除氧器系统全解

除氧器系统讲课主要内容掌握内容1、除氧流程2、运行维护调整了解内容1、除氧器作用、原理、结构2、故障现象、原因及处理§1除氧器作用、原理、结构1.给水溶解气体的原因：①在凝汽器、凝结水泵、低压加热器等处于真空状态的设备、管道配件等不严密处有漏入空气的可能；②补充水在化学处理时也会溶解一些气体；③热用户的生产返回水带入气体；④开式的水箱和疏水系统也是气体渗入给水中的主要途径。一、给水除氧的必要性2.给水溶氧带来的危害①影响运行可靠性即腐蚀热力设备及道，降低工作可靠性，缩短工作寿命。②影响运行经济性即妨碍传热，影响汽轮机出力，降低热力设备热经济性。3.给水除氧的任务除去给水中溶解的氧气和其它气体，以保证热力设备安全经济运行。除氧器是汽轮机发电机组回热系统中的一个混合式加热设备。利用汽轮机抽汽将凝结水由130°加热到对应于除氧器运行压力下的饱和温度，满负荷时175°，除去溶解于给水中的氧气及其它不凝气体。凝结水含氧要求30μg/l,除氧水7μg/l。1、化学除氧：在除氧器出口添加还原剂，经化学反应，消除残留在水中的溶解氧。常用化学除氧方法：（1）亚硫酸钠Na2SO3处理（2）联胺N2H4处理（3）中性水处理NWT（4）加氧加氨联合水处理CWTOHNOHN222422二、给水除氧方法化学除氧彻底除氧，但不能除去其它气体，可能增加可溶性盐类的含量，且药剂价格昂贵，中小型电厂不采用；在要求彻底除氧的亚临界和超临界参数电厂，在热力除氧后一般再用联胺补充除氧。物理除氧（热力除氧）：价格便宜，既能除氧又能除去其它气体，使给水中不存在任何残留物质。热力除氧法是主要的除氧方法，化学除氧只作为辅助除氧和提高给水pH值的手段。2、热除氧：在一定压力下将水加热到饱和状态，使水蒸汽的分压力几乎等于液面上的全压力，其他气体的分压力则趋于零，于是溶于水中的气体借助不平衡压差的作用就从水中全部溢出而被除去。三、热除氧器的构造1．要求：满足热除氧的传热、传质条件。（1）为满足传热要求，需有足够的汽水接触面积；（2）为满足传质要求，初期水应喷成水滴，后期要形成水膜，而且汽水应逆向流动，以保证有最大可能的Δp；（3）要有足够空间，使汽水接触时间充分；（4）应及时将离析的气体排除，以减少水面上该气体分压力；（5）贮水箱设再沸腾管，以免水箱的水温因散热降温低于除氧器压力下的饱和温度，产生返氧。2．类型：3.典型热除氧器结构特点（1）喷雾、淋水盘填料式卧式高压降氧器（2）蒸汽喷射式、卧式高压除氧器（3）无除氧头的除氧器一体化除氧器四、岱海电厂除氧器结构、流程我公司一期机组采用哈锅生产的有头喷雾式除氧器。除氧过程在除氧头中进行，未凝洁的蒸汽和由给水解析出来的氧等气体，经装在除氧头上的排汽管排出，除过氧的给水汇集到除氧头的下部水箱内。型号除氧设备的型号由压力式除氧设备的汉语拼音及主要技术特性数据(单位时间内的出力:t/h)两部份组成。YYW—2130压力式除氧设备│└───表示最大出力2130t/h（按锅炉最大连续蒸发量的105﹪时所需给水量）└─────表示卧式除氧设备的汉语拼音字母缩写。(氧·压·卧)凝结水通过进水装置进入到弹簧喷嘴中，因凝结水的压力高于除氧器汽侧压力，水汽两侧的压差作用在弹簧喷嘴喷口挡环上，将喷嘴弹簧压缩打开喷嘴，使凝结水喷出，呈现一个圆锥形雾状水膜进入喷雾除氧空间，在这个喷雾段中加热蒸汽与圆锥形雾状水膜充分接触，迅速把凝结水加热到或接近除氧器工作压力下的饱和温度，绝大部份的凝结水中的氧气和不凝结气体均在喷雾除氧段中被析出除去。此时被加热除氧的凝结水均匀喷洒在下面的淋水盘上，并和高加疏水、连排来汽等混合，形成一层水垫层，经过淋水盘再次分配经小孔呈淋雨状淋到下面的填料层上。填料层是由大约5.76×105只不锈钢环形填料堆积而成，填料层有数千平方米的表面积，当凝结水流经填料层时形成极薄的水膜，且不断的被剖细混合，延长了水流经填料层的时间，保证了凝结水和蒸汽充分接触，将给水加热到工作压力下的饱和温度，保证氧及其它不凝结气体析出条件，从而达到深度除氧。我公司二期采用无头喷雾式除氧器凝结水从盘式恒速喷嘴喷入除氧器汽空间，喷水孔的多少由弹簧控制，喷水粒度与角度不受负荷影响，小水滴撞到挡水板后进入水空间流向出水口；加热蒸汽排管沿除氧器筒体轴向均布，加热蒸汽通过排管从水下送入除氧器，加热蒸汽与水混合加热，使其达到饱和状态，同时对水流进行扰动，将水中的溶解氧及其它不凝结气体从水中带出水面，达到对凝结水进行深度除氧的目的；水在除氧器中的流程越长，则对水进行深度除氧的效果越好，为了延长给水流动时间，不凝结气体能充分析出，在水空间内有隔板。未凝结的加热蒸汽（此时为饱和蒸汽）携带不凝结气体逸出水面流向喷嘴的排汽区域（喷嘴周围排汽区域为未饱和水喷雾区），在此区域未凝结的加热蒸汽凝结为水、不凝结气体则从排气口排出。设备规范型号GB2060-GS-235设计压力MPa1.31设计温度℃370最高工作压力MPa1.147最高工作温度℃368.4总容积m3350有效容积m3235安全阀动作压力MPa1.298安全阀排汽量Kg/H114972(2只)内径mm3800总长mm31856附属部件功用1、安全门2、进水口3、排气口4、再循环接口5、四抽供汽接口6、辅汽供汽接口7、高加疏水接口8、就地水位计9、溢流口10、放水口11、出水口12、人孔13、压力测点水箱装设单室平衡容器2套，装在水箱的两侧。用它来取水箱中高、低水位信号。当水箱水位高或低于正常水位一定值时，平衡容器发出的水位信号经过压差变送器变成电信号送到自动水位调节装置，进行调节。节流孔板2件。节流孔板、法兰均安装在除氧器顶部两侧的排气管路的旁路上，用于除氧设备的排汽，当机组正常运行后，排汽经由节流孔板排出。蒸汽平衡管与逆止阀除氧器的两路汽源四抽和辅汽均引入底部，任一路均能满足除氧和加热的要求。为避免蒸汽管内返水，在每个加热蒸汽管路上均设一路蒸汽平衡管，平衡管上装有逆止阀，正常运行时供汽管内的压力大于除氧器内部压力，逆止阀关闭，蒸汽经供汽管引入水面以下；当供汽压力突降使除氧器内部压力高于供汽管道内压力时，在此压差的作用下逆止阀打开，使除氧器内部压力降至供汽管内的压力，防止因除氧器的压力过高，使水箱内的给水返入蒸汽管内。系统流程图1.定压运行定义：维持所有工况下除氧器的工作压力稳定。即可使除氧效果稳定和给水泵不汽蚀。特点：①进汽管道上设置压力调节阀；②设计工况时该级回热抽汽压力应高于除氧器运行压力约0.2～0.3MPa；③低负荷时应切换至高一级抽汽，关闭原级抽汽。§2除氧器的运行方式存在的问题：①正常运行时，节流损失使加热蒸汽的能量贬值——达不到所能加热的最高温度，高一级抽汽量增加，排挤低压抽汽，使；②低负荷切换至高一级抽汽，停用原级抽汽，等于减少了一级回热，不可逆损失增加，经济性下降。解决办法：采用前置连接。2.滑压运行定义：除氧器压力随机组负荷变化而变化。特点：①不设压力调节阀，没有节流损失；②机组热经济性高，系统简单。存在的问题：①骤升负荷时除氧效果变坏；②骤降负荷时给水泵可能汽蚀。我公司除氧器采用滑压运行方式，设有两路汽源：本机四段抽汽和辅汽。在四抽管路上只设防止汽轮机进水的截止阀和逆止门，不设调节阀，为现滑压运行。而辅汽供汽管路上设压力调节阀，用于除氧器定压运行时的压力调节。1.负荷骤升时——返氧现象，除氧效果恶化定义：即当机组负荷突然升高时，除氧器里水温的升高远远跟不上压力的突然升高，致使除氧器原来的饱和状态遭到严重破坏，已从水中离析出来的气体又会溶于水中，出现“返氧现象”。一、滑压除氧器的安全运行§3除氧器滑压运行调整带来的问题：①除氧效果显著下降，②水温升高滞后于压力，给水泵更安全。解决办法：①控制升负荷的速度在每分钟5负荷内；②缩减滑压范围；③在给水箱内加装再沸腾管或内置式加热器。2．负荷骤降时——闪蒸现象，给水泵汽蚀恶化定义：即当机组负荷突然降低时，随着除氧器压力下降，开始时水温还未下降，使得除氧器内的水重新沸腾，发生“闪蒸现象”。带来的问题：①除氧效果因水的再沸腾而变好；②给水泵入口的水温与压力不匹配，汽蚀可能性↑。3、防止给水泵汽蚀的技术措施：①提高静压头Hd②改善泵的结构，采用低转速前置泵③降低下降管道的压降Δp④减缓暂态过程滑压除氧器压力Pd下降。4、除氧器的投入凝结水系统、辅汽系统运行正常。除氧器上水至1800mm，淹没蒸汽管入口，除氧原理需要。注意上水应缓慢，系统空气排尽，防止喷嘴水击。化验除氧水箱水质，若指标超标，应打开除氧器放水，直至合格为止。开启除氧器启动排气门及运行排气门。开启辅汽供除氧器调整门，除氧器进行升温升压，注意除氧器水温变化速率不超过3℃/min，检查除氧器水位、压力、温度、振动情况正常。当水箱水温升至与炉侧相适应温度，除氧器上水至正常水位，联系化学，开启给水加药、取样一次门，溶氧低于7μg/l，给水PH在9.0～9.6时可向锅炉上水。压力升至0.149MPa维持除氧器定压运行，应在除氧过程得到控制及除氧效果满足要求的情况下，可以逐渐关闭启动排气门，以便使蒸汽损失减少到最低。此时除氧器就不进行除氧了,只不过相当于一个容器如汽包一样而已!机组启动后，本机四段抽汽压力＞0.149MPa时，切为本机抽汽供除氧器，关闭辅助蒸汽供除氧器调整门，注意辅汽联箱压力变化，此时除氧器进入滑压运行。5、除氧器的停运减负荷过程中，当四抽压力≤0.149MPa时，除氧器切为辅助蒸汽供汽，维持定压运行。开连扩排大气门，检查连扩至除氧器供汽门联关。注意随着机组负荷下降除氧器水位自动调节应正常，否则切为手动。如除氧器长期停运，根据化学要求进行有关防腐保护，充氮压力在0.029～0.049MPa。6、除氧器运行参数的监督1．溶解氧的监督≤7μg/l2．除氧器压力监督＜1.067MPa，温度与之相对应，温度变化率≯3℃。3．水位调节约2700mmDCS画面除氧器水位与就地水位计指示一致，并按时校对。除氧器水箱保证锅炉有一定的给水储存量，一般要求能满足锅炉额定负荷下连续运行15—20min的给水量。水位太低会因储水量不足而危及锅炉上水，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，甚至可能导致汽轮机汽封进水，抽气管发生水击，威胁汽轮机的安全运行。一般要求水位在规定值的±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除氧器水位调节系统根据热力系统设计的不同有不同的设计思路。二期除氧器水位控制值名称单位数值备注高Ⅲ值水位mm3300关闭四段抽汽逆止门，开启事故放水门高Ⅱ值水位3100开启水位溢流门高Ⅰ值水位3000高水位报警正常水位mm2700低Ⅰ值水位2600低水位报警低Ⅱ值水位1300给水泵跳闸1、给水溶氧不合格原因：除氧器排氧门开度过小；凝结水溶氧超标；除氧器供汽量不足，压力、水温低；除氧器内部设备损坏。§4除氧器的异常事故处理：发现给水溶氧不合格，首先应检查开启除氧器排氧门，同时进行分析处理；检查凝结水溶氧量是否合格，若超标则应检查真空系统严密性并消除系统漏空点；若因除氧器供汽量不足，压力、水温低，应适当增加进汽量，调整压力（注意防止除氧器超负荷）；若运行中无法调整解决，在停运后与检修人员配合，对除氧器内部进行检查。2、除氧器振动大现象：除氧器发生异常振动。原因：投运过程中，加热不当，未按规定进行操作；除氧器运行中进入冷水；除氧器压力下降过快，发生汽水共腾；除氧器外部管道振动引起除氧器振动；除氧器内部故障，如喷嘴脱落，引起汽水冲击，造成振动。处理：投运除氧器加热时，水位应严格控制在规定水位，并按其升温、升压曲线进行操作，辅汽供除氧器调门开度不得过大；除氧器内部温度较高而凝结水温很低时，应减慢上水速度。由锅炉上水泵上水时更应注意；除氧器压力下降过快时，投入备用汽源，以降低除氧器压降速度；检查除氧器外部管道振动原因