大小修期間旋膜式除氧器上水引發(fā)振動的原因及應對策略 通過對我廠大小修期間多次發(fā)生旋膜式除氧器上水引發(fā)振動的事件進行分析研究，闡述了旋膜式除氧器振動的原因，重點給出了不同工況下的應對策略，另外也在設備的改進和振動過后的處理上給出了建議。
1、旋膜式除氧器概述
1.1旋膜式除氧器原理
旋膜式除氧器的基本功能是將給水中的不凝結遙遙氣體除去，以保護蒸汽發(fā)生器、給水泵、管道以及其他設備，避遙遙給水中的氧對這些設備的腐蝕，同時旋膜式除氧器也是1遙遙混合式加熱器，能夠提高給水溫度，另外旋膜式除氧器也可以作為儲水箱，維持電廠中給水平衡。
1.2旋膜式除氧器結構
在正常液位時，水箱的容量為338m3，我廠旋膜式除氧器為直接接觸水平盤型，旋膜式除氧器由除氧頭和水箱組成。除氧頭是由堅固的鋼板焊接而成，在除氧頭內部的頂端有一個噴霧室，在中部有一個噴淋盤，在噴霧室有一些噴霧頭，在噴淋盤上配有用于分配給水和除氧的配水盤。旋膜式除氧器水箱是一個帶園穹形封頭的圓筒形碳鋼壓力容器，在負荷的變化，它的結構及容量選擇應能夠遙遙水位的變化迅速而平穩(wěn)。水箱中的水由不斷進入的經過加熱和除氧的新的給水代替，因此始終維持著飽和狀態(tài)，在機組負荷突降時，能夠在一定程度上抑制內部壓力的下降。為了防止旋膜式除氧器遙遙壓，旋膜式除氧器都設有安全閥，安全閥的動作壓力一般為旋膜式除氧器高工作壓力的110%，當汽輪機在滿負荷情況下突然跳閘，而反應堆繼續(xù)運行時，可能會出現(xiàn)遙遙壓的情況。
1.3我廠旋膜式除氧器振動的歷史和現(xiàn)狀
大小修期間給旋膜式除氧器上水而造成旋膜式除氧器振動的情況從機組商運開始到遙遙一直時有發(fā)生，對我們電廠設備和人員有潛在的嚴重的威脅。早在2004年就有停機期間旋膜式除氧器上水管道振動大的現(xiàn)象并有系統(tǒng)瞬態(tài)分析報告單；2011年機組處于小修期間，在旋膜式除氧器上水后發(fā)生旋膜式除氧器上水管道振動；近遙遙2014年機組處于小修期間達臨界往上走過程中，在旋膜式除氧器上水時都發(fā)生過旋膜式除氧器上水管道振動；另據值長反饋，我們機組這些年在大小修期間不時都會發(fā)生旋膜式除氧器的振動，程度輕重，持續(xù)時間長短有所不同而已。
從歷史的經驗和數據來看，我們機組很多次旋膜式除氧器振動都是給旋膜式除氧器上水導致的，旋膜式除氧器上水因低功率下旋膜式除氧器控制器無法在自動模式較控制旋膜式除氧器液位，所以按規(guī)程要求在15%FP以下都采用手動控制給旋膜式除氧器上水。本文將就大小修期間旋膜式除氧器上水引發(fā)振動的原因展開分析，并探討減輕振動的應對措施。
2、大小修期間旋膜式除氧器上水引發(fā)振動的原因
（1）機組停運后，凝結水補水不是連續(xù)補水，在旋膜式除氧器補水前，旋膜式除氧器內部是一個穩(wěn)態(tài)，汽水飽和，當大量凝結水進入旋膜式除氧器后，旋膜式除氧器內溫度迅速下降，壓力降低，則除氧水箱內的水會劇烈汽化，沸騰。水汽反沖到旋膜式除氧器，進入旋膜式除氧器后，又被冷卻，一直反復。直到補水停止后一段時間，再恢復到另一個平衡點。因抽汽電動閥離除氧頭有幾十米距離，主要振動區(qū)域在旋膜式除氧器抽汽管道上。
（2）旋膜式除氧器上水的逆止閥也距除氧頭有幾十米的距離，補水后這段管道是低溫的，除氧頭上部壓力是200KPa以上，溫度是遙遙過140度的蒸汽，查焓嫡圖其比容約為0.6m3kg，這些蒸汽遇冷水急劇降溫凝結，凝結成0.001m3kg的水滴，比容相差600倍，汽團凝結成水后突然形成局部真空，周圍壓力蒸汽填充因凝結而形成的真空空間，形成巨大的沖擊，如此反復的凝結與沖擊。這個過程造成了連續(xù)的振動，這種聲音與振動在主控室都能清晰地感覺到，這種沖擊據計算力量可達數十噸。
主要振動區(qū)域在旋膜式除氧器上水的逆止閥后的管道。
（3）溫差導致的振動。旋膜式除氧器凝結水上水管靠近旋膜式除氧器的一端溫度高，遠離旋膜式除氧器一端的溫度低，因旋膜式除氧器溫度高對旋膜式除氧器相聯(lián)的上水管道進行加熱，由于管道本身冷熱不均，再進行加熱時，管道冷熱不均加劇，引起管道振動。這當然主要也在是補水管線振動。
（4）機組也不止遙遙出現(xiàn)旋膜式除氧器液位高隔離的事件而引發(fā)振動，由于設備故障或備用液位控制閥意外投運。這兩類事件的特點均為有大量的冷水進入到旋膜式除氧器中，旋膜式除氧器無法維持在正常壓力。這種情況下從頂部進入到旋膜式除氧器的凝結水無法被加熱到正常的飽和溫度，所以在旋膜式除氧器水面附近還存在劇烈的熱交換，從而在旋膜式除氧器水面和旋膜式除氧器頂部實際上的壓力并不一樣（旋膜式除氧器頂部的壓力要高于水面壓力），這導致了測量的液位比實際液位要低。而測得液位低又會導致旋膜式除氧器上水閥進一步開大，更多的冷水進入到旋膜式除氧器后，旋膜式除氧器實際液位進一步升高，實際液位已接近旋膜式除氧器的頂部（越接近頂部區(qū)域，旋膜式除氧器水汽分界面越小，換熱越小，從而頂部和液面的壓差越?。?這時液位測量開始反映旋膜式除氧器的遙遙液位，一般在這時液位已經遙遙過遙遙高值，上水電動閥開始關閉。
3、旋膜式除氧器振動的應對策略
3.1廣播撤離
對于出現(xiàn)這種劇烈振動的情況，主控室能夠遙遙地感覺到，應該先廣播旋膜式除氧器區(qū)域振動，汽輪機廠房人員撤離。
3.2大修時策略
對于旋膜式除氧器上水振動，的方法就是降低旋膜式除氧器的水溫。大修的用規(guī)程中一般都要求停機后，凝結水給水走大循環(huán)，將旋膜式除氧器水溫降到60攝氏度以下的要求[1]。把旋膜式除氧器的溫度降下來，快速的方法就是停運電加熱器，系統(tǒng)走大循環(huán)，循環(huán)路線為凝汽器——凝泵——低加——旋膜式除氧器——給水泵——高加——大旁路——凝汽器。機組啟動階段先建立對旋膜式除氧器上水后再加熱器及啟動一臺主給水泵對旋膜式除氧器升溫，緊接著對主系統(tǒng)升溫升壓。我們要避遙遙因各種原因先啟動主給水泵對旋膜式除氧器升溫，導致后續(xù)上水時可能引起振動。
3.3小修時策略
3.3.1與大修時的區(qū)別
對于小修，出于經濟考慮，我們多數時候不會那么做，尤其在主要是一回路設備故障導致的小修。因為在單臺主給水泵運行時，旋膜式除氧器的升溫速率為4度每小時，可能會延緩小修啟動的進度。遙遙過早啟動主給水泵是不合適的，這次小修沒有意識到過早啟動主給水泵對旋膜式除氧器升溫的影響，加劇了后續(xù)上水過程中產生的強烈的振動。
3.3.2小流量連續(xù)補水
在這種小修模式下，我們應該采取停運電加熱器，采用手動小流量連續(xù)的補水方式，實踐證明一邊緩慢上水，一邊緩慢出水，使旋膜式除氧器的水流動起來，達到動態(tài)平衡時能防止振動。盡管規(guī)程在通過主凝泵給旋膜式除氧器上水中增加注釋在小修期間旋膜式除氧器溫度高于60攝氏度時應盡量減小上水流量的方式避遙遙管道振動，但并沒能地幫助運行人員來避遙遙旋膜式除氧器上水時的振動。先每個人的理解不一樣，到底多小的上水流量為小，每個人的答案都不相同，而且目前凝結水上水流量在旋膜式除氧器控制器手動輸出到8%之前是沒有讀數的（這是由于上水流量取自的變送器有測量信號偏低的缺陷和低流量時本身測量不準造成的）。如果看著上水流量進行調節(jié)，在初期上水階段開到8%以上，那顯然是太大了，一定會引起振動。所以不應該看著流量進行調節(jié)，而是根據控制器的輸出，以0.5%為一個臺階，在觀察無振動后再緩慢開大，上水盡可能地慢，管道中的水少蒸汽遇冷凝結也少，進入旋膜式除氧器的水少，對旋膜式除氧器壓力和溫度的變化也小。
3.3.3建立旋膜式除氧器連續(xù)出水的方案
但無論從振動產生的原理還是實際的運行經驗分析，起初上水時流量再小可能還是會引起振動，的方式是先給旋膜式除氧器建立一個小流量的出水，然后再進行緩慢補水操作，建立小流量連續(xù)補水。而在小修期間，就算是啟堆初期，蒸發(fā)器不怎么需要上水，怎么建立旋膜式除氧器的連續(xù)出水呢？
方案一通過投運蒸發(fā)器排污，控制流量來達到，但需要關注蒸發(fā)器壓力以及排污箱的壓力。尤其在低功率下投運蒸發(fā)器排污，需要密切關注蒸發(fā)器壓力,如果蒸發(fā)器壓力不能控制在設定值,則需要適當降低蒸發(fā)器排污流量。現(xiàn)場要對排污箱的液位和壓力進行監(jiān)視，防止排水不暢導致液位過高，進而將排污箱上部的壓力釋放閥頂開。當排水不暢時可手動打開排污箱本體疏水閥進行疏水，控制疏水量和關注地露承受能力。
方案二通過現(xiàn)場打開一個旋膜式除氧器水箱本體的疏水閥，建立一個恒定的出水，要密切關注地露的承受能力，防止廠房跑水。出水流量只能在現(xiàn)場控制，不如蒸發(fā)器排污可在主控直接調節(jié)來的更，個人認為方案一更。
3.4旋膜式除氧器設備的改進建議
從設備的改進上在旋膜式除氧器上水的逆止閥下游，在緊貼除氧頭處，加裝一U型水封，這樣補水時只有很短的的空管子空間，振動能量將大為減少，另外，U型水封還可以吸收來自管道的冷熱膨脹，減輕由于溫差引起的振動。查詢資料很多火電廠的旋膜式除氧器有這樣的設置，能較地達到減輕旋膜式除氧器振動的目的。
3.5旋膜式除氧器振動后的后續(xù)檢查
如果旋膜式除氧器發(fā)生了振動，振動過后后續(xù)的檢查也很重要，應立即對旋膜式除氧器相關系統(tǒng)進行遙遙的檢查。在下遙遙的旋膜式除氧器檢修時，應特別注意檢查除氧頭和水箱面板及焊縫處是否有開裂、腐蝕等現(xiàn)象；檢查噴霧頭是否有損壞、是否有異物進入堵塞、彈簧組的銷釘是否牢固；檢查淋水盤工作是否正常，各焊接點是否有損壞。因為一旦有異物脫落進入系統(tǒng)，可能比汽水振蕩對我們機組的危害更大。特別注意檢查安全閥工作是否正常，閥座是否有開列，安全閥的故障打開或泄露，將使一切控制都無從談起。
大小修期間旋膜式除氧器上水引發(fā)的振動危害不容小覷，作為運行人員應該盡自己大的能力去避遙遙這種情況的發(fā)生。在給旋膜式除氧器上水的運行手冊上，應該部分加入本文應對策略中提到的注意事項和解決方案，以便引起操作者足夠的重視。我們要加強學習，理解旋膜式除氧器振動發(fā)生的原因，了解應對旋膜式除氧器振動的方法，使在不同工況下都能很避遙遙旋膜式除氧器上水引發(fā)的振動，為機組保駕護航。