膜式熱力除氧自動控制系統(tǒng)的優(yōu)化運行-

1、一、前言隨著供熱行業(yè)的進一步發(fā)展,熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)和工業(yè)企業(yè)對鍋爐用水除去溶解氧、氮和二氧化碳等氣體的要求也越來越高,對于有蒸汽源的企業(yè)大多數(shù)采用膜式熱力除氧技術(shù),而膜式熱力除氧系統(tǒng)由于技術(shù)方面的種種原因,運行控制、除氧效果一直不理想,不僅水中的溶解氧沒有被有效地去除,由于水溫較高造成溶解氧在鍋筒和管線系統(tǒng)中出現(xiàn)原電池效應(yīng),產(chǎn)生氧腐蝕,不僅浪費了蒸汽,而且對設(shè)備設(shè)施造成了較大的破壞,不少企業(yè)該項資產(chǎn)長期閑置,造成更大量的浪費。以下闡述的是針對膜式熱力除氧技術(shù)的自動控制系統(tǒng)的優(yōu)化運行,努力提高膜式熱力除氧技術(shù)的性能,以達到除氧的目的。二、膜式熱力除氧系統(tǒng)簡介1、膜式熱力除氧原理膜式熱力除氧的原理:首

2、先根據(jù)亨利定律,氧在水中的溶解度與水所接觸的氣體中的氧的分壓力成正比,而氣體中氧的分壓力又與氣體氧的含量成正比。根據(jù)氧氣在水中的溶解度,決定于水的溫度及水面上的分壓力的大小,水溫度越高,分壓力越小,氧氣在水中的溶解度越小,在一定壓力下,將水加熱至沸點溫度,使蒸汽的分壓力幾乎等于液面上的全壓力,其他氣體的分壓力趨于零,即把溶于水中的氣體及時排出。水中的溶解氧就自然析出了,當(dāng)然還有其它的溶解氣體如氮氣、CO2等。2、膜式熱力除氧的流程熱力除氧器就是利用了這個原理。其流程如圖1所示:要除氧的水(一般為軟化水,送到除氧頭的上部,經(jīng)幾層噴淋盤成噴淋狀自然下落,蒸汽從除氧頭的下部送到除氧器內(nèi),在除氧頭中將

3、水加熱到100105,析出的氧氣從排空管排出,除氧后的水回落到除氧器,送入到鍋爐等系統(tǒng)使用。該方法除氧效果較好(含氧量小于0.1mg/L,除氧器的水膜式熱力除氧自動控制系統(tǒng)的優(yōu)化運行中油管道局廊坊基地物業(yè)總公司王宗斌廖維焦雪梅【摘要】本文介紹了熱力除氧的工作原理與流程,以及其優(yōu)缺點,具體分析了熱力除氧自動控制技術(shù)在實際運行使用中存在的主要問題,對此做出比較完善的改進,以及這一除氧技術(shù)在實際應(yīng)用中的優(yōu)勢?！娟P(guān)鍵詞】熱力除氧流程自動控制系統(tǒng)優(yōu)化運行 圖1膜式熱力除氧器流程示意圖43-溫一般應(yīng)在控制在100左右,排空管出口處始終有一縷白煙。三、膜式熱力除氧系統(tǒng)的投運我處擁有兩臺膜式熱力除氧器,額定出

4、力為40t/h、20t/h,由于某種原因一直未能投入使用,為了確定使熱力除氧器不能運行的主要因素,我處有關(guān)技術(shù)人員對1#熱力除氧器進行了試運行,當(dāng)時的詳細情況如下:1、加熱除氧水階段當(dāng)通向除氧器的蒸汽總閥打開以后,正常的情況是,先微開蒸汽總閥,對除氧器的蒸汽干線和支線進行預(yù)熱,也就是通常所說的暖管,當(dāng)管線足夠熱的時候再全部打開蒸汽總閥,然后微開加熱盤管的閥門,對除氧罐內(nèi)的水進行加熱,當(dāng)水溫升到70以上時,關(guān)閉加熱盤管的閥門,再投入蒸汽恒壓系統(tǒng)進行熱力除氧操作。但現(xiàn)場的情況卻是,蒸汽總閥打開以后,整個除氧系統(tǒng)即出現(xiàn)水擊現(xiàn)象,隨著總閥開度的逐漸加大,水擊的強度和頻次也跟著加大,當(dāng)蒸汽總閥開至1/3

5、刻度時,除氧系統(tǒng)水擊已非常強烈,甚至于除氧間的地面都在顫動,不要說除氧操作,就是正常的運行也受到了嚴(yán)重的威脅。根據(jù)以上情況,我們經(jīng)過認真細致的分析和討論后認為,水擊如此嚴(yán)重,應(yīng)與加熱盤管的蒸汽控制閥門和疏水閥有著直接的關(guān)系,因為如果閥門嚴(yán)密,疏水閥起作用的話,蒸汽干線和支線系統(tǒng)是不會有問題,而此時除氧器內(nèi)尚未接觸到蒸汽,怎么會產(chǎn)生水擊呢?我們對加熱盤管蒸汽閥和疏水閥進行了更換。在更換過程中,發(fā)現(xiàn)兩臺除氧器加熱盤管的蝶閥由于長期閑置和氧腐蝕已嚴(yán)重銹蝕,兩個閥板幾乎爛掉了一半,且兩個疏水閥也全部堵死,這就是造成水擊如此嚴(yán)重的原因。2、熱力除氧階段閥門更換以后,我們對熱力除氧系統(tǒng)進行了間斷調(diào)試,在投

6、運調(diào)試時,我們發(fā)現(xiàn),雖然水擊現(xiàn)象消除了,但除氧器內(nèi)的水溫最高只能達到96,而且用于蒸汽恒壓系統(tǒng)的僅僅是靠一臺控制閥即自力式壓力調(diào)節(jié)閥,該閥內(nèi)部是靠薄橡膠膜進行調(diào)節(jié),不僅范圍較小且可靠性差,根本起不到應(yīng)有的作用。除氧器排空管處要么蒸汽呼呼直噴,浪費很大,要么一點不冒,達不到理想的除氧效果,與正常情況下始終有縷縷白煙相比相差甚遠。經(jīng)過詳細的調(diào)查和認真的分析后認為,自力式壓力調(diào)節(jié)閥靈敏度低,且調(diào)節(jié)范圍較小,是造成蒸汽壓力不穩(wěn)定的主要原因之一,而溫度測溫點不正確和水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)與蒸汽恒壓系統(tǒng)相互干擾則是另一項主要原因。四、膜式熱力除氧系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)的改造為此我們針對蒸汽恒壓系統(tǒng)進行了如下改造并采用由專

7、人操作的方式,取得了較好的效果,主要采取以下幾項措施:1、對兩臺除氧器的蒸汽恒壓系統(tǒng)進行全面改造。將自力式壓力調(diào)節(jié)閥改為電動單元組合式自動恒壓系統(tǒng),使之達到平穩(wěn)的運行狀態(tài)。2、保證蒸汽壓力穩(wěn)定,首先要保證蒸汽源的壓力要穩(wěn)定,要求分汽缸處蒸汽壓力保持在0.35MPa0.45MPa之間,并由專人控制分汽缸處熱力除氧分路閥門的開度。 3、針對水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)和蒸汽恒壓系統(tǒng)相互干擾的問題,對主控室內(nèi)PLC(工業(yè)控制機當(dāng)中兩臺除氧器水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)的P、I、D 參數(shù)進行重新設(shè)置,使水位調(diào)節(jié)閥的開度始終在20%90%之間,而不是在0%和100%這兩個極限位置,這樣水閥的開度平穩(wěn)了,蒸汽閥的開度波動的也不大,除氧的

8、效果就更好。4、除氧器原測溫點在水位以上,其所測的溫度并非除氧水的溫度,因此將其測點封圖2熱力除氧蒸汽恒壓系統(tǒng)控制原理圖(一44 -死,在低于水位以下適當(dāng)?shù)奈恢瞄_孔,焊接新的測溫探頭插座,并安裝新的溫度探頭,這樣就很好的解決了除氧水溫度測量不準(zhǔn)的問題。5、由水處理化驗人員,在供暖運行期間注意調(diào)整兩臺除氧器的蒸汽蝶閥的開度,盡量做到使除氧器排空管處始終有一縷白煙冒出。五、膜式熱力除氧系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)的優(yōu)化運行對改造后的兩臺除氧器進行了投運。首先對蒸汽恒壓的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)進行調(diào)試,摸索設(shè)置P 、I 、D 參數(shù),經(jīng)過一段時間的探索觀察,將參數(shù)分別設(shè)置在P=86%(反作用,I=8秒,D=6秒時恒壓系統(tǒng)運

9、行效果最佳。同時在調(diào)試期也對其它參數(shù)進行了觀察記錄,并在2005年1月25日對1、2#熱力除氧器的相關(guān)參數(shù)作記錄見表1、表2,其參數(shù)變化見圖4、圖5。圖 3熱力除氧蒸汽恒壓系統(tǒng)控制原理圖(二表11#熱力除氧器參數(shù)表表22#熱力除氧器參數(shù)表參數(shù)時間壓力設(shè)定值(%壓力測量值(%水閥開度(%蒸汽閥開度(%水溫(排空管狀態(tài)蒸汽總壓(MPa8:005.45.33522101白煙0.379:005.45.64648101白煙0.3810:005.45.54849101白煙0.3811:005.44.82516101白煙0.4112:005.45.42715102白煙0.4513:005.45.048481

10、02白煙0.4514:005.45.37868101白煙0.4415:005.45.48070101白煙0.4316:005.45.82515101白煙0.4417:005.45.33020101白煙0.4518:005.44.94746101白煙0.4519:005.45.25650101白煙0.4320:005.45.44547101白煙0.42參數(shù)時間壓力設(shè)定值(%壓力測量值(%水閥開度(%蒸汽閥開度(%水溫(排空管狀態(tài)蒸汽總壓(MPa8:0014.514.86070100白煙0.379:0014.514.24562100白煙0.3810:0014.514.54765100白煙0.381

11、1:0014.513.78090100白煙0.4112:0014.513.77888100白煙0.4513:0014.514.64865100白煙0.4514:0014.513.83040100白煙0.4415:0014.514.92537100白煙0.4316:0014.515.07182100白煙0.4417:0014.515.14056100白煙0.4518:0014.514.73850100白煙0.4519:0014.513.85067100白煙0.4320:0014.514.44564100白煙0.4245- 圖41#熱力除氧器參數(shù)變化趨勢圖 由1、2#熱力除氧器的變化趨勢圖我們可以

12、看出,除氧器的蒸汽閥開度是隨著水閥的開度上下變化的,當(dāng)水閥開大時,使用蒸汽量增加,蒸汽閥開大,反之,當(dāng)水閥關(guān)小時,使用蒸汽量下降,蒸汽閥關(guān)小;而除氧器內(nèi)蒸汽壓力總是圍繞著設(shè)定值在一定范圍內(nèi)上下波動,也就是說:除氧器內(nèi)的蒸汽壓力是相對穩(wěn)定的。說明自動恒壓調(diào)節(jié)蒸汽工作狀態(tài)非常穩(wěn)定,只要滿足蒸汽總壓在0.35MPa 以上的設(shè)計壓力,自動恒壓調(diào)節(jié)蒸汽的工作是可靠的。另外,從參數(shù)表中可以看出兩臺除氧器的排空管狀態(tài)始終是一縷白煙,溫度也始終是100以上。該現(xiàn)象充分說明:一是溫度測量的準(zhǔn)確無誤,二是除氧器始終保持著良好的除氧效果。為了驗證熱力除氧器的除氧效果,我處讓專業(yè)化驗人員定期對兩臺熱力除氧器的除氧水用比色法進行了跟蹤測定,均達到國家標(biāo)準(zhǔn),除氧水的溶解氧含量始