单元_给水除氧系统.ppt

单元四 给水除氧系统,1. 给水除氧的任务 当水与空气接触时，就会有一部分空气溶解到水中去。 溶解于水中的气体主要来源有两个：一是补充水带进；二是处于真空状态下的热力设备及管道附件不严密漏进了空气。,第四单元 给水除氧系统,腐蚀热力设备和管道，降低工作的可靠性，缩短工作寿命 如水中溶解有0.03mg/l的氧，高温下给水管道和设备在短时间内就会出现导致穿孔的点状腐蚀，引起泄漏、爆管。 妨碍传热，影响汽轮机的出力，降低热力设备的热经济性 氧化物沉积形成的盐垢及蒸汽凝结时析出不凝气体使热阻增加，引起热力设备传热恶化，凝汽器真空下降，对于高参数汽机，由于参数提高使蒸汽的溶盐能力增加，叶片通道上易形成氧化物沉积，引起出力显著下降和推力增加。,第四单元 给水除氧系统,对于工作压力为5.88 mpa（60ata）及以下的锅炉给水含氧量应小于15g/l； 对于工作压力在5.98 mpa及以上的锅炉给水含氧量应小于7g/l； 对于亚临界和超临界参数的锅炉，由于没有排污，再加上蒸汽溶盐能力强，则要求给水彻底除氧。,第四单元 给水除氧系统,物理除氧：最广泛的是热力除氧。 优点：价格便宜，既能除氧又能除去其它不凝气体，没有任何残留物质。 缺点：实际上不能彻底除氧,电厂毫无例外地采用了热力除氧。 即使在超临界和亚临界机组中，热力除氧亦是主要的除氧手段。,给水除氧的方法,第四单元 给水除氧系统,化学除氧：利用一些化学试剂（联氨）与水中溶解的氧化合 生成另一种物质来除去氧 。 优点：可以彻底除氧 缺点：不能除去其它不凝气体，增加了给水中可溶性盐的含量，价格昂贵,只有在要求彻底除氧的亚临界和超临界机组以及在核电厂中，才作为一种补充的手段而被采用,给水除氧的方法,第四单元 给水除氧系统,第四单元 给水除氧系统,道尔顿分压定律： 混合气体的总压力等于各个组分压力之和。,道尔顿定律的理论意义在于提供了用加热水至沸腾时水面上气体分压力比为零的方法。,水加热时，随着水的蒸发过程不断加强，水面上的水蒸气分压会逐步增加，相应其它气体的分压力比将不断减小。当达到饱和温度时，水蒸气的分压力几乎等于水面上气体的总压力，其它气体的分压力比便会趋于零。,除氧的原理,第四单元 给水除氧系统,亨利定律：当溶于水中的 气体与从水中逸出的 气体处于动态平衡时，单位体积内溶解的气体量和水面上该气体的气体分压力成正比 。,水面上某气体的实际分压力p小于水中溶解该气体所对应的平衡压力pb，则会在不平衡压差p作用下自水中离析出来，直到平衡。反之，气体继续溶解在水中。,亨利定律的理论意义在于如能够使水面上某气体实际分压力为零，即排净该气体，在不平衡压差作用下就可以把该气体从水中完全除掉。,除氧的原理,第四单元 给水除氧系统,除氧的原理,给水中溶氧量的分析 随着温度的升高，水中氧含量降低； 随着水中压力的降低，水中含氧量降低。 给水中溶二氧化碳的分析 随着温度的升高，水中氧含量降低； 随着压力的降低，水中氧含量降低。 水中氧含量与二氧化碳含量随着温度的变化是不相同的。,第四单元 给水除氧系统,一、建立除氧的传热条件： 将水加热到除氧器工作压力下的饱和温度； 加热不足将会使得除氧恶化，如右图所示。,除氧的条件,第四单元 给水除氧系统,二、创造气体从水中离析出的传质条件有足够大的汽水接触面积和不平衡压差,除氧的条件,g-气体从水中离析出来的量； km-传质系数； a-传质面积； p-传质不平衡压差,加大汽水接触面积； 汽水逆向流动； 及时排走逸出的不凝气体,第四单元 给水除氧系统,为了确保除氧效果，在除氧过程中还必须满足以下条件： 应采取有效措施尽可能的增加凝结水与加热蒸汽的接触面积，加快加热过程； 为了将水加热到除氧压力对应的饱和温度，加热蒸汽与被除氧的水采用逆向流动，可形成最大不平衡压差，利于排出气体； 采用蒸汽在水中鼓泡，减少水的表面张力等措施改善深度除氧； 除氧器应有足够大的空间，保证凝结水和加热蒸汽之间的热交换有足够的空间，使得气体有足够的时间从水中逸出； 应及时排出凝结水中分离出来的不凝气体，防止气体在除氧器中积聚，使得空气分压力提高而影响到除氧效果，以及防止“返氧”现象； 贮水箱中设置有再沸腾管，以免水箱散热引起水温下降到饱和压力之下，产生返氧。,第四单元 给水除氧系统,气体从水中离析出来的过程基本上可分为两个阶段： 第一阶段为大量除氧阶段。此时，由于水中的气体较多，不平衡压差较大，气体以小气泡的形式克服水的粘滞力和表面张力逸出。此阶段可以除去水中约80%90%的气体； 第二阶段为深度除氧阶段。这时，水中还残留少量的气体，相应的不平衡压差很小，气体已没有足够的动力克服水的粘滞力和表面张力逸出，只有靠单个气体分子扩散作用慢慢的离析出来。这时可以用制造蒸汽在水中的鼓泡作用，使气体分子附着在气泡上从水中逸出。在除氧器设计和运行时，都要强化传热传质过程，满足除氧的基本条件，保证深度除氧效果。 除氧器按照结构的不同可以分为卧式喷雾淋水盘式除氧器、卧式喷雾式一体化高压除氧器和真空式除氧器三种形式。,第四单元 给水除氧系统,除氧器的类型和结构,第四单元 给水除氧系统,真空式除氧器的结构,是冷凝器中所设置的除氧装置； 利用汽轮机排汽加热凝结水； 对补水和凝结水均可除氧，保护低压加热器及其管道免受氧腐蚀； 作为辅助除氧装置。,第四单元 给水除氧系统,大气式除氧器,工作压力略高于大气压力； 靠压差作用使得离析出来的气体排出除氧器； 工作压力低，设备造价低，适用于中、低参数的发电厂。,第四单元 给水除氧系统,高压除氧器,高压除氧器在高参数电厂中得到了广泛应用： 可减少高加数量，增加低加数量，降低系统造价，提高运行安全性； 若设置的高加停用或者电厂故障，高压除氧器可以降低蒸汽发生器的给水温度的波动幅值； 除氧器压力提高，利于其中不凝结气体的排出； 压力升高，给水在除氧器中的焓升也增加，可以避免除氧器的自生沸腾。 高压除氧器的缺点： 设备复杂，投资增加； 给水泵的运行受到威胁。,第四单元 给水除氧系统,喷雾填料式除氧器,第四单元 给水除氧系统,淋 水 盘 式 除 氧 器,第四单元 给水除氧系统,喷雾淋水盘式除氧器,卧式除氧器的优点： 高度低，利于厂房布置，降低主厂房除氧间的高度及造价，节约电厂投资； 可布置有多个排气口，迅速排出不凝结气体，保证除氧效果； 喷嘴数量不受限制，喷嘴之间喷出的水雾不会相互干扰； 现场的安装工作量少，质量容易保证。,包括立式和卧式两种形式。,第四单元 给水除氧系统,卧式喷雾淋水盘式除氧器,第四单元 给水除氧系统,热 力 除 氧 器,型式：卧式喷雾淋水盘式除氧器,第四单元 给水除氧系统,第四单元 给水除氧系统,第四单元 给水除氧系统,第四单元 给水除氧系统,第四单元 给水除氧系统,第四单元 给水除氧系统,第四单元 给水除氧系统,第四单元 给水除氧系统,第四单元 给水除氧系统,除氧器的热力平衡,除氧器中水汽来源： 汽轮机抽汽a4 三号加热器疏水ad3 阀杆泄漏a1v 轴封泄漏asg sg排污扩容器蒸汽ac4 主凝结水量af,第四单元 给水除氧系统,除氧器的自生沸腾,自生沸腾 在没有抽汽加热的情况下，仅依靠来自其它各处汇集而来的汽水的热量已能将水加热到除氧器工作压力下的饱和温度，这种情况称为。 除氧器自生沸腾时，其抽汽管道上的逆止阀关闭，除氧器内压力不受控制的升高，除氧器的排气量增加，余汽的工质和热量损失增加，除氧器的进汽室停滞，破坏了汽水逆向流动，除氧恶化，因此要避免这种现象发生。,第四单元 给水除氧系统,除氧器的自生沸腾,防止自生沸腾采取的措施 将某些疏水引至其他合适的加热器； 大型机组在没有特殊要求时，除氧器采用滑压运行，加大给水在除氧器中的焓升，使得抽汽量增加； 设置高加疏水冷却器，降低疏水焓值； 提高除氧器工作压力，减少高加数目，使其疏水量疏水比焓降低。 将化补水引入到除氧器，增加吸热量，但是这样会降低回热系统的热经济性。,第四单元 给水除氧系统,除氧器的运行,第四单元 给水除氧系统,（一）除氧器的运行方式 1. 定压运行 定压运行是指除氧器在运行过程中其工作压力始终保持定值。 要求供除氧器的抽汽压力一般要高出除氧器工作压力0.20.3mpa，经抽汽管道上设置的压力自动调节器，保证机组负荷变化时除氧器的工作压力恒定不变。当然这势必造成蒸汽的节流损失。当机组在低负荷运行，本级抽汽不能满足定压运行需要时，还要切换较高压力的上一级抽汽，损失将更大。,第四单元 给水除氧系统,更严重的是定压运行除氧器因有切换较高压力抽汽的切换阀，增加了阀门误操作的机会，并且一旦误开高压抽汽阀，将引起除氧器的恶性事故。,第四单元 给水除氧系统,2. 滑压运行 滑压运行指除氧器的运行压力不是恒定的，而是随着机组负荷与抽汽压力的变化而变化。因此在除氧器正常汽源（汽轮机抽汽）蒸汽管道上不设压力调节器，从而避免了运行中的蒸汽节流损失。 同时，滑压运行的除氧器能很好地作为一级回热加热器使用，所以在汽轮机设计制造时，其回热抽汽点能得到合理布置，使机组的热经济得到进一步提高。,第四单元 给水除氧系统,需要说明的是，滑压运行的除氧器在启动初期、机组甩负荷和低负荷工况下使用辅助蒸汽加热时维持低压定压运行状态，此时压力的调节是通过辅助蒸汽管道上的压力调节装置实现的。,第四单元 给水除氧系统,滑压运行的缺点 滑压运行中，除氧器的工作压力随着机组负荷不断地变化，而除氧器内给水温度的变化总是滞后于其压力的变化。 当机组负荷增大时，除氧水温度的升高跟不上压力的增加，除氧水不能及时达到饱和状态，致使除氧效果恶化； 当机组负荷减小时，除氧水温度的下降滞后于压力的减小，使除氧水的温度高于除氧器压力对应下的饱和温度，这虽然使除氧效果变好，但安装于除氧器下面的给水泵容易发生汽蚀。,第四单元 给水除氧系统,工程实际中，在除氧水箱内装设再沸腾管来解决机组负荷增大时除氧效果恶化问题； 采取提高除氧器的安装高度、给水泵前设前置泵、加速给水泵入口处的换水速度等措施，保证给水泵在负荷减少时安全运行。,第四单元 给水除氧系统,（二）除氧器的运行特性 除氧器的运行特性是指除氧器抽汽量、抽汽温度、抽汽压力、进入除氧器的主凝结水温度和除氧器给水出口温度等与机组负荷之间的变化关系； 不同型号和处于不同运行方式下的除氧器具有不同的运行特性。,第四单元 给水除氧系统,除氧器的特性还应反映除氧器出水溶氧量与其进水量、进水温度、排气量等参数之间的变化关系。 除氧器的运行特性通过除氧器热力试验得出，用来指导运行事故分析，以及检验检修后的除氧器特性变化情况。,第四单元 给水除氧系统,（三）除氧器的运行维护 1. 正常运行维护和监视 在运行中应监视和控制以下项目： （1）溶氧量 汽轮机负荷增加使除氧器内压力的突然升高，或进水温度太低、进水量过大、喷嘴雾化效果不好等原因都会导致除氧水达不到饱和温度，除氧效果恶化。为防止加热不足，在加装再沸腾管的除氧器中，投入给水再沸腾蒸汽，以改善除氧效果。 溶氧量不合格，也可能是排气阀开度不够，应及时调整排气阀开度，使气体能及时排出，以减小气体在水面上的分压力，从而减小溶氧量。,第四单元 给水除氧系统,对于喷雾填料式除氧器，当溶氧量不合格时，应调整进入喷雾除氧空间的一次蒸汽和进入填料层的二次蒸汽的分配比例。 当一次蒸汽量较小时，喷雾空间的压力降低，填料层的蒸汽压力增加，可能形成蒸汽把水托起的现象，使蒸汽的自由通路减少。同时，一次加热蒸汽量不足又可能使雾化水加热不足，使初期除氧效果降低。 如果一次加热蒸汽量过大，则又会使二次加热蒸汽量减少，影响深度除氧的效果。 所以合适的一、二次蒸汽分配比例是保证喷雾填料式除氧器除氧效果的又一条件。,第四单元 给水除氧系统,（2）压力和温度 除氧器运行时，应监视除氧器内的压力和温度，要求两者相对应。即除氧水的温度达到除氧器压力下的饱和温度，否则要采取措施消除加