热力发电厂(除氧器)

给水除氧和发电厂的辅助汽水系统除氧器是特殊的混合式回热加热器，兼有除氧，汇集各项汽水流量的作用，并与给水泵的安全运行有密切关系。内容提要：（1）火电厂的工质损失及其补充；（2）锅炉连排污利用系统和化学除氧；（3）热除氧机理及其原则性热力系统；（4）除氧器的安全运行；第一节火电厂的汽水损失及补充1．汽水工质损失的类型及减少工质损失的技术措施（1）内部损失a正常性汽水工质损失暖管疏放水，加热重油、各种汽动设备用汽等b偶然性非工艺要求的汽水损失各种跑冒滴漏（2）外部损失是指热电厂对外供热设备及其管道的工质损失.减少工质损失技术措施：（1）选择合理的热力系统及汽水回收方式（2）改进工艺过程（3）提高安装检修质量2．火电厂水汽质量依据GB／T12145和行业标准SD163、SD164—85来检测表5－2锅炉给水质量标准3．给水含氧控制指标亚临界和超临界的直流锅炉，要求彻底除氧。第二节锅炉连续排污利用系统一、锅炉的汽水品质汽水指饱和蒸汽、过热蒸汽、锅炉给水和炉水锅炉炉水的水质，应保证蒸汽品质，防止积盐、腐蚀，保持受热面和非受热面洁净。PH值有严格规定。表5-3汽轮机冲转前的蒸汽质量标准二、废热及工质的回收利用1．汽包炉连续排污扩容系统的热经济性分析扩容系统一方面通过扩容回收一部分蒸汽用于除氧器热源，另外排污水还加热了从化学车间来的软化水，从而实现能量的梯级利用。通常与除氧器相连接。图5-1汽包炉单级连续排污利用系统热经济性分析：扩容压力越低，回收工质越多，排挤的低压抽汽越多，越对汽轮机组性能不利，但对于整个电厂热力系统，还是会提高其经济性的。2．汽轮机汽封系统用汽的回收和利用主汽门和调速汽门的门杆漏汽，再热式机组中压联合汽门的门杆漏汽，高。中、低压缸的前后轴封漏汽和轴封用汽等通常引至轴封冷却器SG加热给水，回收热量。目前国外大型机组采用自密封轴封系统，即靠高中压缸端轴封用汽作为低压缸端轴封供汽，不需另供轴封汽。3．火电厂工质回收和“废热”利用的原则（1）既考虑工质回收的数量多寡，还要考虑其能位贬值的高低（2）工质回收及“废热”利用的热经济性，在机组的热经济性指标上和全厂的热经济性指标上都有体现；（3）引人回热系统时，影响每千克工质做功量wi的变化，随能位高低变化而不同。（4）实际工质回收和废热利用系统，不仅要考虑热经济性，还要考虑投资、运行费用等因素。三、加热用厂用蒸汽系统满足需要前提下，尽可能用低压回热抽汽或废热，以提高电厂的热经济性。设备用汽源，疏水要回收。燃用高硫煤的电厂，为防腐蚀，利用回热抽汽来加热空气，以提高进入空气预热器的进口空气温度。提高汽轮机的内效率，但却使锅炉排烟热损失加大，降低锅炉效率。第三节化学除氧除氧必要性：（1）给水中溶氧是造成热力设备及其管道腐蚀主要原因之一；（2）换热设备中不凝结气体使传热恶化，降低机组热经济性；（3）水中溶氧会造成腐蚀穿孔引起泄漏爆管；（4）高参数蒸汽溶解物质能力强，通过汽轮机通流部分，会在叶片上沉积，不仅降低汽轮机的出力，还影响安全性；给水除氧方法有化学除氧和物理（热力）除氧两大类。化学除氧原理：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。常用的化学除氧方法：（1）亚硫酸钠Na2SO3地处理（2）联胺N2H4处理（3）加贝处理（中性水处理NWT）（4）加氧加氨联合水处理CWT（5）凝结水的化学处理凝结水精处理装置有两种连接方式：a高压系统；b中压系统第四节热除氧器及其原则性热力系统以回热抽汽来加热除去锅炉给水中溶解气体的混合式加热器，一般称为热除氧器。它是影响火电厂安全经济运行的一个重要热力辅助设备。一、热除氧的机理1．分压定律（道尔顿定律）混合气体全压力p0等于其组成各气体分压力之和，即除氧器内水面上混合气体全压力p0，应等于溶解水中各气体（N2、O2、CO2水蒸气等）分压力则pN2、pO2、pCO2、pH2O之和：p0=pN2+pO2+pCO2+。。。。＋pH2O=Σpj+pH2O（5-5）若定压加热，使PH2O=P0，则Σpj=02．亨利定律气体在水中的溶解度，与该气体在水面上的分压力成正比。即单位体积水中溶解某气体量b与水面上该气体的分压力pb成正比，其表达式为：b=Kdpb/p0mg/L（5－6）3．传热方程创造能将水迅速加热到除氧器工作压力下饱和温度的条件，传热方程为：Qd＝KhAΔtkJ/h（5－7）必须将水加热到除氧器压力下的饱和温度。4．传质方程气体离析出水面要有足够的动力(Δp),传质方程为：G=KmAΔpmg/h(5-8)若pO2为零，则水中溶氧量为零，这是热除氧的必要条件要有足够的不平衡压差Δp,这是热除氧的充分条件。二、热除氧器的构造1．对热除氧器构造的要求:（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．热除氧器的类型表5-4热除氧器的类型3．典型热除氧器结构特点(1）大气压力式、立式淋水盘除氧器图5-4大气压力式立式淋水盘式除氧头（2）喷雾、淋水盘填料式卧式高压降氧器图5－5喷雾淋水盘填料式卧式高压除氧器（3）蒸汽喷射式、卧式高压除氧器。（4）无除氧头的除氧器图5-7一体化除氧器三、除氧器原则性热力系统及其计算图5-8除氧器不同运行方式的热经济性除氧器原则性热力系统时应考虑：除氧器的运行方式、相应给水泵组的配置除氧器的系统连接1除氧器的运行方式：定压和滑压两种方式，滑压热经济性要好。定压除氧器不能满足最佳回热加热分配滑压除氧器可以接近最佳分配表5－5三种机组的回热分配三种情况中，除氧器的温升个有不同，而意大利的进口机组（滑压）接近最佳分配2给水泵组配置（小汽轮机的选择）P168拖动给水泵的工业汽轮机简称小汽轮机小汽轮机的汽源：新蒸汽、高压缸抽汽、冷再热蒸汽、热再热抽汽小汽轮机的型式有纯凝汽式、纯背压式、抽凝式、抽背式等。图5-9汽动泵的热力系统连接方式(a）凝汽式小汽机；b)背压式小汽机3除氧器的热力计算及自生沸腾的防止1）除氧器的热力计算依然遵循质量、能量守恒定律列出方程组求解。αfw＝α4＋αd3＋αf+αlv+αsg+αc42）除氧器的自生沸腾现象及其防止办法a4接近于0的情况下称为除氧器自生沸腾，无需抽汽。其现象是：抽汽逆止阀关闭，使除氧器进汽室停滞，破坏了汽水逆向流动，除氧恶化，此时排汽的工质损失、热量损失加大。防范措施：（1）辅助汽水流量引至其他合适的加热器；（2）设高加疏水冷却器，降低其焓值后再引人除氧器；（3）提高除氧器的工作压力来减少高压加热器的数目，使其疏水量、疏水比焓降低；（四）除氧器汽源的连接方式图5一11除氧器汽源的连接方式a）单独连接定压除氧器;(b）前置连接定压除氧器；(c）滑压除氧器1一切换阀；2一压力调节间；3一回转隔板四、无除氧器的热力系统采用无除氧器热力系统提出的原因：（1）蒸汽初参数的不断提高，汽轮机部分沉积物增加，主要为氧化铜，可采用无铜管的面式加热器，可减少铜腐蚀。（2）由于采用中性水处理NWT有显著防腐效果，加入气态氧使金属形成稳定氧化膜，为发展无除氧热力系统提供了条件。无除氧器热力系统是在中性水和加氧处理与混合式低压加热器的基础上发展起来的。图5-l3无除氧器原则性热力系统2．无除氧器热力系统的优点(1）无除氧器热力系统的经济性好。(2）保证系统的安全可靠性。(3）简化系统，降低投资，节约基建、运行费用。（4）节省主厂房的三材耗费。3．我国的无除氧器热力系统第五节除氧器的运行一，除氧器的安全运行汽轮机组负荷骤变时，对除氧效果、给水泵的安全运行有重大影响（1）电负荷骤降时给水泵不汽蚀的条件式给水泵不汽蚀的基本条件是泵人口的有效汽蚀余量NPSHa应大于必需的汽蚀余量NPSHrNPSHa＞NPSHr(a）给水泵的NPSHa、NPSHr关系;（b）NPSHr一吸人口压降十流道压降2骤降电负荷给水泵汽蚀的H-て图分析图5-17骤降电负荷给水泵汽蚀的H-て图3滑压除氧器防止给水泵汽蚀的技术（1）提高静压头Hd；（2）改善泵的结构，采用低转速前置泵；（3）降低下降管道的压降Δp；(4）缩短滞后时间T；（5）减缓暂态过程滑压除氧器压力Pd下降。二、除氧器运行参数监督及其启停1．溶解氧的监督2．除氧器压力监督3．水位调节水位过高，除氧头满水，汽封进水，抽汽管水击，振动。水位过低，影响锅炉上水和安全。（二）防止除氧器超压爆破（三）单元机组除氧器的全面性热力系统图5-19单元机组除氧器的全面性热力系统