机组抽汽量增加，降低回热系统循环热效率[5]。
4 减少凝结水溶解氧量采取的对策
4.1设备运行中：运行中加强对过冷却度、真空严密性、循环水量和循环水温等监视。采取的对策如下：凝汽器水位自动调节器投入运行保持水位在正常范围内，防止水位过高淹没铜管；加强调节减少汽水损失率，从而减少凝汽器的补水量；轴封压力调节器投入运行，将压力控制在规定值内，防止空气从低压轴封漏入；根据负荷对循环水量的调节，保持合适的循环倍率，冬季循环水温度低于13℃以下，可以停止一台循环水泵运行，减少循环水量；低负荷时，根据负荷和水温，利用凝汽器進、出口电动门，来控制循环水量，减少凝结水过冷却度，凝汽器端差应控制在不低于5～9℃，以及考虑循环水被用来冷却其它设备，因此调整凝结水过冷却度时应从整个循环水系统来考虑；运行中凝汽器铜管漏泄，及时停机进行堵漏；分析机组负荷变化时，凝结水溶解氧量变化的规律，如果溶解氧量增加说明微正压系统漏泄，如低压抽汽管路、轴封系统等。
4.2 检修中：机组检修中检查凝汽器内的除氧装置；消除阀门的漏泄，尤其是负压区的阀门，如：高压加热器的危急疏水门，给水管道的放水门等减少汽水损失，以减少凝汽器的补充水量；对真空系统灌水查漏，重点检查的部位，如凝汽器喉部，低压抽汽管道，低压缸法兰结合面。对凝汽器水位调节器和轴封压力调节器检修；对真空泵进行检修，保持真空泵的效率，以便及时抽出凝汽器内不凝结气体。
5 结论：降低凝结水溶解氧量的方法
5.1 必须保证给水泵、凝结水泵的密封冷却水畅通。
5.2 凝结水泵盘根采用碳纤维新材料，凝汽器补水加装雾化装置，热水井加装淋水盘等，以降低机组凝结水溶解氧。
5.3 利用各种停机机会，更改部分负压系统的多余法兰，把连接的法兰改为焊接形式，以减少漏入空气。
5.4 更改凝结水温度测点位置，使之能够真正反映凝结水真实温度，为分析凝汽器运行好坏提供依据。