除氧器结构及工作原理课件

给水中溶解氧的主要来源：给水中溶解氧的主要来源：n处于真空下工作的凝汽器、部分低压加处于真空下工作的凝汽器、部分低压加热器等热器等热力设备及管道附件不严密，漏进热力设备及管道附件不严密，漏进空气。空气。n化学补充水带进化学补充水带进一、给水除氧的任务和方法一、给水除氧的任务和方法1给水中溶有气体带来的危害：给水中溶有气体带来的危害：n 增大传热热阻，降低传热效果。增大传热热阻，降低传热效果。n 腐蚀金属设备、降低其使用寿命。腐蚀金属设备、降低其使用寿命。给水除氧的方法：给水除氧的方法：热力除氧和化学除氧热力除氧和化学除氧给水除氧的任务：给水除氧的任务：除去水中的不凝结气体，防止设备腐蚀和传热恶化。除去水中的不凝结气体，防止设备腐蚀和传热恶化。2n利用某些与氧气发生化学反应的化学药剂如联氨和氨，使之和利用某些与氧气发生化学反应的化学药剂如联氨和氨，使之和水中的迅速发生化学反应，生成不与金属发生腐蚀的物质而达水中的迅速发生化学反应，生成不与金属发生腐蚀的物质而达到除氧的目的。到除氧的目的。(用化学药剂除氧）用化学药剂除氧）化学除氧：化学除氧：常用的化学除氧方法常用的化学除氧方法：（1 1）亚硫酸钠）亚硫酸钠Na2SO3Na2SO3地处理地处理 （2 2）联胺）联胺N2H4N2H4处理处理 （3 3）加贝处理（中性水处理）加贝处理（中性水处理NWTNWT）（4 4）加氧加氨联合水处理）加氧加氨联合水处理CWT CWT（5 5）凝结水的化学处理）凝结水的化学处理 凝结水精处理装置有两种连接方式：凝结水精处理装置有两种连接方式：a a 高压系统高压系统 ；b b 中压系统中压系统 3热力除氧原理热力除氧原理 当水被定压加热时，水蒸发的蒸汽量不断增当水被定压加热时，水蒸发的蒸汽量不断增加，使液面上水蒸气的分压力升高，其他气体的加，使液面上水蒸气的分压力升高，其他气体的分压力不断降低，从水中逸出后及时排出。当水分压力不断降低，从水中逸出后及时排出。当水加热至除氧器压力下的饱和温度时，水蒸气的压加热至除氧器压力下的饱和温度时，水蒸气的压力就会接近水面上的全压力，此时水面上其它气力就会接近水面上的全压力，此时水面上其它气体的分压力将趋近于零，于是溶解在水中的气体体的分压力将趋近于零，于是溶解在水中的气体将会从水中逸出而被除去。将会从水中逸出而被除去。二、热力除氧二、热力除氧4n(1)分压定律（道尔顿定律）分压定律（道尔顿定律）n 混合气体全压力混合气体全压力p0等于其组成各气体分压力之和，即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除氧器内水面上混合气体全压力 p0，应等于溶解水中各，应等于溶解水中各气体（气体（N2、O2、CO2水蒸气等）分压力则水蒸气等）分压力则pN2、pO2、pCO2、pH2O之和：之和：n p0=pN2+pO2+pCO2+。pH2O=pj+pH2O （5-5）n 若定压加热，使若定压加热，使PH2O=P0，则，则 pj=01、热除氧的机理、热除氧的机理52亨利定律亨利定律 气体在水中的溶解度，与该气体在水面上的分压力成正比。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与水面上该气体的分压力pb成正比，成正比，其表达式为：其表达式为：b=Kdpb/p0 mg/L （56）3传热方程传热方程 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：程为：QdKhAt kJ/h （57）必须将水加热到除氧器压力下的饱和温度。必须将水加热到除氧器压力下的饱和温度。4传质方程传质方程 气体离析出水面要有足够的动力气体离析出水面要有足够的动力(p),传质方程为：传质方程为：G=KmAp mg/h (5-8)若若pO2为零，则水中溶氧量为零，这是热除氧的必要条件为零，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要有足够的不平衡压差p,这是热除氧的充分条件。这是热除氧的充分条件。6影响除氧器除氧效果的因素有：n（1）水须加热至沸点：为了确保除氧器内的水处于沸腾状态，运行中需注意汽量和水量的调节，若进汽量不足，则水温低于沸点，溶解氧升高，若进汽量过多，汽压过高，则会引起水击。n（2）送入的补给水量应尽量稳定：补给水量应连续均匀地加入，不宜间断送入或变化太大；此外，锅炉运行中应尽量回收凝结水，因为回水温度高，含氧量少。n（3）排汽阀开度应合适：太小除氧效果不好，太大则造成热能损失。一般运行中排汽管应有轻微的蒸汽冒出，排汽量控制在总进汽量的5%-10%。7三、无头除氧器工作过程n1、除氧器汽源除氧器汽源：除氧器的加热蒸汽除氧器的加热蒸汽有两路汽源有两路汽源,分别分别为四抽和辅汽，四为四抽和辅汽，四抽引入底部主要用抽引入底部主要用于深度除氧和加热于深度除氧和加热给水；辅汽引入本给水；辅汽引入本体内经分配管后均体内经分配管后均匀布置在汽水空间，匀布置在汽水空间，供启动时加热用供启动时加热用。加热蒸汽排管沿除加热蒸汽排管沿除氧器筒体轴向均布氧器筒体轴向均布.82、无头除氧器工作过程进水进水进汽进汽排气管排气管9（1）初级除氧过程n在初级除氧阶段，凝结水经过高压喷嘴形成发散的锥形水膜向下进入初级除氧区，水膜在这个区域内与上行的过热蒸汽充分接触，迅速将水加热到除氧器压力下的饱和温度，大部分氧气从水中析出，在每个喷嘴的周围设有四个排气口，以及时排出析出的氧气。10（2）深度除氧过程n经过初步除氧的水落入水空间流向出水口；加经过初步除氧的水落入水空间流向出水口；加热蒸汽通过排管从水下送入，与水混合加热，热蒸汽通过排管从水下送入，与水混合加热，同时对水流进行扰动，并将水中的溶解氧及其同时对水流进行扰动，并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进行深度除氧的目的.n水在除氧器中的流程越长，则对水进行深度除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。氧的效果越好。11二、卧式无头喷雾式除氧器结构n1、总体结构：其主要部件由壳体、恒速喷嘴、加热蒸汽管、挡板、蒸汽平衡管、排氧口、出水管及安全门、测量装置、人孔等组成。12各部件名称n1、安全门 n2、进水口 n3、排气口（每个喷嘴周围四个）n4、再循环接口 n5、四抽供汽接口 n6、辅汽供汽接口 v7、高加疏水接口 v8、就地水位计 v 9、溢流口 v10、放水口 v11、出水口 v12、人孔 v13、压力测点131、蝶形喷嘴n蝶型stork喷嘴14喷嘴的布置和作用n除氧器的两侧分别安装有一个蝶型喷嘴，凝结水分两路进入除氧器。喷嘴的作用在于使凝结水形成适当的水膜，以获得最佳的水滴，既增大水与蒸汽的接触表面积，又缩短了气体离析的路径。15n除氧器共布置有两只进口喷头（流量为1200t/h，由荷兰STORK公司进口），由于喷头弧形圆盘的调节作用，当机组负荷大时，喷头内外压差增大，弧形圆盘开度亦增大，流量随之增大。当机组负荷小时，喷头压差降低，弧形圆盘开度亦减少，流量随之减少。使喷出的水膜始终保持稳定的形态，以适应机组滑压运行。162、除氧器汽平衡管n每个加热蒸汽管路上均设一路蒸汽平衡管，并在蒸汽平衡管上装有逆止阀，起到平衡供汽管和除氧器压力的作用。在正常运行时蒸汽平衡管不起作用，当供汽压力突降时逆止阀打开，使除氧器的压力跟跟随汽源压力一同变化，减小除氧器和供汽管的压差，进而防止供汽管内进水。173、吹扫管n吹扫管布置在水面上。在吹扫管中布置了许多吹扫口。作用是：n（1）吹扫蒸汽吹散聚集在水面上的氧气层，增加水面上、下的氧气浓度差，有利于氧气的扩散。n（2）吹扫蒸汽吹破水面，减少了水的表面张力，便于水中的氧气向水面扩散。n（3）吹扫后蒸汽向上流动，加热淋水、填料层中的水膜和喷嘴喷出的雾化水，充分利用了余热。184、再沸腾管和泡沫发生器n在除氧器底部安装了一根沸腾母管和若干沸腾支管，在沸在除氧器底部安装了一根沸腾母管和若干沸腾支管，在沸腾母管和沸腾支管上又安装了许多泡沫发生器。在泡沫器腾母管和沸腾支管上又安装了许多泡沫发生器。在泡沫器发生四壁有许多交错的喷射小孔，加热蒸气自喷射小孔喷发生四壁有许多交错的喷射小孔，加热蒸气自喷射小孔喷出，与周围的水混合，形成许多泡沫，强化气水之间传热出，与周围的水混合，形成许多泡沫，强化气水之间传热和传质。和传质。n沸腾管和泡沫发生器的原理与传统式除氧器的再沸腾原理沸腾管和泡沫发生器的原理与传统式除氧器的再沸腾原理相似，作用相同，但由于内部结构不同，新型除氧器的泡相似，作用相同，但由于内部结构不同，新型除氧器的泡沫量大、加热速度快，效果较好。沫量大、加热速度快，效果较好。19除氧器内部结构再沸腾管20215、排空气管喷嘴安装口喷嘴安装口226、防止满水措施n除氧器水位过高可能引起除氧器超压，当除氧器水位失控甚至满水时可能使汽轮机进水，造成恶性事故。n措施：除氧器内设有除氧器溢流与放水口，并在顺序控制中设有高水位限制。n当水位上升至较高值时，先打开放水阀放掉部分给水；在除氧器水位上升至溢流水位时，水经溢流口排掉。在水位上升至更高值之前，通过联锁使凝结水泵跳闸，停止上水。2324n7、疏水闪蒸区、疏水闪蒸区n高加的疏水进入除氧器后，先在闪蒸区降压高加的疏水进入除氧器后，先在闪蒸区降压蒸发，降低品质并释放热量。闪蒸的作用在蒸发，降低品质并释放热量。闪蒸的作用在于除去疏水中的少量气体，利用释放的热量于除去疏水中的少量气体，利用释放的热量加热给水。加热给水。n8、安全门、安全门n为防止除氧器超压，除氧器装有两个安全阀，为防止除氧器超压，除氧器装有两个安全阀，其动作压力为其动作压力为1.35Mpa，单个安全阀的通流，单个安全阀的通流量为量为61.310t/h。25四、除氧器的运行n除氧器采用滑压运行方式n设有两路汽源：本机四段抽汽和辅汽。n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，为滑压运行。n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。n正常运行时，除氧器的储水量能维持BMCR工况运行6.3分钟；26 好处：好处：热经济性好，安全性高。热经济性好，安全性高。问题：问题：运行中除氧器的工作压力随机组负荷不断变运行中除氧器的工作压力随机组负荷不断变化，但除氧器内给水温度的变化总是滞后其压力的变化。化，但除氧器内给水温度的变化总是滞后其压力的变化。机组负荷增大，除氧效果恶化；机负荷降低，易引起给机组负荷增大，除氧效果恶化；机负荷降低，易引起给水泵汽蚀。水泵汽蚀。采取的措施：采取的措施：装设再沸腾管；提高除氧器安装高装设再沸腾管；提高除氧器安装高度；给水泵前设前置泵；加大给水泵汲水管的直径；度；给水泵前设前置泵；加大给水泵汲水管的直径；快速投入备用汽源；适当增大除氧水箱容积。快速投入备用汽源；适当增大除氧水箱容积。n 滑压运行滑压运行27二、除氧器主要参数1、除氧器运行参数：n汽机各工况参数详见附件中汽机热平衡图，卖方应根据最终的热平衡图进行核算，该热平衡图为暂定，（VWO）工况除氧器运行参数28n（T-MCR）工况除氧器运行参数：29n1.除氧器采用定-滑方式运行，在机组启动及低负荷时除氧器定压运行压力：0.147MPa(a)。n除氧器运行方式：定压-滑压-定压。n2.设备名称：内置式除氧器n3.型式：卧式n4.数量:1台/机n5.除氧器有效容积：235 m3n除氧器最大出力：2250 t/hn6.设计压力为：1.74 MPa(a)；最高工作压力 1.387 MPa(a)；n 设计温度：400 ；最高工作温度 391.4 n7.滑压范围:0.147 MPa1.387MPa2、设备规范303、设备性能要求n除氧器的功能n 1 除氧器用于从给水中除去溶解氧和其它不凝结的气体，其方法是用蒸汽直接与给水混和，从而加热给水至除氧器运行压力所对应的饱和温度。n 2 在除氧器入口对含氧无限制的情况下，除氧器在正常运行情况下（定压-滑压-定压），出力为25%100%除氧器最大出力范围之间时，除氧器出口含氧量5g/l。n 3 当锅炉冷态启动且使用其它汽源的蒸汽时，除氧器能在指定的压力、流量下运行。且给水水温能满足锅炉启动的要求。n 4 当低压加热器停用或不能正常运行而除氧器的抽汽量增加以维持水温时，除氧器能适应此时的给水温度和流量要求。n 5除氧器有效容积是指除氧器正常水位至出水管顶部水位之间的贮水量。水箱有效容积不小于235m3。n 6 除氧器的最大出力不小于BMCR工况锅炉蒸发量时所需给水量的105%。除氧器的喷头均采用荷兰stork公司进口的产品。314、除氧器的压力调节与保护n1.正常运行时，加热蒸汽由四段抽汽供应，除氧器采用滑压运行，加热蒸汽进口管道不设调节阀，为防止除氧器满水时向汽轮机进水并由此引起汽机超速，由买方在加热蒸汽管道上设置逆止阀和电动隔离阀。n2.在机组启动或甩负荷时，为保证除氧器的除氧效果，以及机组在调峰运行时或机组停运期间不使除氧器的凝结水与大气接触，加热蒸汽改由辅助蒸汽提供。n3.汽机跳闸，当除氧器压力降至0.147MPa(a)时，辅助蒸汽调节阀自动开启，辅助蒸汽投入 32 除氧器给水温度应达到除氧器压力下的饱和温度。当除氧器内压力突然升高，水温会暂时低于对应的饱和温度，导致给水溶氧增加。压力升得过高时，会引起安全门动作，严重时会导致除氧器爆裂。除氧器压力突然降低时，会导致给水泵入汽蚀。333、除氧器的常见故障、除氧器的常见故障1）排气带水）排气带水 一是进水量太大，在淋水盘或配水槽中引起激溅所致；一是进水量太大，在淋水盘或配水槽中引起激溅所致；n原因原因一般通过调整排气门开度，便可使排气带水现象减少或一般通过调整排气门开度，便可使排气带水现象减少或基本消除。基本消除。二是排气量过大，造成排气速度过高而携带水滴。二是排气量过大，造成排气速度过高而携带水滴。n措施措施34 自生沸腾：自生沸腾：指过量的温度较高的汽、指过量的温度较高的汽、水流进除氧器，其汽化产生的蒸汽量已满足水流进除氧器，其汽化产生的蒸汽量已满足加热蒸汽的需要，使进入除氧器的主凝结水加热蒸汽的需要，使进入除氧器的主凝结水不需要回热抽汽加热就能沸腾。不需要回热抽汽加热就能沸腾。危害：危害：自生沸腾时，除氧器内部汽与自生沸腾时，除氧器内部汽与水的逆向流动遭到破坏，除氧器中形成蒸水的逆向流动遭到破坏，除氧器中形成蒸汽层，阻碍气体的逸出，使除氧效果恶化。汽层，阻碍气体的逸出，使除氧效果恶化。同时除氧器内压力升高同时除氧器内压力升高,排汽增大排汽增大,工质和工质和热量损失增大。热量损失增大。352）除氧器的振动）除氧器的振动 除氧器内发生水、汽冲击时，就会引起除氧器内发生水、汽冲击时，就会引起振动。如果振动较大时，会使除氧器外部的振动。如果振动较大时，会使除氧器外部的保温层脱落，汽水管道法兰连接处松动，焊保温层脱落，汽水管道法兰连接处松动，焊缝开裂，引起汽水漏泄，严重时甚至把淋水缝开裂，引起汽水漏泄，严重时甚至把淋水盘等部件振掉，使除氧器不能运行。盘等部件振掉，使除氧器不能运行。n危害危害36 原因原因n进水温度低及进水量波动大进水温度低及进水量波动大，使除氧器内蒸汽骤然凝结，使除氧器内蒸汽骤然凝结，引起汽压波动。引起汽压波动。n在淋水盘式除氧器中，如果在淋水盘式除氧器中，如果淋水盘中淋水孔锈蚀堵塞淋水盘中淋水孔锈蚀堵塞，则盘内水位将超过围缘高度而发生溢水现象。溢流会使则盘内水位将超过围缘高度而发生溢水现象。溢流会使汽流偏斜，使局部区域的汽流速度升高，因而汽流携带汽流偏斜，使局部区域的汽流速度升高，因而汽流携带的水珠增多。的水珠增多。n喷嘴脱落喷嘴脱落，使进水呈水柱冲向排气管等。使进水呈水柱冲向排气管等。37n措施措施 除氧器在运行中如发生振动，可除氧器在运行中如发生振动，可适当降低除氧器的负适当降低除氧器的负荷或提高进水的温度荷或提高进水的温度，振动即能有所改善或基本消除。，振动即能有所改善或基本消除。383 3）除氧器水位异常）除氧器水位异常除氧器水位过高的原因：除氧器水位过高的原因：进水量过大；锅炉进水量过大；锅炉突然降负荷；凝汽器泄漏；给水泵故障。突然降负荷；凝汽器泄漏；给水泵故障。除氧器水位过低的原因：除氧器水位过低的原因：进水量减少或补充进水量减少或补充水中断；事故放水阀误开；锅炉进水突然增水中断；事故放水阀误开；锅炉进水突然增加或排污水量增大；凝结水再循环阀门开度加或排污水量增大；凝结水再循环阀门开度过大。过大。n原因原因394 4）除氧器压力下降）除氧器压力下降 进水量过大，进水温度过低；抽汽电动隔离阀进水量过大，进水温度过低；抽汽电动隔离阀或抽汽止回阀误关或未完全打开；排气阀开度过大；或抽汽止回阀误关或未完全打开；排气阀开度过大；安全阀误动或机组甩负荷。安全阀误动或机组甩负荷。n原因原因40总结：总结：1、除氧器在热力系统中的连接；大容量、除氧器在热力系统中的连接；大容量机组采用的是滑压连接。机组采用的是滑压连接。2、除氧器的运行方式；定压运行和滑压、除氧器的运行方式；定压运行和滑压运行的概念；大容量机组采用滑压运行。运行的概念；大容量机组采用滑压运行。3、除氧器在运行中监视的项目。、除氧器在运行中监视的项目。41