新型旋膜改进型除氧器

1、新型旋膜改进型除氧器第 1 章 绪论11 火力发电的现状及其发展的方向最早的火力发电是 1875 年在巴黎北火车站的火电厂实现的。随着发电机、汽轮机制 造技术的完善，输变电技术的改进，特别是电力系统的出现以及社会电气化对电能的需求， 20世纪30年代以后，火力发电进入大发展的时期。火力发电机组的容量由200MW级提高到300600MV级（50年代中期），到1973年，最大的火电机组达1300MW大机组、大电 厂使火力发电的热效率大为提高，每千瓦的建设投资和发电成本也不断降低。到80年代后期，世界最大火电厂是日本的鹿儿岛火电厂，容量为4400MW但机组过大又带来可靠性、可用率的降低，因而到 90

2、年代初，火力发电单机容量稳定在 300700MW。火力发电按其能量供应情况可分为只供电的凝汽式发电厂的和同时供应电能和热能 的热电厂。按原动机类型分为汽轮机发电厂、燃气轮机发电厂、 柴油机发电厂。按其所 用燃料分，主要有燃煤发电厂、燃油发电厂、燃气发电厂。为提高综合经济效益，火力发 电应尽量靠近燃料基地进行。在大城市和工业区则应实施热电联供。1.2 我国火力发电的现状及其发展方向改革开放初期，我国只有为数不多的 200MW火电机组。目前，300MW及以上大型火电 机组比重达到59%,600MW及以上清洁高效机组已成为新建项目的主力机型， 并逐步向世界 最先进水平的百万千瓦超超临界压力机组发展。

3、 截止 2008年 9月底，全国已有 10台百万 千瓦超超临界压力机组投运。大机组的广泛应用是我国火电的发电效率大大提高。同时，我国电力正朝着节能环保方向快速的发展。 2007 年，全国共关停小火电机组 553台，容量达 1438万千瓦，比当年关停 1 000万千瓦的目标超额了 43.8%。 2007年，全 国电力二氧化硫排放量比 2006 年减少 9.1%，为近年来全国二氧化硫年排放总量首次下降 作出了贡献。我国火电技术发展的主要方向是继续实行大电站、 大机组、高参数、环保节水的技术 路线，采用超临界、 超超临界压力机组及循环流化床技术，整体煤气化发展技术， 增大热 电联产、燃气蒸汽联合循环

4、及分布式能源系统在电源中的比例等， 以提高火力发电厂效 率、降低发电成本、减少环境污染为目标。- 3 -在国内外火电机组的回热循环的系统中，循环工质是水。因水能适应机组在热 力特性方面的要求和水在自然界存在最普遍，范围广，储存量大，价廉等众多特点 所决定。但在天然水中含有泥沙，悬浮物，油类，矿物质溶解后的盐类和各种有害 气体。为了使水能适应火电机组的要求，用化学除盐的方法，除去水中所含的矿物 质形成的各种盐类，用加热和降压的方法，除去水中的有害气体，主要是氧。氧在 给水系统和省煤器进口部分，会产生电化学反应，造成电化学腐蚀。给以上设备带 来极大的危害性。影响火电机组的安全运行。为了保证火电机组

5、的安全运行，必须 初去水中的氧，使之含量在允许范围内。如果除氧器的效果不好就会有以下的不好影响：造成设备腐蚀；锅炉受热面结 垢，换热效果恶化。管道温度升高，可能爆管。所以，除氧器的设计是极其重要的。为了更好的将所学的知识与实际生产相联系在一起，也为了加深对火电厂除氧 的重要性及其设备工作原理的认识，故选作此题目。新型旋膜改进型除氧器的传热，传质方式与已有的淋水盘式、旋膜式和雾化式 不同，主要是将射流，旋转膜和县挂式泡佛三种传热方式缩化为一体的传热、传质 方式，它具有很高的效率。新型旋射膜管具有很大的解析能力，并造成液膜没管壁 强力旋转卷吸大量蒸汽，增强换热，传质功能，将相向泡沸改为悬挂式泡沸，

6、提高 各层中蒸汽流速高时泛点（飞溅 ）并能保持汽 （气）体通道；将独立的三种传热、传质装置缩化为一体，在一个单元的部件内完成。由于它具有很高的效率和某些特殊的 功能，突破了已有除氧器的技术性能。50 年代的除氧器是大气式立式除氧器。工作压力为0.0196Mpa ，大多是配 25MW以下的机组。60年代以后，我国有50MW,125MW,200MV高压火电机组后，除氧器也由大气式向压力式立式除氧器方面转变。工作压力式0.49Mpa，工作温度小于或等于300 G大多数式定压运行。80年代后，我国火电机组向高参数大容量发展，除氧器也由历史向卧式方面转变。配300MW,600MV机组的除氧器是压力式卧式

7、除氧器。其运行方式也由原来的定压运行向滑压运行方向发展。工作压力在0.882Mpa 到1.4Mpa之间。工作温度在 343 C到371 C之间。从除氧器的发展过程可以看出随 着火电机组的发展，除氧器的发展趋势由原来的体积小，重量轻，逐步发展为大而 重。其金属重量和基础荷重也迅速增加，初投资费用也增加。第 2 章设计与计算说明书2.1 汽轮机类型和参数汽轮机设备为哈尔滨汽轮机厂有限责任公司制造， 汽轮机型号为 CZK600 16.7/538/538 ，亚临界、一次中间再热、单轴、双缸双排汽、直接空冷凝汽式汽轮机。机组型式：亚临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、直接空冷凝汽式汽轮机组；额定功率：

8、Pe=600M；主蒸汽初参数（主汽阀前）:po=16.7Mpa,t o=538C；再热蒸汽参数（进汽阀前）:冷段：p；二 4.022 MPa ,点=33%热段：卩:讣-3.62MPa ,骨= 538 C汽轮机排汽压力:pc=14KPa，排汽比焓:hc=2355.453kJ/kg。2.2锅炉类型和参数锅炉型号：HG- 1060/17.5 HM35锅炉为亚临界参数 额定蒸发量：2008 T/h过热蒸汽出口参数：Pb=17.5MPa 10=541 C再热蒸汽入口参数：pjh b =3.993 MPa , tih b =332.7 C再热蒸汽出口压力：pUtb =3.803 MPa，tutb =541

9、 C排烟温度：t烟=145C； 给水温度：tfw=280.5 C;锅炉效率：b=93.8 %锅炉过热器减温水取自省煤器出口，再热器减温水取自给水泵中间抽头。2.3回热加热系统参数1-3号高压加热器设有蒸汽冷却段和疏水冷却段，5-8号低压加热器设有疏水冷却段, 其疏水和轴封加热器疏水最终进入冷凝器（图见附录）。机组各级回热抽汽参数见表1-1表1.1600MW亚临界机组会热系统计算点汽水参数（VW6况）项目单位H1H2H3H4H5H6H7H8*SG抽汽压力pjMPa6.5854.0221.8820.9760.4630.1180.0470.019抽汽温度tjC386.9333434.6328.623

10、5.9139.588.561.2抽汽比焓hjkJ/kg3134.33050.83325.63113.12932.92754.22594.72486.82976.5539406470950861661513801抽汽管道压损Pj%33555555加热器侧压力pjMPa6.3873.9011.7880.9270.440.1120.0450.0180.098汽侧压力下饱和温度 tsC279.7248.9206.8176.6147.1102.878.7457.899.06汽侧压力下饱和水焓 hj1234.5 1430.94415.10kJ/kg981079.9883.16748.4619.826329

11、.63241.974水侧压力pwMPa20.1320.1320.130.70741.7241.7241.7241.7241.724加热器上端差6tC-1.70002.82.82.82.8加热器出口水温twj176.6C281.4248.9206.8144.310075.945535.3180加热器出口水焓hwjkJ/kg1237.71081.1890.42748.47608.56420.28319.26231.68149.383849179525773.4384733438549866加热器进口水温tWjC248.9206.8180144.310075.945535.332.19加热器进口水焓

12、h：jkJ/kg1081.1890.42773.4608.56420.28319.26231.68149.38136.31795257384733438549866加热器下端差6tC5.55.55.55.55.55.55.55.5疏水温度tdjC254.4212.3185.5165.4105.581.4460.540.8疏水比焓hdjkJ/kg1106.6908.79883.16699.3442.54341.00253.26208.9841598973406259567375312在VWOL况下各回热抽汽的压力和温度、加热器压力和疏水冷却器出口水焓、加热器 出口水焓等见上表。2.4计算中用的其

13、它数据全厂汽水损失D=0.01Db。(2)其他有关数据选择回热加热器效率 h=98%，轴封用汽量Dsg=0.01D。补充水入口水温 tma =15C,hw,ma 拓 62.8 kJ / kg 。在计算工况下机械效率hm =99%，发电机效率h = 98%。给水泵组焓升 hf 25kJ/kg，凝结水泵焓升厶hW* =2.3kJ / kg。小汽轮机用汽量 D1t = 100.86552 kg / h蒸汽流量约为1800t/h 新蒸汽、再热蒸汽计算点参数如表1-2所示。表1.2新蒸汽、再热蒸汽计算点参数表汽水参数单位汽轮机高压 缸入口再热器入口再热器出口排汽C压力pMPa16.74.0223.620

14、.014温度tC538303.5538汽焓hkJ/kg3396.4062968.4583533.85642334.3832.5数据计算2.5.1整理原始数据得总汽水焓值，如表1-2所示2.5.2全厂物质平衡汽轮机总耗气量锅炉蒸发量Db 二 D。 D1 二 D。0.01 Db 二 Db =1.0101 D。-7 -锅炉给水量D fwDfw-1.0101 D0补充水量DmaDE 七)hD fw ( hw 1-hw2)D!hw2)m - hWhD11.0101 D0(1237.73849 -1081.1179)(3134.35394 -1106.69897)0.98D107961467 D0(2)

15、由高压加热器H2计算D2_D2(h2hWz) + D1(hW1 h爲D fw ( hw 2 hw3)D2fw(hw2hw3)/ h。1汎1 -h：2)h2 - hw2Dma = D1 =0.01Db =0.010101 Do2.5.3计算汽轮机各段抽汽量D和凝汽流量Dc(1) 由高压加热器H热平衡计算DD21.O1O1D0 (1081.1179- 890.425257)/0.98 - O.O7961467D0 197.9055643050.806-908.793406D2 =0.08440354D0由物质平衡计算H2输水量Ddr2Ddr2 二 D2 二 0.16401821D0计算再热蒸汽量D

16、h由于高压缸轴封漏汽为送dh ,轴封漏汽全部引入轴封加热器，故从高压缸物质平衡sg 7可得_ Ddr2二 Do - 0.16401821D0二 0.83598179 D0(3)由高压加热器H3热平衡计算D3D3W3 - h) +Ddr2(h：3 - 人爲)-D fw ( h w3puw 4-9 -D3Dfw(hw3 - hJ4)5 - Ddr2(hW2 - hW3)h3 -hW31.0101 D0117.025257 / 0.98 -0.16401821 D0 汉(908.793406-883.16D 33325.64709-883.16D 3 二 0.0476626 D 0H3的输水量Ddr

17、3D dr - d dr 2 D 3二 0.16401821D00.0476626 D0二 0.21168081D0由除氧器H4热平衡计算D4由于计算工况再热减温水量为 0,因此除氧器出口水量(给水泵出口水量)D fw - D fw - 1.0101 D 0。第四段抽汽D包括除氧器加热用汽D4和小汽轮机用汽Dt两部分D 4_ hW5D dr 3 hw3hw5J| h=Dfw hw 4D4Dfw-D dr 3 hw3 - hw5w5.1.0101D0 748.4-608.563847/0.98-0.21168081D 883.16-608.5638473113.15086 608.563847D

18、4 =0.03433875 D 0除氧器的进水量DC4Dc4 =Dfw - D dr 3-D4=1.0101 D00.21168081D0 - 0.03433875 D0二 0.76408044D0第四段抽汽DD4 二 D4二 0.03433875 D0100.86552由低压加热器H5热平衡计算D5D5(h5 -hw5) h = Dc4(hw5 -hw6)D5Dc4 ( hw5 - hw6)/ hh5 - hw50.76408044 D 0(608.563847-420.283)/ 0.980.058946 D 02932.9166-442.5425由低压加热器H6热平衡计算D6D6(h6

19、hw6)+ D5(hw5 hw6)了Dc4(hw6 h w 7 )D6 =Dc4(hw6 - hw7)/ h - D5(hw5 h6 - hw6-hW6)0.76408044 D 0101.019562/ 0.98- 0.058946 D 0101.532942754.215- 341.00956= 0.03015796 Do由物质平衡计算H6的输水量Ddr6D dr 6D5De = 0.08910396D0D7-10 -由低压加热器H7热平衡计算7(h7 -hw7) Ddr6(hw6 -hw7) h = Dc4(hw7 - h w8 )Dc4(hw7 - hw8)/ h - Ddr6(hw6

20、 - hw7)h _ h w 70.76408044 D 087.568038/ 0.98- 0.08910396D087.7421852594.7138- 253.267375二 0.02582 D 0由物质平衡计算H7的输水量Ddr7D dr 70.11492396D(8)由低压加热器H8热平衡计算D8D8（h8 h：8）+ Ddr7（hW7 -人：8）二 Dc4（hw8 - hsg）D80.76408044 D082.305534/ 0.98 - 0.11492396D044.2842552486.801- 208.98312-0.025938 D。由物质平衡计算H8的输水量Ddr8Dd

21、r8 = Ddr7 D 0.11492396D。0.025938 D 二 0.14086196 D （9）将轴封加热器和凝汽器看成一个整体，由热井物质平衡计算DcDc _Dc4 _Dsg _Ddr8 _Dma _ D 11二 0.76408044 D - 0.01 D - 0.14086196 D - 0.010101 D - 100.86552二 0.60311748 D。- 100.86552有汽轮机吧物资平衡校核8Dc = Do 八 Dj - Dsg1二 Do - 0.38688152 D100.86552- 0.01 D。=0.60311848 D0 -100.86552D；与Dc误差

22、很小，符合工程要求。计算结果汇总于表1-3D（t/h）h（ kJ/kg）D0h0=3396.406Drh=0.83598179D0qrh =565.3984D1=0.07961467D0h仁3134.35394D2=0.08440354D 0h2=3050.806D3=0.0476626D 0h3=3325.64709D4=0.03433875D0+100.86552h4=3113.15086-12 -D5=0.058946D 0h5=2932.9166D6=0.03015796D0h6=2754.215D7=0.02582D0h7=2594.7138D8=0.025938D 0h8=2486

23、.8018Z1Dj = 0.38688152 D0 +100.86552D sg=0.01D 0hsg=2976.5D c=0.60311748D 0-100.86552hc=2334.383表1.3 D和H2.5.4汽轮机汽耗计算及功率校核(1) 计算汽机的内功率8Wi - Doho Drhqrh二 D j hj - Dchc _ Dsghsg1带入已知数据及前面计算结果(表1-3),经整理后得：3961.80443Wi =3396.406 D。472.663D。- 2567.8D。78550.825210- 29.765D。10二 1271.5024D0-78550.8252(2) 有功率

24、方程式求D0Wi3600 Pen x nmg36006560000.990.98-2434137291.28 kJ/h1271.5024D0-78550.8252103 = 2434137291.28D 01976156.8kg/h=1976.1568t/h(3) 求各级抽汽及功率校核，将Db数据带入各处汽水相对值和各级抽汽及排汽内功率，列-14 -入表1-4中表1.4各项汽水流量、抽汽及排汽内功率0 -16 -项目数量（t/h）项目I数量（t/h）汽轮机汽耗D0=D01967.1568化学水补充水D ma19.9611598368锅炉蒸发量Db=1.010D01996.11598368Dma

25、=O.O1O1O1D0给水量 Dfw=1.0101D01996.11598368再热蒸汽量Drh1652.03109898全场汽水损Dl=0.010101D019.9611598368Drh =0.83598179D0项目抽汽量（t/h）内功率Wj (kJ/h)项目抽汽量（t/h）内功率 Wi ( kJ/h)第一级抽汽量D1157.33107241228931.519608第六级抽汽量D659.596857771968533.6318第二级抽汽量D2166.7946357644224.128第七级抽汽量D751.024368669754934.684第二级抽汽量D394/p>

26、8875.255182第八级抽汽量D851.257555175605068.0482第四级抽汽量D4168.724274143188452.41403汽轮机排汽Dc1090.989191775499154.97第五级抽汽量D5116.486539119851578.841328功率校核Wi 二 Wc： j1=2414659753.49214Wi -Wj-W2434137291.28-2414659753.49214Wi2434137291.28-0.8002% ：1。2.5.52.5.5热经济指标计算（1）机组热耗Q、热耗率q、绝对电效率e。Qo = D 0 h0D rh q rh Dmahw

27、,ma _ D fw h fw565.3984+62.8103二(1976.15683396.406+1652.0310989819.9611598368-1996.115983681232.69056)-5186546.783665103 kJ / h5186546.783665103656000-7906.32 kJ / kW .h360036000.4553327906.32(2)锅炉热负荷Q和管道效率p根据锅炉蒸汽参数查得过热器出口焓hb=3396.406KJ/kgQb =DbhbDrhqrh -Dfwhfw= 1996115.983683396.406-1237.73849+1652031.09898565.3984二 5243006.4602752410 3 kJ /hQ05186546.783665Q? 一 5243006.4602752410310=0.98923-18 -(3) 全厂热经济指标全厂热效率二 b p =： 0.9380.98923cpb p e0.455332=0.4225全厂热耗率3600cpsb36000.4225=8520.71kJ / kW .h发电标准煤耗率0.1230.123=0.2911cp0.4225kg