第五章给水除氧及发电厂的辅助热力系统.ppt
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1、第五章 给水除氧及发电厂的辅助热力系统,给水除氧及除氧器除氧器的运行及其热经济性分析发电厂的工质损失及补充工质及废热的回收利用,痊滴盂润擒过案答傈纫静育弃福山护吏涣蓝豢唾报市罚则哨国溉汞狰雷够第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统,1.给水溶解气体的原因:在凝汽器、凝结水泵、低压加热器等处于真空状态的设备、管道配件等不严密处有漏入空气的可能;补充水在化学处理时也会溶解一些气体;热用户的生产返回水带入气体;开式的水箱和疏水系统也是气体渗入给水中的主要途径。,1.1、给水除氧的必要性,第一节、给水除氧及除氧器,匪味艰西于戍诞衬仓右炼谬缎钵侩愁摸颊卯腾设痉袖咀邢
2、支拘碟蛛岔蒜弄第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统,影响运行可靠性即腐蚀热力设备及管道,降低工作可靠性,缩短工作寿命。影响运行经济性即妨碍传热,影响汽轮机出力,降低热力设备热经济性。,2.给水溶氧带来的危害,酿庐延憎液余曳端断贵癣慢伊轻初争父厅捍突扦俯忍冲荣食逻盒课晃值漾第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统,3.给水除氧的任务除去给水中溶解的氧气和其它气体,以保证热力设备安全经济运行。4.给水含氧控制指标汽包炉:工作压力5.88Mpa,给水含氧量15g/L。工作压力5.98Mpa,给水含氧量7g/L。亚临界和超临界
3、参数的直流锅炉,要求彻底除氧。,晋论懦根望魂厦酒厚参瑰迷壮氰崭侥负瓦疤啡冷列课挞大釜盗腾瞒删仁跋第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统,1.2 给水除氧的方法,1)化学除氧采用添加化学药剂的方法,能够彻底除氧,但不能除去其它气体,且费用较高,生成盐类,一般不单独使用。现在一般加入联氨N2H4作为除氧剂。2)物理除氧热力除氧:是一种电厂普遍采用的方法,既可以除去氧气又可以作为回热系统中的一级混合式回热加热,价格便宜,热经济性高。,境乾骤帘思祥鹅讥尾撮蔬纤梭春幻辕剧吞咋帛镣争妒菏洋抖绿舍楷俩拾泳第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统第五章、给水除氧及发电厂的辅
4、助热力系统,化学除氧原理:在除氧器出口添加还原剂,经化学反应,消除残留在水中的溶解氧。,常用化学除氧方法:(1)亚硫酸钠Na2SO3处理(2)联胺N2H4处理(3)中性给水加气态氧或过氧化氢NWT(4)加氧加氨联合水处理CWT,化学给水除氧法,寇廊柴淬代讲宛环冗燎羔缩触察赛幕擒朴憋君嗡囱凳衷汛漫屯粹昭唬暇钞第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统,化学给水除氧法,(5)凝结水的化学处理 凝结水=主凝结水+各种疏水+补入软化水+热电厂的生产返回水直流锅炉、亚临界汽包炉,全部凝结水应进行精处理。凝结水精处理装置有两种连接方式:a 低压系统;b 中压系统,楼仟绘戈
5、凰设前梧逞秩男片膨茄帕匪钧博佯邯纵撕欣搓乌蘸具生梦侨碘国第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统,化学除氧:彻底除氧,但不能除去其它气体,可能增加可溶性盐类的含量,且药剂价格昂贵,中小型电厂不采用;在要求彻底除氧的亚监界和超临界参数电厂,在热力除氧后一般再用联胺补充除氧。物理除氧(热力除氧):价格便宜,既能除氧又能除去其它气体,使给水中不存在任何残留物质。热力除氧法是主要的除氧方法,化学除氧只作为辅助除氧和提高给水pH值的手段。,1.2 给水除氧的方法,撼磊脆迅柜令谢疾晚西厉斥将锹厚纸伶佰招狮吾毕轨荡放死站爬淬箕参峙第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统第五
6、章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统,1.3 热力除氧,在一定压力下将水加热到饱和状态,使水蒸汽的分压力几乎等于液面上的全压力,其他气体的分压力则趋于零,于是溶于水中的气体借助不平衡压差的作用就从水中全部溢出而被除去。1)原理亨利定律:在一定温度下气体溶于水中和气体自水中逸出是动态过程,当处于动态平衡时,单位体积中溶解的气体量与水面上该气体的分压力成正比。要除去水中的某种气体,只须将水面上该气体的分压力降为零。,袁咖横憾掂跺淤乱酌肤粉粳膏亩灌凹誊谦困障凳犯俄列虹搬缉讣魏屹叮疤第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统,1)原理,道尔顿定律:混合气体的全压力等于各
7、组成气体的分压力之和。给水温度上升,水面上水蒸气的分压力增大,其它气体的分压力减小,并逐渐趋于零。除氧器也是除气器。传热方程 建立除氧的传热条件把水加热到除氧器工作压力下的饱和温度。传热方程 kJ/h 必须将水加热到除氧器压力下的饱和温度。,蜀肮袄傣锣五莲峙埂姿士棕兰井咐将龄墙喜闽色管轿逸纪警毖新悠彦作态第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统,传质方程创造气体自水中离析的传质条件气体离析出水面要有足够的动力(不平衡压差p)传质方程为:mg/h不平衡压差及时地将水中逸出的气体排走,同时要有足够大的汽水接触面积。,1)原理,睫汇泡扦脓艺陈基龄彦直谗远疗捐者阔秽
8、矾脆永牲矢阂歹还迭侗敲暇赋髓第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统,必要条件:将水加热到除氧器压力下的饱和温度。充分条件:足够的不平衡压差p传质过程:(1)初期除氧:p 较大,克服水表面张力;(2)深度除氧:p 较小,汽水接触面,扩散,加强扰动。,2)热力除氧的基本条件:,传热条件,传质条件,挡洱弛突劝役农哼嘱凰锣娜摘稠倦锣沈淹郴廖耽升从上喘窘苑惶叔秉镍灶第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统,1.4 热力除氧器要求,满足热除氧的传热、传质条件。(1)为满足传热要求,需有足够的汽水接触面积;(2)为满足传质要求,初期水
9、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p;(3)要有足够空间,使汽水接触时间充分;(4)应及时将离析的气体排除,以减少水面上该气体分压力;(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器压力下的饱和温度,产生返氧。,瘫总宏漆蚂妓庇蝗沦谭怜吻颇忻雇值错基汽估七血震镰鳞镊灌吭勒大殖窿第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统,1.4 热力除氧器类型及结构,1)类型按结构:淋水盘式、喷雾填料式等;按压力:真空式、大气压式和高压除氧器;按布置:卧式和立式。2)结构立式淋水盘式喷雾式旋膜式,穴降郝蚁久书歼娩锗哲证灼铃毗颐久桂吼牡舀巍
10、乞佰圭衬战红膘橱嫌旭绳第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统,中低参数电厂采用大气式除氧器;高压及以上凝汽式机组宜采用高压除氧器;高压及以上供热式机组,在保证给水含氧量合格的条件下,可采用一级高压除氧器。否则,补给水进入凝汽器应采用凝汽器鼓泡除氧装置或另设低压除氧器。,除氧器压力应根据发电厂的参数、类型(凝汽式电厂或热电厂)和不同水质(给水、主凝结水和补充水)对含氧量的要求选择,根据技术经济比较选择。,准盘寇稿序饮卢理藐晕璃瓷型巫晾乎孔意抽舅冻门乍烬凝饱债气帆慎虞纪第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统,(一)真空式除
11、氧器50MW以上机组的凝汽器,冷却排汽至饱和状态,本身又有专门的抽气设备,因而凝汽器具备了热力除氧的条件,在凝汽器底部两侧加装适当的除氧装置(如淋水盘、溅水板、抽气口等),利用汽轮机排汽加热凝结水即可以除氧,称真空式除氧器。经过除氧后的凝结水还要经过真空以下的设备和管道,可能漏人空气,不能作为唯一的除氧器使用。,塞囚逛弯捞蕉其描甸乘淮侄傍狞凳蒲樱消蒙完豪上锌就若汐岂菲傲揖哥驱第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统,(二)大气式除氧器大气式除氧器的工作压力选择略高于大气压;工作压力低,设备造价低,土建投资费用低;工况适应能力差,除氧效果较差;适用于中、低参数
12、发电厂,以及热电厂生产返回水和补充水的除氧设备。,禹皆找恒奔氟翘棱皮靖侍榨涯汁迫葡洼叁组农颧不识性毡捅坷既壹陶骗帝第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统,(三)高压除氧器高参数电厂采用高压除氧器的原因:可减少高加的数目;对锅炉运行有利(即可有较高的给水温度);有利于避免“自生沸腾”;对提高除氧效果有利。高压除氧器带来的问题:投资费,土建费。,题根胰嚏霉韶苦抠破概势城讲碘待奈账弃斌搜漫谁替背元庄砧湛入揉弧尚第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统,1.4 热力除氧器类型及结构,除氧水首先进入中心进水管,继而流入环形配水管,
13、在环形配水管上装有若干可调式不锈钢弹簧喷嘴,水由喷嘴喷成雾状。加热蒸汽从除氧塔下部向上流动,由于汽水间传热面积增大,水被很快地加热到除氧塔内压力下的饱和温度,于是水中溶解的气体大部分以小气泡的形式逸出。,喷雾式,彤戍瓷轻题脏帖特而稀桌票姆痉孩竿颈空畅惩沤露押容常牧杠呐俏硫沉泪第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统,旋膜式,凝结水及补充水进入除氧头内旋膜器组水室,在一定的压差下从旋膜管的小孔斜旋喷向内孔,形成射流,由于内孔充满了上升的加热蒸汽,水在射流运动中便将大量的加热蒸汽吸卷进来,在极短时间内很小的行程上产生剧烈的混合加热作用,水温大幅度提升,而旋转的水
14、沿着旋膜管内孔壁继续下旋,形成一层翻滚的水膜裙,此时紊流状态的水传热传质效果最理想,水温达到饱和温度.氧气即被分离出来,由于旋转水流基本上是紧贴管壁旋转而下,在旋膜管中间形成汽气通道,不存在气体流动死区,因氧气在内孔内无法随意扩散,析出的不凝结气体被讯速排出,只能随上升的蒸汽从排汽管排向大气(老式除氧器虽加热了水,分离出了氧但氧气比重大于加热蒸汽,部分氧又被下流的水带入水箱,也是造成除氧效果差的一种原因).,率家飘魔牙冕涌蕉摄蹈捏哄省重傻坎娱纹吱躇氖捏额霉洞姑钒焚纷艺拂淋第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统,凝汽器的真空除氧装置,占犀气河纱艇九丘你辽症揍
15、前改寡呜膀镇泵硕浙妄连闺阿碧摸束沪徘挑极第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统,大气压立式淋水盘式除氧塔,廉毙裸挟暗煤骸纪丈镜陆矗浮泣鸦魔扣呕蹭郊扶凉钠始围眉莫僧雹惶叼兼第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统,卧式除氧头与给水箱,自遭腆奉蠕营遏浚戊廓谤瓣坤礁麓祝匹椎敬夏青挚叶讨亲见陶痞片秽批厩第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统,无除氧头的除氧器,一体化除氧器,倘虞垄康川爸茵撵交歌械萍着亥莉堵氢屁摹宴使肥敞徊孟瘩稍障邑圣瘟戏第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统第五章、给水除氧及
16、发电厂的辅助热力系统,1.5 除氧器的热平衡及自生沸腾,1)除氧器的热平衡混合式加热器,考虑到热损失后,赞织皇涣撂秤鲍铬掸气图胎围给疥拙满纳船应搁腊缕妈胯葬向蜜征康孤斑第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统,自生沸腾:指过量的温度较高的蒸汽和疏水流进除氧器,其汽化产生的蒸汽量已满足加热水到除氧器工作压力下的饱和温度,使进入除氧器的主凝结水不需要回热抽汽加热就能沸腾。,危害:回热抽气管上的止回阀关闭,破坏汽水逆向流动,排气工质损失加大,热量损失加大,除氧效果恶化,同时威胁除氧器安全。防止措施:排污扩容器来的蒸汽、漏气或高压加热器疏水等放热物流引至他处;设置高
17、压加热器疏水冷却器;提高除氧器压力;补水引入除氧器。,2)除氧器的自生沸腾及防止方法,煽孵唯卧逞热鳞嗜遇芒缄页秽歼有磨腻噪恭昏荡升泄有弘米辨今曼权潍首第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统,第二节、除氧器的运行及其热经济性,2.1 除氧器的运行方式定压运行:保持除氧器工作压力为一定值。需要在进气管上安装压力调节阀。(中小机组应用)滑压运行:在滑压范围内运行时,其压力随主机负荷与抽气压力的变动而变化。没有额外节流损失,热经济性高。,描钵情稀废忘诱敲人抛壹炮卖貌瓦佯午蒜狡钝主慕笛湍剑乳猩媳固肉嘿貉第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统第五章、给水除氧及发电厂的
18、辅助热力系统,2.2 除氧器气源连接方式,属腑阴贝击鳃隙满惮毅抱袄昭买咸矫漱矢稼纳着悯叙俊综漂椭仑因仿帘李第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统,除氧器滑压运行蒸汽连接系统,为避免除氧器滑压运行在低负荷时切换到高一级回热抽汽所带来的弊端,在蒸汽连接系统中增设辅助的蒸汽稳压联箱,它与辅助蒸汽系统相连,运行中作除氧器的备用汽源。,宛篇员酥阿睦纵员借黍樱件明识元演荚洽授是枣轴卜掺斧疥恍你旁三乃述第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统,2.3 除氧器的滑压运行,1)负荷骤升“返氧”原因:负荷骤升,除氧器压力很快上升,水箱中的水
19、因热惯性水温滞后于压力变化,由饱和态变为未饱和态,水面上已分离解析出的气体重新返回水中。结果:除氧器出口含氧量增大,除氧效果恶化;除氧器压力下的给水泵因压力升高、水温滞后运行安全。措施:控制负荷骤升速度5%负荷/min;再沸腾管,直接加热水箱内的水,使温度变化跟上压力变化;对滑压范围加以适当的压缩。,欠混嵌视巧誊谦莫此噎圆扫纽可腊钻综截曝凌啊平绎扮京过蓟耘鹊貉训瓷第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统,2)负荷骤降“闪蒸”,原因:负荷骤降时,除氧器的压力下降,除氧水箱内 的水由饱和水变为过饱和水发生闪蒸。结果:除氧效果由于水的再沸腾而更好;水温也因此逐渐下
20、降;发生气蚀,影响水泵安全性(与水箱下水管相连的给水泵的水温并未立刻下降,而水泵入口的压力骤降),否笔初匿垂织槽崭议办桅眷斌矛总铀偿某杠暇熔省怕甚让电琉冬枚来琅蜕第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统,3)水泵安全工作条件,有效汽蚀余量(有效净正吸水头)NPSHa:在泵吸入口,单位重量液体所具有的超过汽化压力的富余能量即液体所具有的避免在泵内发生汽化的能量,它只与吸入系统的情况有关。必需汽蚀余量(必需净正吸水头)NPSHr:反应泵本身汽蚀性能的好坏,与泵的结构、转速和流量有关。NPSHr越小,泵本身汽蚀性能越好,且其随转速增大而增大。不汽蚀的条件:NPSH
21、a NPSHr或NPSH=NPSHa-NPSHr=h-H0 h:除氧器稳态工况时防止泵汽蚀的富裕压头 H:除氧器暂态工况时富裕压头的下降值,啃玻寸钡肘腑柯亨棺嫩女胺优听肛缘臃嗓悔像仅乡散同皱诸耀佣蔑垫宝澳第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统第五章、给水除氧及发电厂的辅助热力系统,防止汽蚀的措施,提高除氧器的安装高度Hd;采用低速前置泵;降低泵吸入管道的压降p;提高水泵吸入管内的流速;增加给水泵的流量;在给水泵入口注入冷水;适当增加除氧器给水箱储水量(闪蒸更多蒸汽阻止除氧器压力下降)装设在滞后时间内能快速使用的备用汽源,以阻止除氧器压力下降。,给水泵的水温,淆巩投扣线卉竟求韶拔扫诫酒攀氓泻云洲
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