除氧器結(jié)構(gòu)及工作原理

1、給水中溶解氧的主要來源：給水中溶解氧的主要來源：n處于真空下工作的凝汽器、部分低壓加處于真空下工作的凝汽器、部分低壓加熱器等熱器等熱力設(shè)備及管道附件不嚴密，漏進熱力設(shè)備及管道附件不嚴密，漏進空氣。空氣。n化學補充水帶進化學補充水帶進一、給水除氧的任務和方法一、給水除氧的任務和方法給水中溶有氣體帶來的危害：給水中溶有氣體帶來的危害：n 增大傳熱熱阻，降低傳熱效果。增大傳熱熱阻，降低傳熱效果。n 腐蝕金屬設(shè)備、降低其使用壽命。腐蝕金屬設(shè)備、降低其使用壽命。給水除氧的方法：給水除氧的方法：熱力除氧和化學除氧熱力除氧和化學除氧給水除氧的任務：給水除氧的任務：除去水中的不凝結(jié)氣體，防止設(shè)備腐蝕和傳熱惡化

2、。除去水中的不凝結(jié)氣體，防止設(shè)備腐蝕和傳熱惡化。n利用某些與氧氣發(fā)生化學反應的化學藥劑如聯(lián)氨和氨，使之和利用某些與氧氣發(fā)生化學反應的化學藥劑如聯(lián)氨和氨，使之和水中的迅速發(fā)生化學反應，生成不與金屬發(fā)生腐蝕的物質(zhì)而達水中的迅速發(fā)生化學反應，生成不與金屬發(fā)生腐蝕的物質(zhì)而達到除氧的目的。到除氧的目的。(用化學藥劑除氧）用化學藥劑除氧）化學除氧：化學除氧：常用的化學除氧方法常用的化學除氧方法 ：（1 1）亞硫酸鈉）亞硫酸鈉Na2SO3Na2SO3地處理地處理 （2 2）聯(lián)胺）聯(lián)胺N2H4N2H4處理處理 （3 3）加貝處理（中性水處理）加貝處理（中性水處理NWTNWT） （4 4）加氧加氨聯(lián)合水處理）加

3、氧加氨聯(lián)合水處理CWT CWT （5 5）凝結(jié)水的化學處理）凝結(jié)水的化學處理 凝結(jié)水精處理裝置有兩種連接方式：凝結(jié)水精處理裝置有兩種連接方式： a a 高壓系統(tǒng)高壓系統(tǒng) ； b b 中壓系統(tǒng)中壓系統(tǒng) 熱力除氧原理熱力除氧原理 當水被定壓加熱時，水蒸發(fā)的蒸汽量不斷增當水被定壓加熱時，水蒸發(fā)的蒸汽量不斷增加，使液面上水蒸氣的分壓力升高，其他氣體的加，使液面上水蒸氣的分壓力升高，其他氣體的分壓力不斷降低，從水中逸出后及時排出。當水分壓力不斷降低，從水中逸出后及時排出。當水加熱至除氧器壓力下的飽和溫度時，水蒸氣的壓加熱至除氧器壓力下的飽和溫度時，水蒸氣的壓力就會接近水面上的全壓力，此時水面上其它氣力就

4、會接近水面上的全壓力，此時水面上其它氣體的分壓力將趨近于零，于是溶解在水中的氣體體的分壓力將趨近于零，于是溶解在水中的氣體將會從水中逸出而被除去。將會從水中逸出而被除去。二、熱力除氧二、熱力除氧n (1)分壓定律（道爾頓定律）分壓定律（道爾頓定律）n 混合氣體全壓力混合氣體全壓力p0等于其組成各氣體分壓力之和，等于其組成各氣體分壓力之和，即除氧器內(nèi)水面上混合氣體全壓力即除氧器內(nèi)水面上混合氣體全壓力 p0，應等于溶解水，應等于溶解水中各氣體（中各氣體（N2、O2、CO2水蒸氣等）分壓力則水蒸氣等）分壓力則pN2、pO2、pCO2、pH2O之和：之和： n p0=pN2+pO2+pCO2+。pH2

5、O =pj+pH2O （5-5）n 若定壓加熱，使若定壓加熱，使PH2O =P0，則，則 pj=01、熱除氧的機理、熱除氧的機理2亨利定律亨利定律 氣體在水中的溶解度，與該氣體在水面上的分壓力成正比。氣體在水中的溶解度，與該氣體在水面上的分壓力成正比。 即單位體積水中溶解某氣體量即單位體積水中溶解某氣體量b與水面上該氣體的分壓力與水面上該氣體的分壓力pb成正比，成正比，其表達式為：其表達式為： b=Kdpb/p0 mg/L （56）3傳熱方程傳熱方程 創(chuàng)造能將水迅速加熱到除氧器工作壓力下飽和溫度的條件，傳熱創(chuàng)造能將水迅速加熱到除氧器工作壓力下飽和溫度的條件，傳熱方程為：方程為： QdKhAt

6、kJ/h （57） 必須將水加熱到除氧器壓力下的飽和溫度。必須將水加熱到除氧器壓力下的飽和溫度。4傳質(zhì)方程傳質(zhì)方程 氣體離析出水面要有足夠的動力氣體離析出水面要有足夠的動力(p),傳質(zhì)方程為：傳質(zhì)方程為： G= KmAp mg/h (5-8) 若若pO2為零，則水中溶氧量為零，這是熱除氧的必要條件為零，則水中溶氧量為零，這是熱除氧的必要條件 要有足夠的不平衡壓差要有足夠的不平衡壓差p,這是熱除氧的充分條件。這是熱除氧的充分條件。 影響除氧器除氧效果的因素有：n （1）水須加熱至沸點：為了確保除氧器內(nèi)的水處于沸騰狀態(tài)，運行中需注意汽量和水量的調(diào)節(jié)，若進汽量不足，則水溫低于沸點，溶解氧升高，若進汽

7、量過多，汽壓過高，則會引起水擊。 n（2）送入的補給水量應盡量穩(wěn)定：補給水量應連續(xù)均勻地加入，不宜間斷送入或變化太大；此外，鍋爐運行中應盡量回收凝結(jié)水，因為回水溫度高，含氧量少。 n（3）排汽閥開度應合適：太小除氧效果不好，太大則造成熱能損失。一般運行中排汽管應有輕微的蒸汽冒出，排汽量控制在總進汽量的5%-10%。 三、無頭除氧器工作過程n1、除氧器汽源除氧器汽源：除氧器的加熱蒸汽除氧器的加熱蒸汽有兩路汽源有兩路汽源, ,分別分別為四抽和輔汽，四為四抽和輔汽，四抽引入底部主要用抽引入底部主要用于深度除氧和加熱于深度除氧和加熱給水；輔汽引入本給水；輔汽引入本體內(nèi)經(jīng)分配管后均體內(nèi)經(jīng)分配管后均勻布置

8、在汽水空間，勻布置在汽水空間，供啟動時加熱用供啟動時加熱用。加熱蒸汽排管沿除加熱蒸汽排管沿除氧器筒體軸向均布氧器筒體軸向均布. .2、無頭除氧器工作過程進水進水進汽進汽排氣管排氣管（1）初級除氧過程n在初級除氧階段，凝結(jié)水經(jīng)過高壓噴嘴形成發(fā)散的錐形水膜向下進入初級除氧區(qū)，水膜在這個區(qū)域內(nèi)與上行的過熱蒸汽充分接觸，迅速將水加熱到除氧器壓力下的飽和溫度，大部分氧氣從水中析出，在每個噴嘴的周圍設(shè)有四個排氣口，以及時排出析出的氧氣。 （2）深度除氧過程n經(jīng)過初步除氧的水落入水空間流向出水口；經(jīng)過初步除氧的水落入水空間流向出水口；加熱蒸汽通過排管從水下送入，與水混合加加熱蒸汽通過排管從水下送入，與水混合

9、加熱，同時對水流進行擾動，并將水中的溶解熱，同時對水流進行擾動，并將水中的溶解氧及其它不凝結(jié)氣體從水中帶出水面，達到氧及其它不凝結(jié)氣體從水中帶出水面，達到對凝結(jié)水進行深度除氧的目的對凝結(jié)水進行深度除氧的目的.n水在除氧器中的流程越長，則對水進行深度水在除氧器中的流程越長，則對水進行深度除氧的效果越好。除氧的效果越好。 二、臥式無頭噴霧式除氧器結(jié)構(gòu)n1、總體結(jié)構(gòu)：其主要部件由殼體、恒速噴嘴、加熱蒸汽管、擋板、蒸汽平衡管、排氧口、出水管及安全門、測量裝置、人孔等組成。各部件名稱n1、安全門 n2、進水口 n3、排氣口（每個噴嘴周圍四個） n4、再循環(huán)接口 n5、四抽供汽接口 n6、輔汽供汽接口 v

10、7、高加疏水接口 v8、就地水位計 v 9、溢流口 v10、放水口 v11、出水口 v12、人孔 v13、壓力測點1、蝶形噴嘴n蝶型stork噴嘴噴嘴的布置和作用n除氧器的兩側(cè)分別安裝有一個蝶型噴嘴，凝結(jié)水分兩路進入除氧器。噴嘴的作用在于使凝結(jié)水形成適當?shù)乃?，以獲得最佳的水滴，既增大水與蒸汽的接觸表面積，又縮短了氣體離析的路徑。n除氧器共布置有兩只進口噴頭（流量為1200t/h，由荷蘭STORK公司進口），由于噴頭弧形圓盤的調(diào)節(jié)作用，當機組負荷大時，噴頭內(nèi)外壓差增大，弧形圓盤開度亦增大，流量隨之增大。當機組負荷小時，噴頭壓差降低，弧形圓盤開度亦減少，流量隨之減少。使噴出的水膜始終保持穩(wěn)定的形

11、態(tài)，以適應機組滑壓運行。2、除氧器汽平衡管n每個加熱蒸汽管路上均設(shè)一路蒸汽平衡管，并在蒸汽平衡管上裝有逆止閥，起到平衡供汽管和除氧器壓力的作用。在正常運行時蒸汽平衡管不起作用，當供汽壓力突降時逆止閥打開，使除氧器的壓力跟跟隨汽源壓力一同變化，減小除氧器和供汽管的壓差，進而防止供汽管內(nèi)進水。 3、吹掃管n 吹掃管布置在水面上。在吹掃管中布置了許多吹掃口。作用是：n（1）吹掃蒸汽吹散聚集在水面上的氧氣層，增加水面上、下的氧氣濃度差，有利于氧氣的擴散。n（2）吹掃蒸汽吹破水面，減少了水的表面張力，便于水中的氧氣向水面擴散。n（3）吹掃后蒸汽向上流動，加熱淋水、填料層中的水膜和噴嘴噴出的霧化水，充分利

12、用了余熱。 4、再沸騰管和泡沫發(fā)生器n在除氧器底部安裝了一根沸騰母管和若干沸騰支管，在除氧器底部安裝了一根沸騰母管和若干沸騰支管，在沸騰母管和沸騰支管上又安裝了許多泡沫發(fā)生器。在沸騰母管和沸騰支管上又安裝了許多泡沫發(fā)生器。在泡沫器發(fā)生四壁有許多交錯的噴射小孔，加熱蒸氣在泡沫器發(fā)生四壁有許多交錯的噴射小孔，加熱蒸氣自噴射小孔噴出，與周圍的水混合，形成許多泡沫，自噴射小孔噴出，與周圍的水混合，形成許多泡沫，強化氣水之間傳熱和傳質(zhì)。強化氣水之間傳熱和傳質(zhì)。n沸騰管和泡沫發(fā)生器的原理與傳統(tǒng)式除氧器的再沸騰沸騰管和泡沫發(fā)生器的原理與傳統(tǒng)式除氧器的再沸騰原理相似，作用相同，但由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，新型除原理相

13、似，作用相同，但由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，新型除氧器的泡沫量大、加熱速度快，效果較好。氧器的泡沫量大、加熱速度快，效果較好。除氧器內(nèi)部結(jié)構(gòu)再沸騰管5、排空氣管噴嘴安裝口噴嘴安裝口6、防止?jié)M水措施n除氧器水位過高可能引起除氧器超壓，當除氧器水位失控甚至滿水時可能使汽輪機進水，造成惡性事故。n措施：除氧器內(nèi)設(shè)有除氧器溢流與放水口，并在順序控制中設(shè)有高水位限制。n當水位上升至較高值時，先打開放水閥放掉部分給水；在除氧器水位上升至溢流水位時，水經(jīng)溢流口排掉。在水位上升至更高值之前，通過聯(lián)鎖使凝結(jié)水泵跳閘，停止上水。n7、疏水閃蒸區(qū)、疏水閃蒸區(qū)n高加的疏水進入除氧器后，先在閃蒸區(qū)降壓高加的疏水進入除氧器后，先在

14、閃蒸區(qū)降壓蒸發(fā)，降低品質(zhì)并釋放熱量。閃蒸的作用在蒸發(fā)，降低品質(zhì)并釋放熱量。閃蒸的作用在于除去疏水中的少量氣體，利用釋放的熱量于除去疏水中的少量氣體，利用釋放的熱量加熱給水。加熱給水。n8、安全門、安全門n為防止除氧器超壓，除氧器裝有兩個安全閥，為防止除氧器超壓，除氧器裝有兩個安全閥，其動作壓力為其動作壓力為1.35Mpa，單個安全閥的通流，單個安全閥的通流量為量為61.310t/h。四、除氧器的運行n除氧器采用滑壓運行方式n設(shè)有兩路汽源：本機四段抽汽和輔汽。n在四抽管路上只設(shè)防止汽輪機進水的截止閥和逆止門，不設(shè)調(diào)節(jié)閥，為滑壓運行。n而輔汽供汽管路上設(shè)壓力調(diào)節(jié)閥，用于除氧器定壓運行時的壓力調(diào)節(jié)。

15、n正常運行時，除氧器的儲水量能維持BMCR工況運行6.3分鐘； 好處：好處：熱經(jīng)濟性好，安全性高。熱經(jīng)濟性好，安全性高。 問題：問題：運行中除氧器的工作壓力隨機組負荷不斷變運行中除氧器的工作壓力隨機組負荷不斷變化，但除氧器內(nèi)給水溫度的變化總是滯后其壓力的變化。化，但除氧器內(nèi)給水溫度的變化總是滯后其壓力的變化。機組負荷增大，除氧效果惡化；機負荷降低，易引起給機組負荷增大，除氧效果惡化；機負荷降低，易引起給水泵汽蝕。水泵汽蝕。 采取的措施：采取的措施：裝設(shè)再沸騰管；提高除氧器安裝高裝設(shè)再沸騰管；提高除氧器安裝高度；給水泵前設(shè)前置泵；加大給水泵汲水管的直徑；度；給水泵前設(shè)前置泵；加大給水泵汲水管的直

16、徑；快速投入備用汽源；適當增大除氧水箱容積?？焖偻度雮溆闷?；適當增大除氧水箱容積。n 滑壓運行滑壓運行二、除氧器主要參數(shù)1、除氧器運行參數(shù)： n汽機各工況參數(shù)詳見附件中汽機熱平衡圖，賣方應根據(jù)最終的熱平衡圖進行核算，該熱平衡圖為暫定，（VWO）工況除氧器運行參數(shù)n（T-MCR）工況除氧器運行參數(shù)： n1. 除氧器采用定-滑方式運行，在機組啟動及低負荷時除氧器定壓運行壓力： 0.147MPa(a)。n除氧器運行方式：定壓-滑壓-定壓。n2. 設(shè)備名稱：內(nèi)置式除氧器n3.型式：臥式n4.數(shù)量: 1臺/機n5.除氧器有效容積：235 m3n除氧器最大出力： 2250 t/hn6.設(shè)計壓力為： 1.

17、74 MPa(a)；最高工作壓力 1.387 MPa(a)；n 設(shè)計溫度： 400 ；最高工作溫度 391.4 n7.滑壓范圍: 0.147 MPa1.387MPa2、設(shè)備規(guī)范3、 設(shè)備性能要求n除氧器的功能n 1 除氧器用于從給水中除去溶解氧和其它不凝結(jié)的氣體，其方法是用蒸汽直接與給水混和，從而加熱給水至除氧器運行壓力所對應的飽和溫度。n 2 在除氧器入口對含氧無限制的情況下，除氧器在正常運行情況下（定壓-滑壓-定壓），出力為25%100%除氧器最大出力范圍之間時，除氧器出口含氧量5g/l。n 3 當鍋爐冷態(tài)啟動且使用其它汽源的蒸汽時，除氧器能在指定的壓力、流量下運行。且給水水溫能滿足鍋爐啟

18、動的要求。n 4 當?shù)蛪杭訜崞魍Ｓ没虿荒苷＿\行而除氧器的抽汽量增加以維持水溫時，除氧器能適應此時的給水溫度和流量要求。n 5除氧器有效容積是指除氧器正常水位至出水管頂部水位之間的貯水量。水箱有效容積不小于235m3。n 6 除氧器的最大出力不小于BMCR工況鍋爐蒸發(fā)量時所需給水量的105%。除氧器的噴頭均采用荷蘭stork公司進口的產(chǎn)品。4、除氧器的壓力調(diào)節(jié)與保護n1.正常運行時，加熱蒸汽由四段抽汽供應，除氧器采用滑壓運行，加熱蒸汽進口管道不設(shè)調(diào)節(jié)閥，為防止除氧器滿水時向汽輪機進水并由此引起汽機超速，由買方在加熱蒸汽管道上設(shè)置逆止閥和電動隔離閥。n2. 在機組啟動或甩負荷時，為保證除氧器的除

19、氧效果，以及機組在調(diào)峰運行時或機組停運期間不使除氧器的凝結(jié)水與大氣接觸，加熱蒸汽改由輔助蒸汽提供。n3.汽機跳閘，當除氧器壓力降至0.147MPa(a)時，輔助蒸汽調(diào)節(jié)閥自動開啟，輔助蒸汽投入 除氧器給水溫度應達到除氧器壓力下的飽和溫度。 當除氧器內(nèi)壓力突然升高，水溫會暫時低于對應的飽和溫度，導致給水溶氧增加。壓力升得過高時，會引起安全門動作，嚴重時會導致除氧器爆裂。除氧器壓力突然降低時，會導致給水泵入汽蝕。3、除氧器的常見故障、除氧器的常見故障1）排氣帶水）排氣帶水 一是進水量太大，在淋水盤或配水槽中引起激濺所致；一是進水量太大，在淋水盤或配水槽中引起激濺所致； n原因原因一般通過調(diào)整排氣門

20、開度，便可使排氣帶水現(xiàn)象減少或一般通過調(diào)整排氣門開度，便可使排氣帶水現(xiàn)象減少或基本消除。基本消除。二是排氣量過大，造成排氣速度過高而攜帶水滴。二是排氣量過大，造成排氣速度過高而攜帶水滴。n措施措施 自生沸騰：自生沸騰：指過量的溫度較高的汽、指過量的溫度較高的汽、水流進除氧器，其汽化產(chǎn)生的蒸汽量已滿水流進除氧器，其汽化產(chǎn)生的蒸汽量已滿足加熱蒸汽的需要，使進入除氧器的主凝足加熱蒸汽的需要，使進入除氧器的主凝結(jié)水不需要回熱抽汽加熱就能沸騰。結(jié)水不需要回熱抽汽加熱就能沸騰。 危害：危害：自生沸騰時，除氧器內(nèi)部汽與自生沸騰時，除氧器內(nèi)部汽與水的逆向流動遭到破壞，除氧器中形成蒸水的逆向流動遭到破壞，除氧器

21、中形成蒸汽層，阻礙氣體的逸出，使除氧效果惡化。汽層，阻礙氣體的逸出，使除氧效果惡化。同時除氧器內(nèi)壓力升高同時除氧器內(nèi)壓力升高, ,排汽增大排汽增大, ,工質(zhì)和工質(zhì)和熱量損失增大。熱量損失增大。2）除氧器的振動）除氧器的振動 除氧器內(nèi)發(fā)生水、汽沖擊時，就會引起除氧器內(nèi)發(fā)生水、汽沖擊時，就會引起振動。如果振動較大時，會使除氧器外部的振動。如果振動較大時，會使除氧器外部的保溫層脫落，汽水管道法蘭連接處松動，焊保溫層脫落，汽水管道法蘭連接處松動，焊縫開裂，引起汽水漏泄，嚴重時甚至把淋水縫開裂，引起汽水漏泄，嚴重時甚至把淋水盤等部件振掉，使除氧器不能運行。盤等部件振掉，使除氧器不能運行。 n危害危害 原因原因n進水溫度低及進水量波動大進水溫度低及進水量波動大，使除氧器內(nèi)蒸汽驟然凝結(jié)，使除氧器內(nèi)蒸汽驟然凝結(jié)，引起汽壓波動。引起汽壓波動。n在淋水盤式除氧器中，如果在淋水盤式除氧器中，如果淋水盤中淋水孔銹蝕堵塞淋水盤中淋水孔銹蝕堵塞，則盤內(nèi)水位將超過圍緣高度而發(fā)生溢水現(xiàn)象。溢流會使則盤內(nèi)水位將超過圍緣高度而發(fā)生溢水現(xiàn)象