热力发电厂(除氧器).ppt

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1、给水除氧和发电厂的辅助汽水系统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。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：内容提要：（1 1）火电厂的工质损失及其补充）火电厂的工质损失及其补充 ；（2 2）锅炉连排污利用系统和化学除氧）锅炉连排污利用系统和化学除氧 ；（3 3）热除氧机理及其原则性热力系统）热除氧机理及其原则性热力系统 ；（4 4）除氧器的安全运行）除氧器的安全运行 ；第一节第一节 火电厂的汽水损失及补充火电厂的汽水损失及补充 1 1

2、汽水工质损失的类型及减少工质损失的技术措施汽水工质损失的类型及减少工质损失的技术措施 （1 1）内部损失）内部损失 a a 正常性汽水工质损失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暖管疏放水，加热重油、各种汽动设备用汽等 b b 偶然性非工艺要求的汽水损失偶然性非工艺要求的汽水损失 各种跑冒滴漏各种跑冒滴漏 （2 2）外部损失）外部损失 是指热电厂对外供热设备及其管道的工质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：减少工质损失技术措施：（1 1）选择合理的热力系统及汽水回收方式）选择合理的热力系统及汽水回收方式 （2 2）改进工艺过程）改进工艺过

3、程 （3 3）提高安装检修质量）提高安装检修质量 2 2火电厂水汽质量火电厂水汽质量 依据依据GBGBT12145T12145和和 行业标准行业标准SD163SD163、SD164SD1648585来检测来检测表表5 52 2 锅炉给水质量标准锅炉给水质量标准3 3给水含氧控制指标给水含氧控制指标 亚临界和超临界的直流锅炉，要求彻底除氧。亚临界和超临界的直流锅炉，要求彻底除氧。第二节第二节 锅炉连续排污利用系统锅炉连续排污利用系统 一、锅炉的汽水品质一、锅炉的汽水品质 汽水指汽水指饱和蒸汽、过热蒸汽、锅炉给水和炉水饱和蒸汽、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

4、蚀，保持受锅炉炉水的水质，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。热面和非受热面洁净。PH值有严格规定。值有严格规定。表表5-3 5-3 汽轮机冲转前的蒸汽质量标准汽轮机冲转前的蒸汽质量标准 二、废热及工质的回收利用二、废热及工质的回收利用 1 1汽包炉连续排污扩容系统的热经济性分析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，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，从而实现能量的 梯级利用。通常与除氧器相连接。梯级利用。通常

5、与除氧器相连接。图图5-1 5-1 汽包炉单级连续排污利用系统汽包炉单级连续排污利用系统 热经济性分析：热经济性分析：扩扩容容压压力力越越低低，回回收收工工质质越越多多，排排挤挤的的低低压压抽抽汽汽越越多多，越越对对汽汽轮轮机机组组性性能能不不利利，但但对对于于整整个个电电厂厂热热力力系系统统，还还是是会会提提高高其其经济性的。经济性的。2 2汽轮机汽封系统用汽的回收和利用汽轮机汽封系统用汽的回收和利用 主主汽汽门门和和调调速速汽汽门门的的门门杆杆漏漏汽汽，再再热热式式机机组组中中压压联联合合汽汽门门的的门杆漏汽，高。中、低压缸的前后轴封漏汽和轴封用汽等门杆漏汽，高。中、低压缸的前后轴封漏汽和

6、轴封用汽等 通常引至轴封冷却器通常引至轴封冷却器SGSG加热给水，回收热量。加热给水，回收热量。目目前前国国外外大大型型机机组组采采用用自自密密封封轴轴封封系系统统，即即靠靠高高中中压压缸缸端端轴轴封用汽作为低压缸端轴封供汽，不需另供轴封汽。封用汽作为低压缸端轴封供汽，不需另供轴封汽。3 3火电厂工质回收和火电厂工质回收和“废热废热”利用的原则利用的原则 （1 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）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 2）工质回收及工质回收及“废热废热”利用的热经济性，在机组的热经济性利用的热经济性，在机组的热经济性指指 标上和全厂的热经

7、济性指标上都有体现；标上和全厂的热经济性指标上都有体现；（3 3）引人回热系统时，影响每千克工质做功量）引人回热系统时，影响每千克工质做功量wiwi的变化，随能的变化，随能 位高低变化而不同。位高低变化而不同。（4 4）实际工质回收和废热利用系统，不仅要考虑热经济性，还）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。要考虑投资、运行费用等因素。三、加热用厂用蒸汽系统三、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。电厂的热经济性。设备用汽源，疏水

8、要回收。燃燃用用高高硫硫煤煤的的电电厂厂，为为防防腐腐蚀蚀，利利用用回回热热抽抽汽汽来来加加热热空空气气，以以提提高高进进入入空空气气预预热热器器的的进进口口空空气气温温度度。提提高高汽汽轮轮机机的的内内效效率率，但却使锅炉排烟热损失加大，降低锅炉效率但却使锅炉排烟热损失加大，降低锅炉效率。第三节第三节 化化 学学 除除 氧氧 除氧必要性：除氧必要性：（1 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）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 2）换热设备中不凝结气体使传热恶化，降低机组热经济性）换热设备中不凝结气体使传热恶化，降低机组热经济性 ；（3 3）水中溶氧会造

9、成腐蚀穿孔引起泄漏爆管；）水中溶氧会造成腐蚀穿孔引起泄漏爆管；（4 4）高参数蒸汽溶解物质能力强，通过汽轮机通流部分，会在）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叶片上沉积，不仅降低汽轮机的出力 ，还影响安全性；，还影响安全性；给水除氧方法有给水除氧方法有化学除氧化学除氧和和物理（热力）除氧物理（热力）除氧两大类两大类。化学除氧原理：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。留在水中的溶解氧。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Na2SO3Na

10、2SO3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 第四节第四节 热除氧器及其原则性热力系统热除氧器及其原则性热力系统 以以回回热热抽抽汽汽来来加加热热除除去去锅锅炉炉给给水水中中溶溶解解气气体体的的混混合合式式加加热热器器，一一般般称称为为热热除除氧氧器器。它它是是影影响响火火电电厂厂安安

11、全全经经济济运运行行的的一一个个重重要要热热力力辅助设备。辅助设备。一、热除氧的机理一、热除氧的机理 1 1分压定律（道尔顿定律）分压定律（道尔顿定律）混合气体全压力混合气体全压力p p0 0等于其组成各气体分压力之和，即除氧器内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水面上混合气体全压力 p p0 0，应等于溶解水中各气体（，应等于溶解水中各气体（N N2 2、O O2 2、COCO2 2水水蒸气等）分压力则蒸气等）分压力则p pN N2 2、p pO O2 2、p pCOCO2 2、p pH H2 2O O之和：之和：p p0 0=p=pN N2 2+p+pO O2 2+

12、p+pCOCO2 2+。p pH H2 2O O=p=pj j+p+pH H2 2O O （5-55-5）若定压加热，使若定压加热，使P PH H2 2O O=P=P0 0，则，则 ppj j=0=02 2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。即即单单位位体体积积水水中中溶溶解解某某气气体体量量b b与与水水面面上上该该气气体体的的分分压压力力pbpb成成正正比，其表达式为：比，其表达式为：b=Kb=Kd dp pb b/p/p0 0 mg/L mg/L （5 56 6）3 3传热方程传热方程 创造能将水迅速加

13、热到除氧器工作压力下饱和温度的条件，传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：热方程为：Q Qd dK Kh hAt kJ/hAt kJ/h （5 57 7）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 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),(p),传质方程为：传质方程为：G=KG=Km mAp mg/h (5-8)Ap mg/h (5-8)若若p pO O2 2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

14、p,p,这是热除氧的充分条件这是热除氧的充分条件。二、热除氧器的构造二、热除氧器的构造 1 1对热除氧器构造的要求对热除氧器构造的要求:（1 1）为满足传热要求，需有足够的汽水接触面积）为满足传热要求，需有足够的汽水接触面积;（2 2）为满足传质要求，初期水应喷成水滴，后期要形成水膜，）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而且汽水应逆向流动，以保证有最大可能的pp；（3 3）要）要有足够空间，使汽水接触时间充分有足够空间，使汽水接触时间充分；（4 4）应及时将离析的气体排除，以减少水面上该气体分压力；）应及时将离析的气体排除，以减少水面上该气

15、体分压力；（5 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）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，产生返氧器压力下的饱和温度，产生返氧。2 2热除氧器的类型热除氧器的类型 表表5-4 5-4 热除氧器的类型热除氧器的类型 3 3典型热除氧器结构特点典型热除氧器结构特点 (1(1）大气压力式、立式淋水盘除氧器）大气压力式、立式淋水盘除氧器 图图5-4 5-4 大气压力式立式淋水盘式除氧头大气压力式立式淋水盘式除氧头 （2 2）喷雾、淋水盘填料式卧式高压降氧器）喷雾、淋水盘填料式卧式高压降氧器 图图5 55 5 喷雾淋水盘填料式卧式高压除氧器喷雾淋水盘

16、填料式卧式高压除氧器（3 3）蒸汽喷射式、卧式高压除氧器。）蒸汽喷射式、卧式高压除氧器。（4 4）无除氧头的除氧器）无除氧头的除氧器 图图5-7 5-7 一体化除氧器一体化除氧器 三、除氧器原则性热力系统及其计算三、除氧器原则性热力系统及其计算 图图5-8 5-8 除氧器不同运行方式的热经济性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：除氧器原则性热力系统时应考虑：除氧器的运行方式、除氧器的运行方式、相应给水泵组的配置相应给水泵组的配置 除氧器的系统连接除氧器的系统连接 1 1除氧器的运行方式除氧器的运行方式：定压和滑压两种方式，定压和滑压两种方式，滑压热经济性要好。滑压热经济

17、性要好。定压除氧器定压除氧器 不能满足最佳回热加热分配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滑压除氧器可以接近最佳分配表表5 55 5 三种机组的回热分配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）接近最佳分配组（滑压）接近最佳分配2 2 给水泵组配置（小汽轮机的选择）给水泵组配置（小汽轮机的选择）P168P168 拖动给水泵的工业汽轮机简称小汽轮机拖动给水泵的工业汽轮机简称小汽轮机 小汽轮机的汽源小汽轮机的汽源 ：新蒸汽、高压缸抽汽、冷再热蒸汽、热再热抽汽新蒸汽、高压缸抽汽、冷再热蒸汽、热再热抽

18、汽小汽轮机的型式有纯凝汽式、纯背压式、抽凝式、抽背式等。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 3 除氧器的热力计算及自生沸腾的防止除氧器的热力计算及自生沸腾的防止 1 1）除氧器的热力计算）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。依然遵循质量、能量守恒定律列出方程组求解。fw4d3f+lv+sg+c4 2 2）除氧器的自生沸腾现象及其防止办法除氧器的自生沸腾现象及其防止办法 a a4 4接近于接近于0 0 的情况下称为除氧器自生沸腾，无需抽汽。的情况下称为除氧器自生沸腾，无需抽汽。其

19、现象是：其现象是：抽汽逆止阀关闭，使除氧器进汽室停滞，破坏了汽抽汽逆止阀关闭，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。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：防范措施：（1 1）辅助汽水流量引至其他合适的加热器；）辅助汽水流量引至其他合适的加热器；（2 2）设高加疏水冷却器，降低其焓值后再引人除氧器；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，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、疏水比焓降低使其疏水量、疏水比焓降低 ；（四）除氧器汽源的连接方式（四）除氧器

20、汽源的连接方式 图图5 5一一11 11 除氧器汽源的连接方式除氧器汽源的连接方式 a a）单独连接定压除氧器）单独连接定压除氧器;(b;(b）前置连接定压除氧器；）前置连接定压除氧器；(c(c）滑压除氧器）滑压除氧器 1 1一切换阀；一切换阀；2 2一压力调节间；一压力调节间；3 3一回转隔板一回转隔板 四、无除氧器的热力系统四、无除氧器的热力系统 采用无除氧器热力系统提出的原因：采用无除氧器热力系统提出的原因：（1 1）蒸汽初参数的不断提高，汽轮机部分沉积物增加，主）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。要为氧化铜，可采用无铜管

21、的面式加热器，可减少铜腐蚀。（2 2）由于采用中性水处理）由于采用中性水处理NWTNWT有显著防腐效果，加入气态氧使金有显著防腐效果，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。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。的基础上发展起来的。图图5-l3 5-l3 无除氧器原则性热力系统无除氧器原则性热力系统 2 2无除氧器热力系统的优点无除氧器热力系统的优点 (1(1）无除氧器热力系统的经济性好。）无除氧器热力系统的经济性好。(2(2）保

22、证系统的安全可靠性。）保证系统的安全可靠性。(3(3）简化系统，降低投资，节约基建、运行费用。）简化系统，降低投资，节约基建、运行费用。（4 4）节省主厂房的三材耗费）节省主厂房的三材耗费。3 3我国的无除氧器热力系统我国的无除氧器热力系统 第五节第五节 除氧器的运行除氧器的运行 一，除氧器的安全运行一，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安全运行有重大影响（1 1）电负荷骤降时给水泵不汽蚀的条件式）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给水泵不汽蚀的基本条件是泵人口的有效汽

23、蚀余量 NPSHaNPSHa应大于必需的汽蚀余量应大于必需的汽蚀余量NPSHrNPSHaNPSHaNPSHrNPSHr (a(a）给水泵的）给水泵的NPSHaNPSHa、NPSHrNPSHr关系关系;（b b）NPSHrNPSHr一吸人口压降十流道压降一吸人口压降十流道压降 2 2骤降电负荷给水泵汽蚀的骤降电负荷给水泵汽蚀的H-H-图分析图分析图图5-17 5-17 骤降电负荷给水泵汽蚀的骤降电负荷给水泵汽蚀的H-H-图图 3 3滑压除氧器防止给水泵汽蚀的技术滑压除氧器防止给水泵汽蚀的技术 （1 1）提高静压头提高静压头H Hd d；（2 2）改善泵的结构，采用低转速前置泵；）改善泵的结构，采

24、用低转速前置泵；（3 3）降低下降管道的压降）降低下降管道的压降pp；(4(4）缩短滞后时间）缩短滞后时间T T；（5 5）减缓暂态过程滑压除氧器压力）减缓暂态过程滑压除氧器压力PdPd下降。下降。二、除氧器运行参数监督及其启停二、除氧器运行参数监督及其启停 1 1溶解氧的监督溶解氧的监督 2 2除氧器压力监督除氧器压力监督 3 3水位调节水位调节 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。水位过低，影响锅炉上水和安全。（二）防止除氧器超压爆破（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（三）单元机组除氧器的全面性热力系统 图图5-19 5-19 单元机组除氧器的全面性热力系统单元机组除氧器的全面性热力系统