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热力除氧器-博大品牌

一、除氧器概要
    
除氧器是火力发电厂中的重要热力设备。目前热力发电厂中普遍采用的是热力除氧,它费用低,而且同时可以除去水中的氧气和其他气体,并无任何残留物质。随着电厂大型机组的出现,一种新型的内置式除氧器在实际应用。尽管还存在一些问题,但这种除氧器结构新颖、加热速度快、除氧效果好,只要善于使用和维护,仍不失为一种优良的除氧器。

内置式除氧器原理
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1除氧器历史
    
除氧器安历史分:淋水盘式除氧器、喷雾填料式除氧器、旋膜式除氧器、内置无头式除氧器。安形式分为:立式双封头除氧器、立式单封头除氧器、卧式双封头除氧器、内置无头式除氧器。
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2内置式除氧器结构特点
    
内置式除氧器是一种新型的除氧器,它舍弃了传统式除氧器的除氧头,只保留了除氧器的水箱部分。将原传统式除氧器的除氧塔内的除氧功能转移到除氧器的水箱中,在水箱内将除氧、蓄水功能溶于体。
    
其优点除取消了传统式立式除氧器的大直径开孔,减小了除氧器的局部应力,提高了除氧器的安全运行系数以外,还采用了新型喷嘴,提高了除氧效果。
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3内置式除氧器的原理
    
内置式除氧器的除氧原理仍然采用热力除氧原理。根据亨利定律和道尔顿定律,将被除氧的水加热到其压力对应下的饱和温度,将水中分离出来的氧气、其他气体以及部分蒸气一起从排气口排除。

凝结水从盘式恒速喷嘴喷入除氧器汽空间,进行初步除氧,然后落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,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。

蒸汽从水下送入,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气区域(喷嘴周围排气区域为未饱和水喷雾区),在排气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。

不凝结气体在流向排气口的流程中,除氧器筒体直径越大,在水容积一定的情况下,则汽空间不凝结气体分压力越小,这样就能有效控制不凝结气体在液面的扩散,避免二次溶氧的发生,因此,除氧器筒体采用大直径为佳。我公司供货的300MW及以上的内置式除氧器通常采用φ3800的直径。

内置式除氧器结构特点
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1采用射汽型喷嘴
    
传统式除氧器是气、水由单独喷嘴喷出,通过逆向流动加热,填料延时加热等方法,对被除氧水进行充分加热,从而达到除氧的目的。而内置式除氧器则采用了新型的复合射气型喷嘴(见图2),从示意图中可以看出:射气型喷嘴由壳体、射汽喷管和喷头组成,水和气从同一个喷嘴中的不同位置进入,在壳体圆周壁上开设了若干切向进水槽,进水从壳体外侧通过切向进水槽进入壳体内侧,并形成数股旋转水流。射气喷管将壳体外侧进入蒸气的压力能转变成速度能,在射气喷管出口处的蒸气达到较高的流速,形成一股高速射气流。这股高速射气流一方面在壳体内带动旋转水流向前流动,并在喷嘴出口处撞击旋转水流,增加了水流雾化动力;另一方面这股高速射气流在壳体内就与旋转水流接触,提前了气水热交换时间。
    
在离开喷嘴后,这股蒸气自雾化锥体中心向四周扩散,使雾化水滴获得均匀加热。由此可见,在喷嘴中气水进行了初步换热,而在喷出喷嘴后,气、水均呈雾状进一步强化了换热效果。多组喷嘴沿水箱轴向布置,保证了被除氧水都能够得到先分的加热。因此,这种射气型喷嘴,与传统除氧器的加热方式有着明显的区别。
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2设置吹扫管
    
吹扫管布置在水面上。在吹扫管中布置了许多吹扫口,它利用加热蒸气吹散聚集在水而上的氧气层,增加水面上、下的氧气浓度差,有利于氧气的扩散。同时吹扫蒸气吹破水面,减少了水的表面张力,以便于水中的氧气向水面扩散。同时吹扫后蒸气向上流动,加热淋水、填料层中的水膜和喷嘴喷出的雾化永,充分利用了余热。
3.3
泡沫发生器(再沸腾管)
    
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器。在泡沫器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,强化气水之间传热和传质(见图3)。从图中可以看出,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,新型除氧器的泡沫量大、加热速度快,效果较好。

四、除氧器安全问题分析与对策
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1轴封蒸气带水
    
由于取消了除氧头,除氧器的一二次除氧过程均在除氧器的水箱中进行,特别是射气型喷嘴的喷射距离较远,而轴封用气又是直接从除氧器水箱上部引出.如若射气型喷嘴布置不当,距离轴封用汽口偏近,或者除氧器在工作中气、水配合失常,雾化不良,极易使轴封用气带水(见图4)。轴封带水给汽轮机正常运行带来很大的安全隐患,可以采取在设计安装时,喷嘴组远离轴封供气管口,以保证轴封供气管口在喷嘴射程之外;也可以在除氧器内部轴封供气管与射气喷嘴之间加装有一定倾斜角度的挡水板(如图4所示),即使喷嘴喷出工质的速度较大,喷射距离较远,或者水不能得到充分的雾化,水滴直径偏大,也会被挡水板的挡住,不会窜入轴封供气管中,以避免轴封供气带水,但加挡水板必须利用机组停役之际实施。还可以采取对轴封系统加装疏水袋的方法(见图5),对轴封用气进行不间断疏水,以确保轴封供气的止常。这样对有些机组(轴封系统隔离门台理,并且轴封气源可切换),不需要停机即可进行操作,以确保机组的安全运行;缺点是疏水系统要长期运行,汽水损失较大。

42抽气管道倒气(水)
    
由于射气型喷嘴的独特结构,当负荷偏低时,进入除氧器的抽气压力过低,而由于高加疏水以及连排作为除氧器加热气源仍然进入,就有可能造成除氧器压力高于其抽气压力,导致冷气、冷水沿着抽气管道倒流,若抽气逆之门不严或卡涩,气缸就极易进入冷气(水),严重威胁机组的安全运行。因此,内置式除氧器对其滑压运行的范围有着严格的要求,一般在30%~100%范内滑压运行。当机组滑压运行低为于30%额定负荷时,必须及时对除氧器进行气源的切换,特划是机组的滑停时,对除氧器压力和轴封压力、温度的监视,显得尤为重要。有条件的话,也可以在机组滑停到定负荷时,对轴封气源进行切换,同时切换除氧器相对应的气源。
4.3
含氧量增大
    
喷嘴堵塞、雾化不良以及除氧器水位偏高是内置式除氧器含氧量增大的主要原因。喷嘴堵塞主要出现在机组大修后或者凝结水系统检修后,由于检修工艺粗糙,致使金属杂质或机械杂质进入气水管道内,堵塞喷嘴。因此在大修后启动前,应拆除喷嘴后,对系统进行冲洗。凝结水系统检修时,要严格按照检修工艺,防止杂质进入系统内。雾化不良主要是在变工况运行时,除氧器未能及时根据负荷的变化,进行喷嘴组的停、投,或者气源未能进行及时切换。在机组滑参数启动时,随着机组负荷的增加,要逐组投入喷嘴,而在滑停的过程中,要根据负荷逐组停用喷嘴,以保证气、水压力和配比正常,确保喷嘴雾化良好。而当除氧器水位偏高时,特别是淹没吹扫管时,使得吹扫效率下降或失效,水面上氧气浓度增大,水中氧气逸出困难;淹没射气型喷嘴时,气、水雾化加热失效,这些均导致水中含氧量升高。因此,内置式除氧器在运行中对水位的要求相当严格.不仅仅是考虑到轴封带水问题,更重要的是考虑到吹扫管和喷嘴的正常运行。故内置式除氧器的水位保护应确保完好并及时投入。
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4给水泵气蚀
    
由于内置式除氧器的泡沫发生器的结构发生了很大的变化,它所产生的泡沫也远远多于传统意义上的再沸腾,当给水泵运行时,如果泡沫发生器投入运行不宜开得过大,以防止有气泡顺着下水管进入到给水泵进口,致使给水泵发生气蚀。少量的气泡进入可能不易及时查觉,但由于目前使用的给水泵普遍是高转速离心泵(200 MW机组在5 000 rmin左右,300 MW机组在6 000 rmln左右),日积月累就会对给水泵的叶片造成冲蚀,降低给水泵的效率,缩短给水泵的使用寿命。因此,当机组起动时,泡沫发生器最好在给水泵起动前使用,以达到尽快提高水温的目的。当给水泵运行时使用泡沫发生器,要适当控制泡沫发生器的开度,防止泡沫产生过多,并监视给水泵的运行情况是否正常。
4
5啸叫和振动
    
由于设置了吹扫管,除氧器内部会出现啸叫声,属于正常情况。当啸叫声过大时,可能是吹扫管进气开度偏大,应及时予以调整。当除氧器在短时间内出现大量的热交换时,可能导致除氧器发生振动,应尽量避免除氧器进水温度过低,水量过大,特别是当使用供水泵向除氧器进水时,要适当控制进水速度并加强对除氧器运行的监视。

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