汽轮机除氧器系统培训教材.doc

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1、汽轮机除氧器系统培训教材13.1 概述凝结水在流经负压系统时，在密闭不严处会有空气漏入凝结水中，加之凝结水补给水中也含有一定量的空气，这部分气体在满足一定条件下，不仅会腐蚀系统中的设备，而且使加热器及锅炉的换热能力降低。为了防止给水系统的腐蚀,主要的方法是减少给水中的溶解氧，或在一定条件下适当增加溶解氧，缓解氧腐蚀，并适当提高给水PH值，消除CO2腐蚀。除氧方法分为化学除氧和热力除氧两种，电厂常用以热力除氧为主，化学除氧为辅的方法进行除氧。除氧器是利用热力除氧原理进行工作的混合式加热器，既能解析除去给水中的溶解气体；又能储存一定量给水，缓解凝结水与给水的流量不平衡。在热力系统设计时，也用除氧器

2、回收高品质的疏水。化学除氧分两种：机组正常运行时，采用加氨、加氧联合水处理方式（即CWT工况），这时除氧器完成加热器的作用，并除去其它水融性气体；而在启动阶段或水质异常的情况下，采用给水加氨、加联胺处理（即AVT工况），降低水中的氧含量，减缓氧腐蚀，这时除氧器既完成加热给水的功能，又起到除氧的作用。水箱支座设三支座，两端滚动，中间限位,支座间距10.5m。内设进水导流管，再热沸腾管，低压给水管道入口处设有防涡流装置。整套设备还配有调节系统各附件、安全阀、调节阀、截止阀及其它测量显示仪表。除氧器的设计应满足以下几点要求：除氧能力满足最大负荷的要求、水容积足够大且有一定裕量、设有防止超压和水位过高

3、的措施。除氧器的汽源设计决定于除氧器系统的运行方式。当除氧器以带基本负荷为主时，多采用定压运行方式，这时，供汽汽源管路上设有压力调节阀，要求汽源的压力略高于定压运行压力值，并设有更高一级压力的汽源作为备用。这种方式节流损失大，效率较低；而以滑压运行为主的除氧器，其供汽管路上不设调节阀，除氧器的压力随机组负荷而改变。因不发生节流，其效率较高。河曲二期工程除氧器采用滑压运行方式，设有二路汽源：四段抽汽和辅汽。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，为现滑压运行方式。而辅汽供汽管路上设压力调节阀，用于除氧器启动定压运行时的压力调节(右图)。13.2 除氧器工作原理亨利定律指出：当

4、液体和气体处于同一平衡状态时，在温度一定的情况下，单位体积液体内溶解的气体量与液面上该气体分压力成正比。当水温升高时，水的蒸发量增大，水面上水蒸汽的分压力升高，气体分压力相对下降，导致水中的气体不断析出，达到新的动平衡状态，除氧器就是利用这种原理进行除氧的。道尔顿定律指出：混合气体的全压力等于各组分气体分压力之和。对于给水而言，水面上混合气体的全压力，等于气体的分压力与蒸汽的分压力之和。可见当增加水面上混合气体中水蒸汽的量时，就可降低氧气的分压力，为除氧创造条件。水达到饱和温度时，水面上蒸汽的分压力接近于其混合气体的总压力，而不凝结气体的分压力接近于零，这样水中溶解的气体就会不断的排出水面，直

5、至达到此温度和压力下的平衡状态。热力除氧过程是个传热和传质的过程，传热过程是把水加热到除氧器压力下的饱和温度，传质过程是将水中的气体分离析出。气体的析出方式大致有两种：一种是在除氧的初始阶段，气体以小气泡的形式从水中逸出。此时水中气体的含量较多，其分压力大于水面以上气体的分压力，气体会以气泡的形式克服水的粘滞力和表面张力析出，如此除去水中8090的气体。另一种是气体以扩散形式从水中逸出。经过初级除氧的给水中仍含有少量气体，这部分气体的不平衡压差很小，气体离析的能力较弱，为达到深度除氧目的，可适当增加水的表面积，缩短气体析出路径，强化水中气体的析出。为达到良好的热力除氧效果，必须满足以下条件：第

6、一：有足够量的蒸汽将水加热到除氧器压力下的饱和温度；第二：及时排走析出的气体，防止水面的气体分压力增加，影响析出；第三：增大水与蒸汽接触的表面积，增加水与蒸汽接触的时间，蒸汽与水采用逆向流动，以维持足够大的传热面积和足够长的传热、传质时间。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，在初级除氧区水膜与上行的蒸汽充分接触，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，聚集在喷嘴附近。为防止氧气积聚过多，在每个喷嘴的周围设有排气口，以及时排出析出的氧气；经初级除氧的水在水箱下部汇集，深度除氧在水面以下进行的，利用引入水面以下的蒸汽将水加热、沸腾，实现深度除

7、氧。除氧过程析出的气体经排气管排出，除氧后的水则在水箱内与回收的疏水等混合。这种喷雾除氧的优点在于其除氧效率几乎不受水温的影响。13.3 除氧器介绍 1.除氧器结构除氧器主要部件有壳体、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。2.除氧器性能正常运行时，除氧器的储水量能维持BMCR工况运行510分钟；除氧器在正常运行情况下（滑压运行），除氧器出口含氧量5g/l；除氧器排汽损失（T-MCR）工况：140Kg/h。3.除氧器喷嘴除氧器的两侧分别安装有一个蝶型stork恒速喷嘴，凝结水分两路引入这两个喷嘴。喷嘴使凝结水形成适当的水膜（约30cm），以获得最佳直

8、径的水滴，达到既增大水与蒸汽的接触表面积，又缩短了气体离析路径的效果。（右图为喷头结构）每只喷嘴的最大出力是1200t/h，压降为0.06MPa。4.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1.3MPa，另一只1.4MPa。单个安全阀的通流量为52.827t/h。5. 溢流管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。因此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。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。6.除氧器供汽方式如前所述，河曲二期工程除氧器采用滑压

9、运行方式，滑压运行时其压力跟随机组的负荷而变化，其抽汽管路上只有防止汽轮机进水进汽的电动关断阀与逆止阀，不设调节阀。7.蒸汽平衡管与逆止阀除氧器的两路汽源四抽和辅汽均引入底部，任一路均能满足除氧和加热的要求。为避免蒸汽管内返水，在每个加热蒸汽管路上均设一路蒸汽平衡管，平衡管上装有逆止阀，正常运行时供汽管内的压力大于除氧器内部压力，逆止阀关闭，蒸汽经供汽管引入水面以下；当供汽压力突降使除氧器内部压力高于供汽管道内压力时，在此压差的作用下逆止阀打开，使除氧器内部压力降至供汽管内的压力，防止因除氧器的压力过高，使水箱内的给水返入蒸汽管内。13.4 设备规范项目除氧器型式无头内置式型号YY2250内置

10、式除氧器除氧器出力（t/h）2250除氧器水箱有效容积m3 235壳体、封头材料Q345R设计压力（MPa）1.5设计温度390直径/长度/厚度mm3800/31036 /28重量（净重）kg117000满水重 kg481000运行重 kg37200013.5 除氧器运行在机组启停过程中，除氧器定压运行，借助辅汽将除氧器压力维持在0.25MPa。当四抽压力满足要求时，切换至四抽供除氧器汽源，进入滑压运行阶段。正常运行时用主机四段抽汽维持除氧器滑压运行，滑压运行范围是0.25MPa至1.219MPa。停机过程中，除氧器汽源由四抽切为辅汽带，维持0.25MPa定压运行。当遇到汽机跳闸，当除氧器压力

11、降至0.25Mpa时，辅助蒸汽调节阀自动开启，辅助蒸汽投入。除氧器水位的调节主要通过凝泵变频器来完成，当除氧器负荷很低情况下，凝泵变频与除氧器上水调阀配合调整。并设有水位联锁和保护装置。除氧器上水加热1.当凝结水系统冲洗合格后方开始除氧器上水。2.除氧器冲洗可与给水系统的冲洗同时进行，除氧器出口给水含铁量50g/l，悬浮物含量10g/l时，冲洗合格。3.将凝泵变频维持较低频率，开启除氧器上水旁路调阀向除氧器上水至正常水位，然后将除氧器上水旁路调阀投入自动，除氧器上水旁路调阀自动维持除氧器水位在设定值。4.启动一台汽前泵，部分开启汽前泵出口再循环门（流量在300-550t/h间，过大则汽泵再循环

12、联关，流量过小汽前泵可能出现串轴，小机启动时将流量降低至300t/h左右），对除氧器内的水进行循环。5.上水完毕后缓慢开启辅汽至除氧器的供汽调阀，除氧器升温升压。除氧器加热过程中，注意控制升温升压速度，防止除氧器振动。温升率要求小于10/min，升压速率小于2Kpa/min，将除氧器水温加热到锅炉对上水水温的要求。6.当除氧器压力接近0.25MPa时，将除氧器的压力调节阀投入自动，除氧器压力调阀自动维持除氧器定压运行。7.当除氧器水温达到111，根据给水的溶氧量可关闭除氧器的启动排氧门，调整除氧器连续排汽门的开度，减少汽水损失约2-5圈。8.当锅炉上水时，除氧器处理的水量增多，这时特别注意除氧

13、器的振动，进水量不可突然增加过多。除氧器停运正常停机时，随着机组负荷的降低，除氧器的压力、温度和进水量逐渐下降，当负荷降到定压区间，除氧器汽源切至辅汽，维持除氧器定压0.25MPa运行。并监视除氧器水位、压力和温度与机组负荷相适应，根据需要减少除氧器的上水量至零，并退出除氧器加热装置。除氧器的汽源切换二期辅汽联箱至除氧器加热汽源、至小机备用汽源以及本机四抽至辅汽联箱供汽管道均为一根管道，故二期机组在进行除氧器汽源切换时应密切注意辅汽联箱压力以及小机调门开度，给水流量，防止小机调门开度过大，或给水流量降低至跳闸值。同时除氧器汽源切换时应当保持两台小机同时上水，尽量避免单台小机上水。除氧器汽源切换

14、时达到规定负荷机组稳定后即进行汽源切换，防止机组负荷高导致小机、除氧器用汽大量增加，增加除氧器汽源切换难度。在机组允许除氧器汽源进行切换后，开启四抽至各用户管道疏水门，注意小机调门开度变换，及辅汽压力；确认辅汽联箱压力高压四抽压力，开启四抽两个逆止门、电动门。缓慢开启四抽至除氧器加热电动门，注意除氧器温度、压力变化，以及小机调门开度、小机转速变化，如发现小机调门开度增加过大或增加过快，应稍微关小四抽至除氧器加热电动门，并逐渐关小辅汽至除氧器加热调门，直至小机调门开度减小，或辅汽压力增加；当全关辅汽至除氧器加热压力调门、全开四抽至除氧器加热电动门后。检查小机运行正常；逐渐关小辅汽至四抽管道调门，

15、并注意小机调门开度、给水流量变化，直至辅汽至四抽管道调门全关；除氧器汽源切换结束。当机组负荷在70%以上后，检查四抽压力大于或等于辅汽压力逐渐开启辅汽至四抽管道调门。直至全开；开启辅汽至四抽管道调门旁路电动门，关闭辅汽至四抽管道调门，辅汽系统随本机滑压运行。除氧器运行中的典型异常和事故除氧器运行中的典型异常和事故主要有压力、水位异常、除氧器振动等。除氧器压力异常，除氧器压力异常表现为压力的突升和突降。压力突升的原因，可能是除氧器的进水量突降、机组超负荷运行、高加疏水量大、除氧器的压力调节阀失灵等。发生压力突升时，应立即检查原因，并作相应处理，必要时可手动调节除氧器压力，避免除氧器超压运行持续。当除氧器压力突降时，应立即检查除氧器的进水量、压力与负荷是否适应；若加热汽源是辅汽，注意监视辅汽压力调节阀的动作是否正常，必要时可手动调节。除氧器水位异常除氧器水位异常变化主要是由进、出水失去平衡和除氧器内部压力突变引起的；这时应找出主要因素并针对处理，不可盲目调节，防止除氧器满水。