除氧器器和凝汽器

1汽轮机2011年第四季度培训教材除氧器给水回热系统中，使给水加热到饱和温度，能去除给水中溶解气体的混合式加热器。除氧器旋膜式除氧器是喷雾填料式除氧器的替代产品，是一种最新型热力式除氧器，旋膜除氧器原理是补水经起膜管呈螺旋状按一定的角度喷出与加热蒸汽进行热交换除氧，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。电力部GB1576-2001《电站压力式除氧器安全技术监察规程》。除氧器是锅炉及供热系统关键设备之一，如除氧器除氧能力差,将对锅炉给水管道、省煤器和其它附属设备的腐蚀造成的严重损失，引起的经济损失将是除氧器造价的几十或几百倍,国家电力部因此对除氧器含氧量提出了部颁标准，即大气式除氧器给水含氧量应小于15цɡ/L，压力式除氧器给水含氧量应小于7цɡ/L。除氧定律,盖吕萨克定律在压强不变时，一定质量的气体的温度每升高1°c，其体积的增加量等于它在0°c时体积的1/273；或在压强不变时，一定质量的气体的体积跟热力学温度成正比。由法国科学家盖吕萨克在实验中发现，故名。适用于理想气体，对高温、低压下的真实气体也近似适用。亨利定律，在一定温度下，气相总压不高时，对于稀溶液，溶质在溶液中的浓度与它在气相中的分压成正；比道尔顿分压定律，在温度和体积恒定时，混合气体的总压力等于组分气体分压力之和，各组分气体的分压力等于该气体单独占有总体积时所表现的压力。除氧器结构原理除氧设备主要由除氧塔头、除氧水箱两大件以及接管和外接件组成,其主要部件除氧器(除氧塔头)是由外壳、新型旋膜器(起膜管)、淋水篦子、蓄热填料液汽网等部件组成.下面向您着重介绍除氧塔头的结构原理.1.外壳:是由筒身和冲压椭圆形封头焊制成.，中、小低压除氧器配有一对法兰联接上下部,供装配和检修时使用,高压除氧器留配有供检修的人孔.2.旋膜器组:由水室、汽室、旋膜管、凝结水接管、补充水接管和一次进汽接管组成.凝结水、化学补水、经旋膜器呈螺旋状按一定的角度喷出,形成水膜裙,并与一次加热蒸汽接管引进的加热蒸汽进行热交换,形成了一2次除氧,给水经过淋水篦子与上升的二次加热蒸汽接触被加热到接近除氧器工作压力下的饱和温度即低于饱和温度2-3℃,并进行粗除氧.一般经此旋膜段可除去给水中含氧量的90-95%左右.3.淋水篦子:是由数层交错排列的角形钢制作组成,经旋膜段粗除氧的给水在这里进行二次分配,呈均匀淋雨状落到装在其下的液汽网上.4.蓄热填料液汽网:是由相互间隔的扁钢带及一个圆筒体,内装一定高度特制的不锈钢丝网组成,给水在这里与二次蒸汽充分接触,加热到饱和温度并进行深度除氧目的,低压大气式除氧器低于10ug/L、高压除氧器低于5ug/L(部颁标准分别为15ug/L、7ug/L).5.水箱除过氧的给水汇集到除氧器下部容器即水箱内,除氧水箱内装有最新科学设计的强力换热再沸腾装置,该装置具有强力换热,迅速提升水温,更深度除氧,减小水箱振动,降低口音等优点,提高了设备的使用寿命,保证了设备运行的安全可靠性.除氧器工作原理凝结水及补充水首先进入除氧头内旋膜器组水室，在一定的水位差压下从膜管的小孔斜旋喷向内孔，形成射流，由于内孔充满了上升的加热蒸汽，水在射流运动中便将大量的加热蒸汽吸卷进来（试验证明射流运动具有卷吸作用）；在极短时间很小的行程上产生剧烈的混合加热作用，水温大幅度提高，而旋转的水沿着膜管内孔壁继续下旋，形成一层翻滚的水膜裙，（水在旋转流动时的临界雷诺数下降很多即产生紊流翻滚），此时紊流状态的水传热传质效果最理想，水温达到饱和温度。氧气即被分离出来，因氧气在内孔内无法随意扩散，只能上升的蒸汽从排汽管排向大气（老式除氧器虽加热了水，分离出了氧但氧气比重大于加热蒸汽，部分氧又被下流的水带入水箱，也是造成除氧效果差的一种原因）。经起膜段粗除氧的给水及由疏水管引进的疏水在这里混合进行二次分配，呈均匀淋雨状落到装到其下的液汽网上，再进行深度除氧后才流入水箱。水箱内的水含氧量为高压0-7цɡ/L,低压小于15цɡ/L达到部颁运行标准。因旋膜式除氧器在工作中使水始终处于紊流状态，并有足够大的换热表面积，所以传热传质效果越好，排汽量小（即用与加热的蒸汽量少,能源损失小带来的经济效益也可观）除氧效果好产生的富裕量能使除氧器超负荷运行（通常可短期超额定出力的50%）或低水温全补水下达到运行标准。除氧器的工作步骤（1）确认除氧器启动排气电动门、连续排气旁路门在开启位置。（2）当凝结水系统冲洗合格后，开启除氧器冲洗放水门，除氧器上水冲洗.（3）除氧器水质合格后，将水位降至-900mm，关闭除氧器冲洗放水门。3（4）投除氧器辅汽加热，开启辅汽至除氧器调门前后隔离门，缓慢开启辅汽至除氧器压力调节阀，控制除氧器给水温升率不大于4.26℃/min，加热过程中注意除氧器振动情况，如振动大时，应减缓加热速度（5）除氧器投加热过程中，继续用凝结水泵将除氧器上水至正常水位。（6）当除氧器水温达到100℃以后，关闭启动排气电动门，将辅汽至除氧器压力调节阀投入自动，检查除氧器温升率不大于4.26℃/min，除氧器压力逐渐上升到0.147MPa。（7）辅汽加热过程中，应控制除氧器水位，如凝汽器未建立真空，禁止开启溢流、放水至凝汽器电动阀（8）凝结水系统启动后，根据需要，除氧器水位调节投自动。（9）当四抽压力达到0.147MPa，检查除氧器压力、水位正常，开启四段抽汽至除氧器电动阀，除氧器由辅汽切至四抽供汽，辅汽至除氧器压力调节阀关闭，除氧器由定压运行变为滑压运行。（10）当四段抽汽电动阀后逆止阀已开后，应检查四段抽汽至除氧器电动阀前气动疏水阀关闭。（11）根据给水含氧量调节除氧器的连续排气电动门。除氧器的停运（1）当负荷小于20%额定负荷时，除氧器由四抽切换为辅汽加热，维持0.147MPa定压运行。（2）当机组停止运行后，根据具体情况决定是否停止除氧器上水。（3）除氧器若停运两个月以上，应采用充氮保护，切断一切汽源、水源，放尽水箱余水，关闭放水阀，全面隔离后开启充氮总门和隔离门，对除氧器充氮并维持一定压力。除氧器种类根据除氧器工作压力分为大气式除氧器、高压除氧器根据除氧器构造分为：旋膜式除氧器、填料式除氧器、淋水盘除氧器等。4凝汽器凝汽器定义：使汽轮机排汽冷却凝结成水，并在其中形成真空的热交换器。将汽轮机排汽冷凝成水的一种换热器，又称复水器。凝汽器主要用于汽轮机动力装置中，分为水冷凝汽器和空冷凝汽器两种。凝汽器除将汽轮机的排汽冷凝成水供锅炉重新使用外，还能在汽轮机排汽处建立真空和维持真空。分类按蒸汽凝结方式的不同凝汽器可分为表面式（也称间壁式）和混合式（也称接触式）两类。在表面式凝汽器中，与冷却介质隔开的蒸汽在冷却壁面上（通常为金属管子）被冷凝成液体。冷却介质可以是水或空气。水冷表面式凝汽器按冷却水的流动方式分为单流程(图1)、双流程(图2)两种。在混合式凝汽器中，蒸汽是在与冷却介质混合的情况下被冷凝成液体的。被冷凝的蒸汽既可是水蒸汽，也可是其他物质的蒸气。水冷表面式凝汽器主要由壳体、管束、热井、水室等部分组成。汽轮机的排汽通过喉部进入壳体，在冷却管束上冷凝成水并汇集于热井，由凝结水泵抽出。冷却水（又称循环水）从进口水室进入冷却管束并从出口水室排出。为保证蒸汽凝结时在凝汽器内维持高度真空和良好的传热效果，还配有抽气设备，它不断将漏入凝汽器中的空气和其他不凝结气体抽出。抽气设备主要有射水抽气器、射汽抽气器、机械真空泵和联合真空泵等。空冷表面式凝汽器空气借助风机在管束外侧横向通过或自然通风，而蒸汽在管束内流动被冷凝成水。为提高管外传热，这种凝汽器均采用外肋片管。它的背压比水冷凝器高得多。混合式凝汽器有喷雾式和平面射流式两种。在喷雾式凝汽器中，冷却水被雾化成滴状；而在平面射流式中，冷却水以膜状与汽轮机的排汽接触。一般多采用平面射流式结构，因它具有更高的真空，能把不凝结气体全部排出。技术特点凝汽器刮片清洗技术特点：1、快速：两个人同时进行清洗操作，每小时可清洗1000根凝汽器管子。清洗时，可以分甲、乙侧轮流清洗，无须停机，大大缩短凝汽器检修时间。特别适合火电厂夏季凝汽器真空不良时，半侧带负荷不停机抢修清洗（凝汽器有人孔门可免拆端盖清洗）。2、安全：特殊聚乙烯材质－安全、不损伤管路和管板胀口。特别适用于发电厂5凝汽器薄壁铜管、钛管的清洗。3、高效：一般而言，清洗弹头一次通过管道即完成清洗，对于污垢量较大的管道或首次清洗，可再重复清洗一次，对于个别被泥沙堵死，已经看不到对面灯光的管子，在放入子弹清洗前，先打一次空枪。通过一次清洗，效果明显。多次清洗，端差明显降低，极大提高机组效率。4、易检验：清洗子弹将凝汽器管路污垢彻底带出管路，清洗效果显著，检验清洗效果更是一目了然。5、成本低：清洗价格只有高压水射流清洗价格的1/2。凝汽器的设计设计汽轮机凝汽器时，应根据汽轮机排汽量、排汽面积、年或月平均水温和供水方式，对背压、冷却水倍率（指冷却水量与被冷凝蒸汽量的质量比，一般为50～120）和冷却水管内流速等进行技术经济比较，确定最佳方案。凝汽器在结构上应有合理的管束排列，以提高总的传热系数和降低汽侧阻力；合理布置空气冷却区和抽气口，防止形成空气死区；配备有效的抽气设备，以保证良好的热交换；喉部要有良好的空气动力特性，以保证排汽较均匀地进入冷却管束，不致形成汽流旋涡而浪费部分冷却面积；整个外壳要有良好的气密性和足够的刚度，以利于提高真空严密性和防止外壳变形；要使汽流良好地加热凝结水，并达到一定的除氧效果；根据管子振动计算选择合理的中间支撑板跨距，避免运行时引起管束共振而使管束遭到破坏。凝汽器腐蚀的分析及保护凝汽器的材料一般以碳钢、不锈钢和铜为主，其中碳钢材质的管板在作为凝汽器使用时，其管板与列管的焊缝经常出现腐蚀泄漏，泄漏物进入冷却水系统会造成污染环境及物料的浪费。凝汽器在制作时，管板与列管的焊接一般采用手工电弧焊，焊缝形状存在不同程度的缺陷，如凹陷、气孔、夹渣等，焊缝应力的分布也不均匀。使用时管板部分与工业冷却水接触，而工业冷却水中的杂质、盐类、气体、微生物都会构成对管板和焊缝的腐蚀。研究表明，工业水无论是淡水还是海水，都会有各种离子和溶解的氧气，其中氯离子和氧的浓度变化，对金属的腐蚀形状起重要作用。另外，金属结构的复杂程度也会影响腐蚀形态。因此，管板与列管焊缝的腐蚀以孔蚀和缝隙腐蚀为主。从外观看，管板表面会有许多腐蚀产物和积沉物，分布着大小不等泡。以海水为介质时，还会产生电偶腐蚀，双金属腐蚀也是管板腐蚀的一种常见现象。针对凝汽器防腐问题，西方国家多采用高分子复合材料的方法进行保护，其中应用最多的是美嘉华技术产品。其具有优异的粘着性能及抗温、抗化学腐蚀性能，在封闭的环境里可以安全使用而不会收缩，特别是良好的隔离双金属腐蚀和耐冲刷性能，从根本上杜绝了修复部位的腐蚀渗漏，为凝汽器提供一个长久的保护涂层。