除氧器液位计改造及除氧器水位调节

课程实验总结报告实验名称:除氧器水位控制系统实践课程名称:专业综合实践：大型火电机组热控系统设计及实现（3）1 概述1.1 除氧器工作原理除氧器的主要作用是除去锅炉给水中的氧气和其它不凝结气体，以保证给水的品质。

若水中溶解氧气，就会使与水接触的金属被腐蚀，同时在热交换器中若有气体聚积，将使传热的热阻增加，降低设备的传热效果。

因此水中溶解有任何气体都是不利的，尤其是氧气，它将直接威胁设备的安全运行。

在火电厂采用热力除氧，除氧器本身又是给水回热系统中的一个混合式加热器，同时高压加热器的疏水、化学补水及全厂各处水质合格的高压疏水、排汽等均可汇入除氧器加以利用，减少发电厂的汽水损失。

在双鸭山600MW火电机组中使用的是旋膜式除氧器（又称膜式除氧器及水膜式除氧器），这是一种新型热力除氧器，是用汽轮机抽汽将锅炉给水加热到对应除氧器工作压力下的饱和温度，除去溶解于给水的氧及其它气体，防止和降低锅炉给水管、省煤器和其它附属设备的腐蚀。

可用于定压、滑压等方式运行，并且具有运行稳定，除氧效率高，适应性能好等特点。

适用于各类电力系统锅炉、工业锅炉给水及热电厂补给水的除氧旋膜改进型除氧器是近年来研究并推广的一种全新结构除氧器。

其设计主要是将原射流式改为旋射膜式，是集旋膜及泡沸缩合为一体的高效能新型除氧器，具有除氧效率高，换热均匀，耗气量小，运行稳定，适应性能好，对水质、水温要求不苛刻等优点，而且可超出运行。

除氧器水位过高：大量水从溢水管排出，造成工质和热量损失；造成除氧器内工作压力不稳定及设备安全；水位过高可能会淹没除氧头，影响除氧效果。

除氧器水位过低：使给水泵进口压力降低，造成给水泵汽化，严重时会造成给水泵损坏危及机组安全。

因此维持除氧器水位稳定十分重要。

1.2 定压运行滑压运行除氧器的定压运行即运行中不管机组负荷多少，除氧器始终保持在额定的工作压力下运行。

定压运行时抽汽压力始终高于除氧器压力，用进汽调节阀节流调节进汽量，保持除氧器额定工作压力。

除氧器水位调节系统优化探讨摘要：为了改善除氧器水位控制品质，同时降低的厂用电率，节约成本，将两台凝结水泵中的一台改为变频控制，一台为原工频控制，既节约了成本又提高运行效率。

文章以某厂300 MW机组凝结水泵改变频控制为例，凝泵改变频后除氧器水位的控制策略。

关键词：厂用电；变频器；除氧器；调节系统1 系统概况目前变频装置在许多电厂已得到了较广泛的应用，变频调速装置可高效率、精确地调节交流电动机的转速，使得流量、压力、液位等工艺参数的控制由低效的阀门、档板的节流控制跃变为高效的转速控制，从而大量的节省能耗。

某厂300 MW机组设计有两台50%容量的定速凝结水泵，平时一台运行，另一台备用。

为了提高水泵运行效率，减少厂用电量，降低厂用电率，将两台凝结水泵中的一台由定速运行改为变速运行，加入一台变频器来实现水泵的变速运行。

这样既达到了用变频凝结水泵控制除氧器的进水量，也达到了节省改造的费用的目的。

这样一台凝泵为变速运行，另一台凝泵仍为工频运行，正常运行时变速泵运行，除氧器上水门基本全开，由水泵的转速变化来调节除氧器水位，另一台定速泵则作为备用。

这样就避免了除氧器上水门的节流损失，从而达到减少厂用电的目的。

2 除氧器水位调节2.1 控制信号的选择除氧器水位信号采用三取中标准逻辑，凝结水泵出口母管压力信号用三取中标准逻辑。

2.2 调节原理两台凝结水泵采用变频器一拖一的运行方式，即1号凝结水泵采用变频器运行，2号凝结水泵采用工频运行方式。

当凝结水泵有工频运行方式时，由除氧器水位调节阀调节除氧器水位（维持原控制逻辑不变）；当1号凝结水泵为变频运行方式时（此时2号凝泵工频未运行），除氧器水位调节阀对凝泵出口母管压力调整，利用变频装置调节1号凝结水泵转速，来控制除氧器水位。

考虑凝结水母管压力的稳定性，通过除氧器水位调节阀的节流作用调节母管压力。

当1号凝泵由变频器自动调节除氧器水位时，除氧器水位调节阀调节凝泵出口母管压力，1号凝泵变频调节手动或工频运行时，除氧器水位调节阀自动切为除氧水位控制方式。

一、除氧器的作用和工作原理简介除氧器的主要作用是除去给水中的氧气,保证给水的品质。

水中溶解的氧气，会使与水接触的金属腐蚀，温度越高腐蚀就越明显；在热交换器中若有气体聚集就会妨碍传热过程的进行，降低设备的传热效果。

因此水中溶解有任何气体都是不利的，尤其是氧气，它将直接威胁设备的安全运行。

除氧器本省又是给水回热系统中的一个混合式加热器，同时高压加热器的疏水、化学补水及全厂各处水质合格的疏水、排气等均可通入除氧器汇总并加以利用，减少发电厂的汽水损失。

当水和某种气体混合物接触时,就会有一部分气体融解到水中去。

气体的溶解度就是表示气体溶解于水中的数量，以毫克/升计值，它和气体的种类以及它在水面的分压力、和水的温度有关。

在一定的压力下，水的温度越高，气体的溶解度就越小；反之，气体的溶解度就越大。

同时气体在水面的分压力越高，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气，可达10毫克/升。

汽轮机的凝结水可能融有大量氧气，因为空气能通过处于真空状态下的设备不严密部分渗入进去。

此外，补充水中也含有氧气及二氧化碳等其他气体。

液面上气体混合物的全压力中，包括有液体蒸汽的分压力。

将水加热时，液面附近水蒸气的分压力就会增加，相应的液面附近其他气体的分压力就会降低。

当水加热到沸点时，蒸汽的分压力就会接近液面上的全压力，此时液面上其他气体的分压力几乎接近于零，于是这些气体将完全自水中清除出去。

要达到这一点，不仅要将水加热到沸点，还要使液面上没有这些气体存在，即将逸出的气体随时排走。

除氧器的工作原理即利用蒸汽对水进行加热，使水达到一定压力下的饱和温度，即沸点。

这时除氧器的空间充满着水蒸汽，而氧气的分压力逐渐降低接近为零，溶解于水的氧气将全部逸出，以保证给水含氧量合格。

在高参数的电厂，一般采用0.59兆帕的除氧器。

这样可以减少价格昂贵而运行不十分可靠的高压加热器的数目。

高参数的锅炉给水温度一般为230~250摄氏度。

660MW机组除氧器水位控制方式逻辑优化摘要：随着科学技术的不断进步与发展，发电厂中的各种设备也在不断的更新与发展。

对于660MW机组而言，其除氧器的水位控制方式至关重要。

本文以某发电厂660MW机组除氧器的三冲量控制方法和压力调节方法为例，阐述一下该水位调节模式和压力调节模式目前存在的问题，随后针对中两种模式存在的问题给出除氧器水位控制的逻辑优化，从而不断提高水位调节模式下的负荷段。

以此仅供相关人士进行交流与参考。

关键词：660MW机组除氧器；水位控制方式；逻辑优化引言：该发电厂660MW机组的除氧器水位控制方式主要包括水三冲量调节方式和压力调节模式，最常规的还是水调门节流控制。

但是随着近些年科学技术的不断发展，当除氧器上水门在全部打开的情况下，通过凝泵变频控制凝结水泵的转速能够完美控制除氧器水位，但是其承载的负荷范围太短，消耗能量较多，因此需要对这种三冲量水位控制方法进行改进，从而增加承载的负荷，降低能量损耗。

一、最初除氧器水位的控制方法和存在的问题（一）原除氧器三冲量水位控制方法该发电厂660MW机组的除氧器水位控制方法主要包括压力控制和三冲量水位控制这两种模式。

其中压力控制模式需要保证凝泵控制结水压力保持在1.8MPa 之上，之后需要利用水主调阀对除氧器水位进行控制和调节，从而改变除氧器的水位。

而对于三冲量水位控制模式而言，需要在除氧器上水主调阀在全开的状态，利用凝泵变频器来对除氧器水位进行调节[2]。

除氧器的水位控制模式见图一。

（图一）除氧器的三冲量水位控制模式（二）原除氧器三冲量水位控制方法存在的问题原除氧器水位控制方法存在的问题主要包括消耗能量多和模式转换慢。

首先对于660MW机组的耗能情况而言，当机组负荷高于450MW时，除氧器上水调节的节流损失较小，而机组负荷小于450MW时，机组在该负荷下运行的时间越长，其除氧器上水调节的节流损失越大，从而导致凝泵耗能增加。

对于模式转换慢而言，主要是针对水位调节模式和压力调节模式的转换速度较慢。

除氧器水位调节系统简介王荣鑫一、除氧器水位调节的意义：除氧器水箱用以保证锅炉有一定的给水储备量，一般要求能满足锅炉额定负荷下连续运行15—20min的给水量。

水位太低因储备量不足而危及锅炉的安全运行，还可能使给水泵入口汽化，导致给水泵不能正常工作；水位太高，可能淹没除氧头而影响除氧效果。

一般要求水位在规定值±100mm—±200mm范围内，所以除氧器设计有水位自动控制系统，并有高、低水位异常报警和连锁保护。

将给水加热到相应除氧器内压力的饱和温度，可以保证气体从水中分离出来，很好地清除氧气。

给水在除氧器中清除氧气的主要机理是加热除氧。

除氧器除了通过用汽轮机抽汽加热给水到沸腾状态以除氧外，还担负着向给水泵不断供水的任务，为了保证给水泵安全运行，即要求避免给水泵入口发生汽化或缺水事故，一定要保证除氧器下部的给水箱保持规定的水位。

除氧器水位过低，除了影响给水泵安全运行之外，甚至会威胁锅炉上水，造成停炉事故；除氧器给水箱水位过高，汽轮机汽封将上水，抽汽管将发生水击，威胁汽轮机的安全运行；因此要设计可靠的除氧器水位自动调节系统。

二、除氧器水位自动调节原理：除氧器水位自动调节系统根据热力系统设计的不同有不同的设计思路。

中小型机组有的采用单冲量单回路调节系统，通过控制化学水补给水门或者低压加热器至除氧器的调节阀来实现，也有采用三冲量控制系统。

大型机都采用全程控制系统，当给水流量从零到一定值（如10%额定负荷）时，系统单冲量水位控制系统，当给水流量大于一定值（如10%额定负荷）时，系统为三冲量水位控制系统，即水位控制器接受三个输入信号：水位信号、化学水流量、给水流量。

两种方式的切换通过逻辑切换实现，控制主凝结水到除氧器的进水阀。

大型机组的除氧器水位为全程控制系统，当给水流量小时，采用单冲量水位控制系统，当给水流量大时切换至三冲量水位控制系统。

三冲量分别为除氧器水位、给水流量、凝结水流量。

下图中为除氧器水位全程控制图。

除氧器水位调节介绍分解除氧器是一种用于去除给水中溶解氧的设备，目的是为了防止溶解氧对锅炉系统的腐蚀和腐蚀产物的形成。

除氧器水位调节是除氧器正常运行的重要参数之一，合理的调节可以保证除氧器的正常工作和系统的安全稳定运行。

本文将对除氧器水位调节进行详细介绍。

一、除氧器水位调节的原理除氧器水位调节的原理是通过调节给水和排放水的流量来实现。

通常情况下，给水流量要大于排放水流量，这样才能保证除氧器内的水位稳定在设定值范围内。

当给水流量增加时，排放水流量也要相应增加，以保持除氧器内部的水位不变。

二、除氧器水位调节的设备1.节流阀节流阀是通过改变管道的截面积来调节流量的设备。

其工作原理是将流体通过孔口进行速度变换，以达到流量的控制。

节流阀可以根据不同的工作原理分为溢流式节流阀和活塞式节流阀。

溢流式节流阀是通过调节溢流量来改变流量，而活塞式节流阀则是通过改变活塞的开合程度来控制流量。

节流阀可以用于调节给水流量或排放水流量，以达到对除氧器水位的调节。

2.调节阀调节阀是一种通过改变阀门开度来调节流量的设备。

调节阀可以根据不同的工作原理分为手动调节阀和自动调节阀。

手动调节阀需要由人工来进行开度的调整，而自动调节阀则可以根据设定的参数自动调节阀门的开度。

调节阀通常用于对给水流量进行调节，以达到对除氧器水位的调节。

3.流量控制器流量控制器是一种用来控制流体流量的设备。

流量控制器通常由流量传感器和控制器组成，可以根据设定的参数来调节阀门的开度，实现对流量的精确控制。

流量控制器可以根据需要安装在给水或排放水管道上，以实现对除氧器水位的调节。

三、除氧器水位调节的步骤1.设置除氧器的水位设定值。

根据系统的运行要求和除氧器的容量来确定水位的设定值。

2.根据给水和排放水的流量来计算出合理的流量比。

根据系统的运行情况和设备的特性，计算出合理的流量比，确定给水和排放水的流量比例。

3.根据计算出的流量比，调节节流阀和调节阀的开度，以实现给水和排放水的流量控制。

浅述除氧器水位调节优化作者：陈旱雨薛君圣李伟来源：《科学与信息化》2019年第04期摘要华润电力（六枝）有限公司的2x660MW机组锅炉采用东方锅炉（集团）股份有限公司生产的DG2010/25.31-II 12型超临界参数、“W型火焰”燃烧、垂直管圈水冷壁、变压直流锅炉，汽机采用哈尔滨汽轮机厂生产的：N660-24.2/566/566型超临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、凝汽式汽轮机。

每台机组配置两台凝泵，一用一备（现场凝泵A是变频泵，凝泵B是工频泵），正常运行时，变频泵用于调节凝泵母管出口压力，主给水调门用于控制除氧器水位。

凝泵母管出口压力和除氧器水位均采用单冲量的控制方式。

关键词单冲量；三冲量；控制方式1 除氧器水位调节系统简介1.1 系统概况和相关设备（1）汽机型式：采用哈尔滨汽轮机厂有限责任公司生产的超临界、中间一次再热、三缸四排汽、单轴、双背压、凝汽式、八级回热汽轮机。

（2）除氧器形式：卧式无头除氧器给水箱有效容量：235m3。

给水箱的贮水量是指给水箱正常水位至水箱出水管顶部之间的水容积。

（3）凝结水系统：凝结水系统为中压凝结水系统，每台机组共设置两台凝结水泵，一台运行一台备用，设一拖二变频装置。

（4）除氧器运行参数：除氧器最高工作温度： 375.5℃ VWO工况加热蒸汽温度：367.8℃VWO工况除氧器进口水温：153℃ VWO工况除氧器出口水温：181.4℃（5）凝汽器运行参数：凝汽器运行参数：THA工况 TRL工况 TMCR工况 VWO工况①平均背压（绝对）：5.18 kPa 8.79kPa 5.18kPa 5.18kPa②冷却水温度：21.9℃ 33℃ 21.9℃ 21.9℃③凝汽器热井运行水位：～–0.4m（正常）、～–0.9m（最低）（相对主厂房零米，暂定）（6）其他相关系统①给水系统：给水系统包括一台100%汽动给水泵，两机共享一台30%电动启动给水泵。

②机组运行方式：“定-滑-定”或“定-滑”运行。

除氧器液位调节原理：除氧器液位调节原理图LAA10DL901为除氧器液位主调节器，它控制两个工作调节器LAA10DL001、LAA10DL003和一个启/停调节器1LAA10DL002。

●当LCA20 AA201（LCA20 AA203）作为主调节阀时，主要作用是控制除氧器的液位，其控制偏差为3个控制偏差dL1、dF、dL2#低加的最小值：Δ1 = min(dL1 , dF, dL2级低加)式中：Δ1，为LCA20 AA201控制偏差；dL1，为LCA20 AA201主控制偏差，是液位偏差和流量前馈的和：dF，为2级凝泵过载保护限制值；dL2级低加，为2＃低加液位限制值。

●LCA20 AA203为辅助调节阀，工作在阀位控制模式，按照主调节阀LCA20AA201的阀位进行控制：当主调节阀LCA20 AA201开度大于97%时，以8%/min开辅助调节阀LCA20AA203；当主调节阀LCA20AA201开度小于30%时，以7%/min关辅助调节阀LCA20AA203；当主调节阀LCA20AA201开度在30%到67%之间时，辅助调节阀LCA20AA203保持开度不变。

●LCA20 AA202的功能是在流入除氧器的凝结水流量低时，控制除氧器的液位，其控制偏差为3个控制偏差dL2、dF、dL' 2#低加的最小值：Δ2 = min(dL2 , dF, dL' 2级低加)式中：dF，为2级凝泵过载保护限制值；dL 2级低加，为2＃低加液位限制值；另外，限制LCA20AA202开度不小于4%；dL2，为LCA20AA202主控制偏差，是除氧器的液位偏差：dL2 = k1 × (L SP− L测量值) ＋k2×G2●除氧器液位给定值：当除氧器液位处于手动/开环控制模式时，其等于除氧器液位测量值，确保无扰切换；当投入除氧器液位闭环控制模式时，由当前除氧器液位测量值以0.01m/min的速率变化到2.5m；。

收稿日期:　20060117除氧器水位控制中的调节阀自动切换逻辑冯宗杭(粤电静海发电有限公司,广东惠来　515223) 在大型机组除氧器水位控制系统中,通常主管道和旁路管道都配备有调节阀(在凝汽器热井补充水回路和主给水管路上也常采用这种方式)。

在机组起动和带低负荷阶段,通过旁路管道的调节阀(小阀)控制除氧器水位;在机组带较大负荷时,通过主管道的调节阀(大阀)控制除氧器水位。

旁路管道的最大流量一般为主管道最大流量的15%～30%。

在低负荷下使用小阀,在高负荷下使用大阀,避免了大阀在小开度下较长时间运行,减小了大阀的磨损,和节流损失,提高了机组效率。

采用大小两个调节阀控制同一流量,在手动操作情况下,不存在任何问题,但在自动控制情况下,则必须要考虑以下问题:(1)两个调节阀应可自动手动双向无扰切换;(2)在手动情况下两个调节阀开度可多种组合;(3)尽量减少系统的节流损失。

静海发电公司600MW超临界机组除氧器水位控制两个调节阀可由控制系统自动进行切换,系统原理见图1。

图1中A为可由运行人员手动操作的除氧器水位设定值,其后分别为防止设定值变化时对系统冲击过大的速率限制器,以及为了防止运行人员误操作的最大和最小设定值限制;PID1为低负荷下小阀使用的单冲量调节器,PID2为高负荷下大阀使用的单冲量调节器,PID3为高负荷下大阀使用的三冲量调节主调节器,PID4为高负荷下大阀使用的三冲量调节副调节器。

设计在低负荷下采用单冲量控制除氧器水位,在高负荷时采用三冲量控制除氧器水位,其差别仅在于把大阀和小阀所使用的调节器完全分开,使调节器跟踪方便:PID1跟踪小阀的控制指令,PID2和PID4跟踪大阀的控制指令,PID3跟踪凝结水流量和锅炉总给水流量之差。

图1　除氧器水位控制原理为了尽量减少系统的节流损失和防止机组在工况稍有变化时两个阀门来回切换,单冲量和三冲量控制的切换采用按机组负荷大小进行切换并带有滞环,即当大于25%机组额定负荷时切换到三冲量控制,小于20%机组额定负荷时切换到单冲量控制。

XX电厂除氧器水位控制简介CW B AO B AO2003-08-01 XX电厂目前已有四台600MW超临界压力机组投入运行，该厂除氧器水位控制是工厂自动控制中的一部分。

其特点是由于机组的热力系统及运行特性决定了除氧器水位控制在不同的工况下可以自动先择单冲量或三冲量控制。

现简单介绍如下，以供共同学习。

一、除氧器水位调节工艺流程。

工艺流程如图（一）所示，单台凝结水泵出力及单台汽动给水泵出力均为50%MCR。

电动给水泵通过液力偶合器变速运行，出力为30%MCR。

除氧器水箱正常水位2875mm,水容量425T。

机组在干态下（即160MW-600MW区间）滑压运行。

正常时高压加热器疏逐级自流到除氧器水箱。

#2~4低压加热器疏水逐级自流到低加疏水箱经低加疏水泵打入#3低加水侧入口，#1低加疏水直接流凝汽器扩容器。

除氧器的水位控制是通过轴封加热器出口的除氧器水位调节阀的节流从而改变进入除氧器的凝结水流量来调节的。

FT1：#4低加出口流量变送器；FT2：锅炉给水流量变送器；LS：除氧器水位开关；LT：除氧器水位变送器；I/P:电流压力转换器；SV:电磁阀；ZT:除氧器水位调节阀位置变送器.图 (一)二、除氧器水位调节控制部分除氧器水位控制简图如图（二）所示，系统采用了三冲量串控制和单冲量控制两种方式，以适应不同工况的需要。

测量元件：a)LT：除氧器水箱的运行参数相对比较低（额定：p=0.97MPa、t=176℃），所以在水位的测量部分并没有如汽泡水位测量一样有测量误差修正。

但是为了提高系统可靠性而采用了三个水位变送器取其三者平均值为除氧器的水位反信号。

b)LS：水位开关用来检知水位低1值、水位低2值、水位高1值、水位高2值、水位高3值并触发报警或启动相关保护。

c)FT1：给水流量测量信号来自锅炉协调控制中的给水流量反馈，采用的是节流孔板流量计，三个流量变送器取平均值作为给水流量，并加给水温度的修正。

d) FT2：凝给水进入除氧器的流量测点是安装在#4低加出口。