除氧器的工作原理是什麼

時間 2021-10-14 21:07:13

1樓:匿名使用者

除氧器的主要作用是除去給水中的氧氣,保證給水的品質。水中溶解了氧氣,就會使與水接觸的金屬腐蝕;在熱交換器中若有氣體聚集就會妨礙傳熱過程的進行,降低裝置的傳熱效果。 因此水中溶解有任何氣體都是不利的,尤其是氧氣,它將直接威脅裝置的安全執行。

除氧器又是給水回熱系統中的一個混合式加熱器,同時高壓加熱器的疏水、化學補水及全廠各處水質合格的疏水、排氣等均可通入除氧器彙總並加以利用,減少發電廠的汽水損失。

當水和某種氣體混合物接觸時,就會有一部分氣體融解到水中去。氣體的溶解度就是表示氣體溶解於水中的數量,以毫克/升計值,它和氣體的種類以及它在水面的分壓力、和水的溫度有關。 在一定的壓力下,水的溫度越高,氣體的溶解度就越小;反之,氣體的溶解度就越大。

同時氣體在水面的分壓力越高,其溶解度就越大,反之,其溶解度也越低。天然水中常含有大量溶解的氧氣,可達10毫克/升。 汽輪機的凝結水可能融有大量氧氣,因為空氣能通過處於真空狀態下的裝置不嚴密部分滲入進去。

此外,補充水中也含有氧氣及二氧化碳等其他氣體。

液麵上氣體混合物的全壓力中,包括有液體蒸汽的分壓力,將水加熱時,液麵附近水蒸氣的分壓力就會增加,相應的液麵附近其他氣體的分壓力就會降低。當水加熱到沸點時,蒸汽的分壓力就會接近液麵上的全壓力,此時液麵上其他氣體的分壓力幾乎接近於零,於是這些氣體將完全從水中清除出去。 要達到這一點,不僅要將水加熱到沸點,還要使液麵上沒有這些氣體存在,即將逸 出的氣體隨時排走。

除氧器的工作原理即利用蒸汽對水進行加熱,使水達到一定壓力下的飽和溫度,即沸點。 這時除氧器的空間充滿著水蒸汽,而氧氣的分壓力逐漸降低為零,溶解於水的氧氣將全部逸出,以保證給水含氧量合格。 除氧器裝置與執行

除氧器的主要作用就是將給水中的氧氣除去,保證給水的品質。水中含有氧氣,會使金屬裝置受到腐蝕,直接威脅熱力裝置的安全執行,另外還會影響汽水傳熱過程的進行,降低了傳熱效果,對經濟性是很不利的。

除氧器大致可分為高壓噴霧填料式除氧器和汽水混合式除氧器。

一、熱力除氧的基本條件

1. 必須將水加熱到相應壓力下的飽和溫度。

2. 使氣體的解析過程充分。

3. 保證水和蒸汽有足夠的接觸時間。

4. 能順利地排出解析出來的溶解氣體。

二、高壓噴霧填料式除氧器

其結構簡圖。主凝結水由進水管進入中心管,再由中心管進入環型配水管,在環型配水管上裝有36只噴嘴使水噴成霧狀,這樣有利於與蒸汽接觸強化汽水之間的傳熱和易於水中溶解的氣體的逸出。在除氧器內頂部的中心有一根蒸汽進汽管,進口管的下部四周開有許多小視窗,蒸汽從此小視窗噴出與噴成霧狀的水進行熱交換達到加熱除氧的目的。

第一次除氧後的水和蒸汽凝結水流入填料層,填料層放滿ω型不鏽鋼片,水流入填料層與下面進入的蒸汽進行熱交換。由於填料層中充滿了ω型不鏽鋼片因而增加了傳熱面積提高了傳熱效果,這樣進行了二次除氧達到了更好的除氧效果。在除氧器內維持飽和狀態則一些溶解於水中的氣體就都逸出,然後再經過頂部空氣管排出。

經過二次除氧後的給水向下流入給水箱。

除氧器上還裝有高壓加熱器的疏水進水管,進水管上開有許多小孔,疏水通過小孔噴入除氧器內與被加熱的水直接接觸發生熱交換。另外還裝有一路軟化水(補充水)進水管,進水管上裝有七隻噴嘴(每隻為3t/h)。正常情況下補水可進入凝汽器也可進入除氧器,使進入除氧器的補水噴散成霧狀以便與加熱蒸汽充分接觸加熱除氧。

主凝結水的噴嘴每隻容量為10t/h,凝結水由水管進入噴嘴的管座,然後進入旋流芯。由於旋流芯中水的通道都是與流動方向成300的夾角,所以流入外殼的水是旋轉的,最後再噴射出去,水就被很好的霧化。

為了防止除氧器筒壁的腐蝕須塗以防腐漆,而噴嘴等部件均可用不鏽鋼製成。

噴霧填料式除氧器的噴嘴在低負荷下由於凝結水量少,凝結水壓頭降低可能造成噴嘴霧化效果變差。可以將進入各噴嘴的凝結水分成幾路加以控制,以便在低負荷時可關閉其中的一部分水路而使繼續工作的噴嘴能象全負荷一樣有效地工作。

三、無頭內建式除氧器效能結構簡介:

工作原理:

用壓力穩定的蒸汽通入除氧器內,將水加熱到除氧器壓力下相應的飽和溫度(水的沸騰溫度)根據溶解於水中的氣體量與水面上該氣體分壓力成正比的原理,採用熱力除氧的方法。除氧器在一定壓力下,蒸汽加熱水達到沸騰溫度,水面上已全部是蒸汽,此時溶解氣體的分壓力近於0,氣體亦即可除去,以保證給水含氧合格。

該除氧器額定出力為220t/h,凝結水通過本機的主凝結水管進入四根進水分管,每根進水分管有4只噴嘴,每隻噴嘴的流量為15t/h,在噴嘴的出口進行混合加熱霧化,另由高壓軟水母管接一路軟水,通過另一根分管進入除氧器,作為高壓補水。

噴嘴安裝在除氧器正常水位(除氧器中心線)上方750mm處。在抽汽母管上分別引出2根凝結水加熱蒸汽管,1根軟水加熱蒸汽管,1**氧器底部沸騰蒸汽管及1**氧器水面上部吹掃用的蒸汽管。

抽汽母管與備用汽母管通過汽1丙可相互切換。

凝結水加熱蒸汽及軟水加熱蒸汽,經過噴嘴內管在噴嘴出口對凝結水、軟水進行加熱。在使用時應注意蒸汽壓力必須大於進水壓力,防止水壓大於汽壓,而使凝結水倒入蒸汽管。

在除氧器底部水面下安裝328只垂直沸騰管,對水進行混合加熱,在除氧器投入執行時,為加快加熱速度,可投入此路汽源,正常執行時則應關閉。

吹掃蒸汽管路安裝在除氧器內壁四周,在除氧器中心線上方200mm處,在其水平方向開有146只吹掃孔,底部開有8只疏水孔。在正常執行時,用吹掃蒸汽作為除氧器的正常汽源,起到加熱及趕走空氣的作用,故應嚴格保持除氧器水位在1400mm-1600mm之間執行,如除氧器水位高出吹掃管,則可能惡化除氧效果。

本除氧器裝有溢流保護裝置,溢流口在除氧器中心線上方100mm處,當除氧器水位升高至2000mm時自動開啟溢流門,將除氧水放至除氧器疏放水母管,當除氧器水位下降至1600mm時,自動關閉溢放門,維持除氧器水位正常。

四、除氧器的執行

執行中除氧器的內壓力和水位的穩定是給水泵及鍋爐給水系統可靠執行的的保證。除氧器壓力下降和水位過低,使給水泵進口壓力降低,往往會造成給水泵中水的汽化,可能導致整個電力在執行中造成重大事故,為此在執行中要特別注意防止這種狀況的發生。

除氧器執行方式一般採用滑壓和定壓二種方式,機組在變動負荷的工況下執行時,為了保證除氧器內壓力和水位的穩定,一般都裝有壓力調整器和水位調整器。壓力的調整是通過改變加熱蒸汽的進汽量來實現的。水位的調整則通過改變補充水的進水量來實現。

在除氧器執行中不允許有自生沸騰現象發生。這是因為有過量的熱疏水進入除氧器,熱疏水蒸發出的二次蒸汽已足夠或超過除氧器所需的加熱用汽,因而使除氧器加熱抽汽減少至零。除氧器的自身沸騰會破壞除氧效果,增加熱損失及工質損失。

除氧效果的變壞是因為內部汽水的逆向流動受到破壞或干擾,在除氧器底部會形成不流動蒸汽層,使氣體不能順利排出。工質及熱損失的增加則是因為內部壓力的升高,排汽量加大的緣故。

(一)除氧器的滑壓執行的優點:

除氧器滑壓執行即是除氧器的執行壓力不是恆定的,而是隨著機組負荷和抽汽壓力而改變的,所以也稱為滑壓執行除氧器。這樣可使除氧器的工作壓力接近向除氧器供汽的抽汽壓力,而沒有為維持除氧器定壓執行時抽汽壓力的節流損失,這對提高熱經濟性、降低熱耗、簡化系統等方面是有一定的優點如下:

1.避免供除氧器抽汽的節流損失。

2.改進抽汽點的合理分配、提高熱效率,同時有可能減少一級加熱器、簡化系統、降低投資。

(二)除氧器的滑壓執行中幾個問題:

在負荷穩定或負荷較平穩變動的情況下,除氧器採用滑壓和定壓執行的工況是基本相同的,除氧器內的給水經常處於沸騰狀態,除氧器內的溫度和壓力是平衡在飽和狀態下的,所以對給水除氧效果和給水泵的安全執行來說這二種執行方式是相同的。但當機組的突然變化時,對定壓執行的除氧器來說沒什麼變化,而對滑壓執行的除氧器來說給水的溫度和壓力平衡在飽和狀態的情況將被破壞,在這一過渡過程中有時會使除氧給水系統的正常執行有一定困難,但過一段時間後除氧器的執行工況又可在新的壓力下處於新的平衡狀態。

1.除氧器滑壓執行時的給水除氧效果

為了保證給水含氧量合格,應滿足下列二個條件:

1) 進除氧器的凝結水在除氧器中應加熱到沸騰狀態進行除氧。

2) 除氧後的凝結水流到給水箱後,存水錶面要處於沸騰狀態,使已除氧的水與水表面上的氣體相隔絕。

在升負荷時,除氧器內壓力將逐漸升高,除氧頭下降的凝結水和水箱中的存水須要一定的吸熱量,所以溫度都不能及時跟上,有滯後現象,破壞了上述要求的二個條件,已析出的氣體又重新溶入水中,使凝結水含氧量增加。除氧頭中的凝結水由於熱容量相對較小些,所以含氧量增加要少一些,恢復合格也快一些。而除氧水箱中的存水量大,含氧量不合格的情況也較為嚴重,這種情況要一直持續到除氧器在新的壓力下接近平衡時為止,才能使除氧效果達到合格。

在減負荷時,抽汽壓力降低,由於這時除氧水箱中的存水熱容量較大,溫度不能及時下降,溫度不能及時而高於抽汽壓力下相應的飽和溫度。要待存水放出一部分熱量使水汽化後才能使除氧器內壓力下降。因此除氧器內壓力下降將使給水箱記憶體水面發生汽化,汽化的蒸汽上升到除氧頭中使進來的凝結水加熱除氧,已除氧的凝結水在下降過程中由於除氧器壓力不斷下降的,自身也將不斷汽化,等於再一次除氧。

所以在減負荷時強化除氧,除氧效果是十分良好的,負荷下降率越大,對改善除氧效果越好。

2.除氧器滑壓執行對給水泵的汽蝕問題:

在除氧器滑壓執行的系統中如何使除氧給水系統在機組負荷變動時都能使給泵防止汽化,安全可靠地執行,這是除氧器滑壓執行中所要考慮的主要問題。對於給水泵產生汽蝕問題,在機組負荷穩定時滑壓與定壓運**況是相同,在機組 升負荷過程中對防止對防止給水泵汽蝕是更為有利,所以關鍵在於機組減負荷時如何防止給水泵入口汽化現象。

下列條件對防止給水泵汽蝕是有利的:

1) 除氧水箱的容量較大,這對防止給水泵汽蝕是有利的,但於保證除氧效果對給水箱容量要求恰好相反;

2) 除氧水箱與給水泵間的靜高差較大,有足夠富餘的靜壓頭;

3) 除氧器工作壓力較低,相應對給水箱的標高要求也可降低;

4) 給水泵要求的吸水頭較小;

5) 吸水管道應儘量縮短,而且儘可能避免水平佈置的管道過長,並儘量把水平管段佈置得低些;

3.除氧器的滑壓範圍:

從理論上講,滑壓的最高壓力即為本機組最大負荷工況的抽汽壓力,而最低壓力需大於外界大氣壓,保證把析出的汽體排出即可。但滑壓範圍過大,升負荷幅度增大,將影響除氧效果。

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