第二章 发电厂的回热加热系统PPT讲稿.ppt

第二章 发电厂的回热加热系统1第1页，共68页，编辑于2022年，星期三21 回热加热器的型式回热加热器的型式回热循环回热循环 由回热加热器、回热抽汽管道、水管道、由回热加热器、回热抽汽管道、水管道、疏水管道组成的一个加热系统疏水管道组成的一个加热系统类型类型按内部汽、水接触方式的不同按内部汽、水接触方式的不同 混合式加热器：汽水直接接触混合式加热器：汽水直接接触 表面式加热器：汽水不接触，通过金属壁面换热表面式加热器：汽水不接触，通过金属壁面换热 按受热面的布置方式按受热面的布置方式 立式加热器立式加热器 卧式加热器卧式加热器第2页，共68页，编辑于2022年，星期三（一）混合式与表面式加热器比较（一）混合式与表面式加热器比较（1）热经济性）热经济性混合式高混合式高（2）结构）结构混合式简单混合式简单（3）除氧）除氧表面式不可以除氧表面式不可以除氧（4）回热系统复杂性及可靠度）回热系统复杂性及可靠度混合式复杂：水泵、水箱混合式复杂：水泵、水箱第3页，共68页，编辑于2022年，星期三（二）回热系统（二）回热系统1 1、全表面式加热器回热系统全表面式加热器回热系统第4页，共68页，编辑于2022年，星期三2 2、全混合式加热器回热系统全混合式加热器回热系统第5页，共68页，编辑于2022年，星期三3 3、带有两组重力布置方式的混合式、带有两组重力布置方式的混合式加热器回热系统加热器回热系统第6页，共68页，编辑于2022年，星期三4 4、高、低加热器为表面式的系统、高、低加热器为表面式的系统第7页，共68页，编辑于2022年，星期三 pc p1 p2 p3 p4 p5 p7 p65 5、全部低压加热器为混合式的系统、全部低压加热器为混合式的系统第8页，共68页，编辑于2022年，星期三12345678CH1H2H3H4H5H6H7H8SG2SG1至C6 6、带有部分混合式低压加热器的热力系统、带有部分混合式低压加热器的热力系统第9页，共68页，编辑于2022年，星期三（四）加热器的结构（四）加热器的结构1 1、表面式加热器、表面式加热器疏水疏水 表面式加热器中加热蒸汽在管外冲刷放表面式加热器中加热蒸汽在管外冲刷放热后的凝结水热后的凝结水端差（上端差、出口端差）端差（上端差、出口端差）表面式加热器管内流表面式加热器管内流 动的水吸热升温后的出口温度与疏水温度之差动的水吸热升温后的出口温度与疏水温度之差分类：分类：布置方式：卧式、立式布置方式：卧式、立式水的引入引出方式：水室结构、联箱结构水的引入引出方式：水室结构、联箱结构第10页，共68页，编辑于2022年，星期三（1 1）水室结构加热器（）水室结构加热器（U U形管管板式加热器）形管管板式加热器）用途：低压加热器、用途：低压加热器、中小机组高压加热器中小机组高压加热器第11页，共68页，编辑于2022年，星期三管板管板UU形管束卧式高压加热器结构示意形管束卧式高压加热器结构示意 1-U1-U形管；形管；2-2-拉杆和定距管；拉杆和定距管；3-3-疏水冷却段端板；疏水冷却段端板；4-4-疏水冷却段进口；疏水冷却段进口；5-5-疏水冷却段隔板；疏水冷却段隔板；6-6-给水进口；给水进口；7-7-人孔密封板；人孔密封板；8-8-独立的分流隔板；独立的分流隔板；9-9-给水出口；给水出口；10-10-管板；管板；11-11-蒸汽冷却段遮热板；蒸汽冷却段遮热板；12-12-蒸汽进口；蒸汽进口；13-13-防冲板；防冲板；14-14-管束保护环；管束保护环；15-15-蒸汽冷却段隔板；蒸汽冷却段隔板；16-16-隔板；隔板；17-17-疏水进口；疏水进口；18-18-防冲板；防冲板；19-19-疏水出口疏水出口 第12页，共68页，编辑于2022年，星期三2 2、混合式加热器结构、混合式加热器结构除氧器除氧器分类：卧式、立式分类：卧式、立式蒸汽入蒸汽入口口凝结水出凝结水出口口凝结水凝结水进口进口汽水混合物汽水混合物出口出口第13页，共68页，编辑于2022年，星期三加热蒸汽进口加热蒸汽进口凝结水进口凝结水进口凝结水出口凝结水出口1-1-加热蒸汽进口加热蒸汽进口；2-2-凝结水凝结水进口进口；3-3-轴封来汽；轴封来汽；4-4-除氧除氧器余汽；器余汽；5-35-3号加热器和热号加热器和热网加热器的余汽；网加热器的余汽；6-6-热网加热网加热器来疏水；热器来疏水；7-37-3号加热器号加热器疏水；疏水；8-8-排往凝汽器的事故排往凝汽器的事故疏水管；疏水管；9-9-凝结水出口；凝结水出口；10-10-来自电动、汽动给水泵来自电动、汽动给水泵轴封的水；轴封的水；11-11-止回阀的排止回阀的排水；水；12-12-汽、气混合物出口；汽、气混合物出口；13-13-水联箱；水联箱；14-14-配水管；配水管；15-15-淋水盘；淋水盘；16-16-水平隔板；水平隔板；17-17-止回阀；止回阀；18-18-平衡管平衡管 第14页，共68页，编辑于2022年，星期三22、表面式加热器及系统的热经济性、表面式加热器及系统的热经济性（一）表面式加（一）表面式加热器的端差热器的端差 1加热蒸汽加热蒸汽2汽测压力汽测压力 下的饱和状态下的饱和状态tsj 疏水温度疏水温度twj+1 进入加热器的凝结水温度进入加热器的凝结水温度twj离开加热器的凝结水温度离开加热器的凝结水温度 端差：端差：=tsj twj分析：分析：，热经济性，热经济性1 1）t twjwj不变，不变，t tsj sj ，回热抽气压力，回热抽气压力 ，Xr Xr，热经济性变好，热经济性变好2 2）t tsjsj不变，不变，t twj wj，其结果是减小了压力较高的回热抽气做功比而增加了压力，其结果是减小了压力较高的回热抽气做功比而增加了压力较低的回热抽汽做功比，热经济性改善较低的回热抽汽做功比，热经济性改善。t,CtabA,m212abtwj+1twjtsj12第15页，共68页，编辑于2022年，星期三表面式加表面式加热器端差的选择热器端差的选择端差与换热面积的关系：端差与换热面积的关系：换热面积换热面积A，无过热蒸汽冷却段：无过热蒸汽冷却段：=36C有过热蒸汽冷却段：有过热蒸汽冷却段：=-12Ct,CtabA,m212abtwj+1twjtsj12第16页，共68页，编辑于2022年，星期三（二）抽汽管道压降（二）抽汽管道压降pj及热经济性及热经济性抽汽管道压降抽汽管道压降ppj j汽轮机抽汽口压力汽轮机抽汽口压力p pj j和和j j级回热加热器内汽级回热加热器内汽侧压力侧压力p pj j之差，即之差，即影响因素：蒸汽流速、局部阻力影响因素：蒸汽流速、局部阻力一般一般 p pj j不大于抽汽压力不大于抽汽压力p pj j的的10%10%大容量机组取大容量机组取4%4%6%6%分析：分析：p pj j ，p pj j、t tsjsj,则则t twjwj ，压，压力较高的抽气量力较高的抽气量 ，本级抽气量，本级抽气量，X Xr r，则热经济性则热经济性twj+1twjtsjjj+1第17页，共68页，编辑于2022年，星期三（三）蒸汽冷却器及其热经济性分析（三）蒸汽冷却器及其热经济性分析必要性：高参数，大容量机组的发展和再热的采用，较大提高了中、低压缸必要性：高参数，大容量机组的发展和再热的采用，较大提高了中、低压缸部分回热抽汽的过热度，使再热后各级回热汽水换热温差增大，不可逆损失部分回热抽汽的过热度，使再热后各级回热汽水换热温差增大，不可逆损失加大，削弱了回热的效果加大，削弱了回热的效果1 1、蒸汽冷却器作用、蒸汽冷却器作用 回热加热器内汽水换热的不可逆损失回热加热器内汽水换热的不可逆损失 加热器出口水温，加热器出口水温，端差端差，热经济性热经济性2 2、蒸汽冷却器类型、蒸汽冷却器类型内置式蒸汽冷却器内置式蒸汽冷却器：与加热器本体合成一体：与加热器本体合成一体（过热蒸汽冷却段）（过热蒸汽冷却段）外置式蒸汽冷却器外置式蒸汽冷却器：具有独立的加热器外壳，布置灵活：具有独立的加热器外壳，布置灵活第18页，共68页，编辑于2022年，星期三(b)(a)(a)内置式；内置式；(b)(b)外置式，外置式，SC2SC2与主水流并联；与主水流并联；(c)(c)外置式，外置式，SC2SC2与主水流串联与主水流串联第19页，共68页，编辑于2022年，星期三（1 1）内置式蒸汽冷却器（过热蒸汽冷却段）内置式蒸汽冷却器（过热蒸汽冷却段）优点：简单，投资小优点：简单，投资小缺点：冷却段面积小，只能提高本级出口水温，热经济性改缺点：冷却段面积小，只能提高本级出口水温，热经济性改善小，提高善小，提高0.15%0.15%0.20 0.20%（2 2）外置式蒸汽冷却器）外置式蒸汽冷却器优点：减少本级端差，提高最终给口水温度；换热面积大，优点：减少本级端差，提高最终给口水温度；换热面积大，热经济性可提高热经济性可提高0.3%0.3%0.5%；布置方式灵活；布置方式灵活缺点：造价高缺点：造价高分析：锅炉：分析：锅炉：t tfw fw ，T Tb b和和eer r 换热器：换热器：h hj j ，TTr r 和和eer r ，Qc Qc,i i 第20页，共68页，编辑于2022年，星期三3 3、蒸汽冷却器的连接方式、蒸汽冷却器的连接方式水侧连接方式：水侧连接方式：（1 1）内置式蒸汽冷却器：）内置式蒸汽冷却器：串联连接（顺序连接）串联连接（顺序连接）（2 2）外置式蒸汽冷却器：）外置式蒸汽冷却器：串联连接：全部给水流经冷却器串联连接：全部给水流经冷却器并联连接：只有一部分给水进入冷却器并联连接：只有一部分给水进入冷却器第21页，共68页，编辑于2022年，星期三图2-13 内置蒸汽冷却器单级串联内置式蒸汽冷却器单级串联内置式蒸汽冷却器单级串联第22页，共68页，编辑于2022年，星期三外置式蒸汽冷却器连接方式外置式蒸汽冷却器连接方式(a)(a)单级并联；单级并联；(b)(b)单级串联；单级串联；(c)(c)与主水流分流两级并联；与主水流分流两级并联；(d)(d)与主水流串联两级并联；与主水流串联两级并联；(e)(e)先先j+1j+1级，后级，后j j级的两级串联；级的两级串联；(f)(f)先先j j级，后级，后j+1j+1级的两级串联级的两级串联 第23页，共68页，编辑于2022年，星期三（1 1）串联连接）串联连接优点：进水温度高，换热温差小，火用损小；优点：进水温度高，换热温差小，火用损小；缺点：给水全部流经冷却器，给水系统阻力大，泵缺点：给水全部流经冷却器，给水系统阻力大，泵功消耗多功消耗多（2 2）并联连接）并联连接优点：给水系统阻力小，泵功消耗少优点：给水系统阻力小，泵功消耗少缺点：进水温度小，换热温差大，火用损大；缺点：进水温度小，换热温差大，火用损大；回热抽汽做功少，热经济性稍差回热抽汽做功少，热经济性稍差4 4、外置式蒸汽冷却器连接方式比较、外置式蒸汽冷却器连接方式比较第24页，共68页，编辑于2022年，星期三蒸汽冷却器是提高大容量、高参数机组热经济性的有效蒸汽冷却器是提高大容量、高参数机组热经济性的有效措施措施进口机组多采用内置式蒸汽冷却段，设置的条件：进口机组多采用内置式蒸汽冷却段，设置的条件：在机组满负荷时，蒸汽的过热度在机组满负荷时，蒸汽的过热度83，抽汽压力，抽汽压力1.034Mpa，流动阻力，流动阻力0.034Mpa，加热器端差在，加热器端差在0-1.7，冷却段出口蒸汽的过热度，冷却段出口蒸汽的过热度30 大多数的高压加热器均满足这些条件，而低压加热大多数的高压加热器均满足这些条件，而低压加热器采用蒸汽冷却器很少器采用蒸汽冷却器很少第25页，共68页，编辑于2022年，星期三（四）表面式加热器的疏水方式及热经济性分析（四）表面式加热器的疏水方式及热经济性分析1 1、疏疏水水收收集集方方式式将将疏疏水水收收集集并并汇汇集集于于系系统统的的主主水水流流（主主给给水或主凝结水）中水或主凝结水）中（1 1）疏疏水水逐逐级级自自流流方方式式利利用用汽汽侧侧压压差差，将将压压力力较较高高的的疏疏水水自流到压力较低的加热器中，逐级自流直至与主水流汇合自流到压力较低的加热器中，逐级自流直至与主水流汇合第26页，共68页，编辑于2022年，星期三（2 2）疏水泵方式）疏水泵方式 由于表面式加热器汽侧压力远小于水侧压由于表面式加热器汽侧压力远小于水侧压力（特别是高压加热器），借助疏水泵将疏水力（特别是高压加热器），借助疏水泵将疏水与水侧的主水流汇合，汇入点常为该加热器的与水侧的主水流汇合，汇入点常为该加热器的出口水流中出口水流中第27页，共68页，编辑于2022年，星期三2 2两种疏水方式的热经济性分析两种疏水方式的热经济性分析热量法：热量法：考虑对高一级与低一级抽汽量的影响；考虑对高一级与低一级抽汽量的影响；做功能力法：考虑换热温差和相应的火用损变化做功能力法：考虑换热温差和相应的火用损变化（1 1）疏水泵方式）疏水泵方式疏水与主水流混合后，疏水与主水流混合后，端差端差，热经济性热经济性（2 2）疏水逐级自流方式）疏水逐级自流方式j j级级疏疏水水进进入入j j1 1级级，使使j j1 1级级进进口口水水温温比比疏疏水水泵泵方方式式低低，水水在在其其中中hhwj-1wj-1和和D Dj-1j-1 增增加加。而而在在j j1 1级级因因疏疏水水热热量量的的进进入入，排排挤挤了了部部分分低压回热抽气，使低压回热抽气，使D Dj j1 1减少减少 高一级抽汽量高一级抽汽量，低一级抽汽量，低一级抽汽量，热经济性热经济性hwj-1 pj-1Dj-1 pjDj pj+1Dj+1 b ahjhwj-1 pj-1Dj-1 pjDj pj+1Dj+1第28页，共68页，编辑于2022年，星期三3 3、疏水冷却器的设置、疏水冷却器的设置目的：目的：减少疏水逐级自流排挤低压抽汽所引起的附加冷源热损减少疏水逐级自流排挤低压抽汽所引起的附加冷源热损失或因疏水压力降产生热能贬值带来的火用损；失或因疏水压力降产生热能贬值带来的火用损；降低疏水经节流后产生蒸汽形成两相流的可能性降低疏水经节流后产生蒸汽形成两相流的可能性 对高加来说，可降低除氧器自生沸腾的可能性对高加来说，可降低除氧器自生沸腾的可能性布置方式：外置式、内置式布置方式：外置式、内置式pjhjhwjpj+1hj+1hjhj+1hwj+1hwj+2第29页，共68页，编辑于2022年，星期三疏水冷却段的加热器示意图疏水冷却段的加热器示意图第30页，共68页，编辑于2022年，星期三下端差（入口端差）下端差（入口端差）加装疏水冷却器（段）后，加装疏水冷却器（段）后，疏水温度与本级加热器进口水温疏水温度与本级加热器进口水温之差之差 一般推荐一般推荐 =5 =510 10 第31页，共68页，编辑于2022年，星期三4 4实际系统疏水方式的选择实际系统疏水方式的选择 技术经济比较：对热经济性影响约为技术经济比较：对热经济性影响约为0.5%0.5%0.15%0.15%（1 1）疏水逐级自流方式：简单、可靠、费用少）疏水逐级自流方式：简单、可靠、费用少应用：高压加热器、低压加热器应用：高压加热器、低压加热器 （2 2）疏水泵方式）疏水泵方式 ：系统复杂，投资大：系统复杂，投资大应用：大、中型机组的最后一、二级低压加热器应用：大、中型机组的最后一、二级低压加热器 N600MWN600MW机组：全疏水逐级自流方式机组：全疏水逐级自流方式 N300MWN300MW机组：全疏水逐级自流方式或机组：全疏水逐级自流方式或 第第3 3台低加采用疏水泵方式台低加采用疏水泵方式第32页，共68页，编辑于2022年，星期三(五五)双列高压加热器及其热经济性双列高压加热器及其热经济性1)1)、双列高压加热器的应用情况、双列高压加热器的应用情况大容量机组高压加热器方式：大容量机组高压加热器方式：单列布置：各台高压加热器均只设一台，给水泵出口的给水顺次通过各高单列布置：各台高压加热器均只设一台，给水泵出口的给水顺次通过各高压加热器压加热器 双列布置：各台高压加热器均并联配置双列布置：各台高压加热器均并联配置2 2台台50%50%容量加热器容量加热器必要性：单列高压加热器：高压给水系统简单，阀门及控件少，但单列必要性：单列高压加热器：高压给水系统简单，阀门及控件少，但单列高压加热器的制造工艺要求很高，球形水室、管板厚度随容量提高而加高压加热器的制造工艺要求很高，球形水室、管板厚度随容量提高而加大、加厚，外形尺寸加大大、加厚，外形尺寸加大应用：较多高参数、大容量机组采用高压加热器双列布置应用：较多高参数、大容量机组采用高压加热器双列布置第33页，共68页，编辑于2022年，星期三2)2)、双列高压加热器的热经济性分析、双列高压加热器的热经济性分析单列高压加热器：采用大旁路设计，事故单列高压加热器：采用大旁路设计，事故时，所有高压加热器将被解列，锅炉进水时，所有高压加热器将被解列，锅炉进水温度将显著降低，锅炉效率影响很大，热温度将显著降低，锅炉效率影响很大，热耗率增大。耗率增大。双列高压加热器：某台高压加热器发生事双列高压加热器：某台高压加热器发生事故，该列高压加热器解列，另一列高压加故，该列高压加热器解列，另一列高压加热器继续运行，锅炉进水温度的降低量只热器继续运行，锅炉进水温度的降低量只有单列时的一半左右，减小对汽轮机热耗有单列时的一半左右，减小对汽轮机热耗率的影响。率的影响。第34页，共68页，编辑于2022年，星期三（六）（六）实际机组回热原则性热力系统实际机组回热原则性热力系统 回热系统基本连接方式：回热系统基本连接方式：（1 1）一一台台混混合合式式加加热热器器作作为为除除氧氧器器，将将回回热热加加热热器器分分为为高压加热器组和低压加热器组；高压加热器组和低压加热器组；（2 2）高压加热器疏水逐级自流进入除氧器）高压加热器疏水逐级自流进入除氧器（3 3）低低压压加加热热器器疏疏水水逐逐级级自自流流方方式式进进入入凝凝汽汽器器热热井井或或在在末末级级或或次次末末级级加加热热器器采采用用疏疏水水泵泵将将疏疏水水打打入入加加热热器器出出口水管道中。口水管道中。回热抽汽过热度较小时不宜采用蒸汽冷却器；回热抽汽过热度较小时不宜采用蒸汽冷却器；小机组不宜采用蒸汽冷却器和疏水冷却器小机组不宜采用蒸汽冷却器和疏水冷却器 第35页，共68页，编辑于2022年，星期三23、给水除氧及除氧器、给水除氧及除氧器一、给水除氧的必要性一、给水除氧的必要性1、给水：补充水和主凝结水、给水：补充水和主凝结水补充水：本身含有大量溶解的气体，如补充水：本身含有大量溶解的气体，如O2，CO2等等.主凝结水：在凝汽器或真空条件下工作的低压加热器和管道时，主凝结水：在凝汽器或真空条件下工作的低压加热器和管道时，空气通过不严密处渗入到主凝结水。空气通过不严密处渗入到主凝结水。2、危害：在高温下、危害：在高温下 O2对钢铁构成的热力设备及管道会产生对钢铁构成的热力设备及管道会产生较强的腐蚀；较强的腐蚀；而而CO2将加剧腐蚀；将加剧腐蚀；水中所有不凝结性气体使传热恶化，热阻增加。水中所有不凝结性气体使传热恶化，热阻增加。第36页，共68页，编辑于2022年，星期三3、国标、国标GB溶解氧的指标：溶解氧的指标：过热蒸汽压力为过热蒸汽压力为5.8MPa及以下，给水溶解氧应小于或等及以下，给水溶解氧应小于或等于于15g/L;过热蒸汽压力为过热蒸汽压力为5.9MPa及以上，给水溶解氧应小及以上，给水溶解氧应小于或等于于或等于7g/L；对亚临界和超临界压力的直流锅炉，要求给水彻底对亚临界和超临界压力的直流锅炉，要求给水彻底除氧除氧第37页，共68页，编辑于2022年，星期三二、给水除氧的方法：二、给水除氧的方法：化学除氧和物理除氧化学除氧和物理除氧 1、化学除氧：、化学除氧：加入化学药剂，使水中溶解氧与它产生化学反应加入化学药剂，使水中溶解氧与它产生化学反应生成无腐蚀的稳定化合物，达到除氧目的。生成无腐蚀的稳定化合物，达到除氧目的。1）方法一：大机组应用较广的是在给水中加联胺）方法一：大机组应用较广的是在给水中加联胺N2H4N2H4+O2N2+2H2O (除氧除氧)3N2H4 N2+4NH3 (提高提高pH值）值）NH3+H2ONH4OH优点：优点：N2和和H2O 对热力设备的运行无害处；对热力设备的运行无害处；N2H4可将可将Fe2O3还原为还原为Fe3O4 或或Fe，将，将CuO还原为还原为Cu2O或或Cu，防止锅炉内结铁垢和铜垢，防止锅炉内结铁垢和铜垢 加热第38页，共68页，编辑于2022年，星期三lN2H4反应的限制条件反应的限制条件 必须使水保持足够的温度：必须使水保持足够的温度：t150 必须使水维持一定的必须使水维持一定的pH值：值：pH911 必须使水中有足够的过剩联胺必须使水中有足够的过剩联胺缺点：缺点：价格昂贵，只能除氧不能去除其它气体价格昂贵，只能除氧不能去除其它气体所以：通常只在其它方法难以除尽残留溶解氧时作为辅助除氧手所以：通常只在其它方法难以除尽残留溶解氧时作为辅助除氧手段应用，一般将联胺加入地点放在除氧器水箱出口管上。段应用，一般将联胺加入地点放在除氧器水箱出口管上。2）其它化学除氧方法：在中性给水中加气态氧和过氧化氢，使金）其它化学除氧方法：在中性给水中加气态氧和过氧化氢，使金属表面形成稳定的钝化膜属表面形成稳定的钝化膜第39页，共68页，编辑于2022年，星期三 3）化学除氧优点：）化学除氧优点：能彻底除氧能彻底除氧 缺点：缺点：不能除去其他气体，价格较贵，不能除去其他气体，价格较贵，还会生成盐类还会生成盐类 故在电厂中较少单独采用化学除氧的方法故在电厂中较少单独采用化学除氧的方法2、物理除氧、物理除氧 借物理手段将水中溶解氧和其他气体除掉，借物理手段将水中溶解氧和其他气体除掉，且在水中无任何残留物质且在水中无任何残留物质在热力发电厂，热力除氧法是主要的除氧方法在热力发电厂，热力除氧法是主要的除氧方法第40页，共68页，编辑于2022年，星期三三、热力除氧原理：三、热力除氧原理：亨利定律和道尔顿定律亨利定律和道尔顿定律 1、亨利定律、亨利定律1）内容：）内容：在一定在一定T下，当处于动态平衡时，单位体积溶解的气体下，当处于动态平衡时，单位体积溶解的气体量量b与水面上该气体的分压力与水面上该气体的分压力pb成正比成正比 平衡状态下水面上该气体的分压力平衡状态下水面上该气体的分压力 水面上混合气体的全压力水面上混合气体的全压力 2）除氧原理）除氧原理：某一瞬间平衡状态被破坏，即水面上该气体的分压：某一瞬间平衡状态被破坏，即水面上该气体的分压力力p pb 若若 p pb，则水面上该气体更多的溶于水中；，则水面上该气体更多的溶于水中；若若 p pb，则更多气体逸出，建立新的平衡，则更多气体逸出，建立新的平衡所以：想除去水中溶解的气体，只须将水面上该气体的分压力降所以：想除去水中溶解的气体，只须将水面上该气体的分压力降为零，在不平衡压差为零，在不平衡压差p=pb p的作用下，该气体就会从水的作用下，该气体就会从水中完全除掉中完全除掉第41页，共68页，编辑于2022年，星期三2、道尔顿定律：、道尔顿定律：混合气体的全压力等于各组成气（汽）体混合气体的全压力等于各组成气（汽）体分压力之和分压力之和1）给水，在除氧器中）给水，在除氧器中ppjps 总压总压 各气体分压各气体分压 水蒸汽压力水蒸汽压力2）除氧器的除氧过程）除氧器的除氧过程 进行定压加热，随着进行定压加热，随着T，水蒸发过程不断加深，水蒸发过程不断加深，ps，pj 当水被加热到除氧器工作压力下的饱和温度时，当水被加热到除氧器工作压力下的饱和温度时，ps接近或等于接近或等于p，则，则pj 0，水中就不含有其他气体，水中就不含有其他气体第42页，共68页，编辑于2022年，星期三3、热力除氧的基本条件、热力除氧的基本条件 1）水应该被加热到除氧器工作压力下的饱和温度）水应该被加热到除氧器工作压力下的饱和温度 2）必须把水中逸出的气体及时排走，以保证液面上氧气及其）必须把水中逸出的气体及时排走，以保证液面上氧气及其分压力维持为零或最小分压力维持为零或最小 3）被除氧的水与加热蒸汽应有足够的接触面积，蒸汽与水应逆）被除氧的水与加热蒸汽应有足够的接触面积，蒸汽与水应逆向流动，确保有较大的不平衡压差向流动，确保有较大的不平衡压差4、气体自水中逸出的传质过程分为两个阶段、气体自水中逸出的传质过程分为两个阶段1）初期除氧阶段：）初期除氧阶段：p较大，可除去给水中较大，可除去给水中8090的气体的气体2）深度除氧阶段：）深度除氧阶段：p较小，残留气体较少。较小，残留气体较少。措施：水膜代替水滴，制造水的紊流，或辅之化学除氧措施：水膜代替水滴，制造水的紊流，或辅之化学除氧第43页，共68页，编辑于2022年，星期三四、热力除氧器的类型和结构四、热力除氧器的类型和结构 除氧器由除氧塔（头）和给水箱两部分组成除氧器由除氧塔（头）和给水箱两部分组成1、除氧器的类型和选择、除氧器的类型和选择按结构分类按结构分类:淋水式和喷雾填料式淋水式和喷雾填料式按除氧器压力分：真空式、大气压式和高压除氧器按除氧器压力分：真空式、大气压式和高压除氧器按除氧塔的布置方式：立式和卧式按除氧塔的布置方式：立式和卧式1）真空除氧器）真空除氧器 不单独设立，不单独设立，借助于借助于 凝汽器内凝汽器内的高真空，的高真空，在凝汽器底部两在凝汽器底部两侧布置适当的。侧布置适当的。是一种辅助装置。是一种辅助装置。第44页，共68页，编辑于2022年，星期三2）大气压式除氧器）大气压式除氧器工作压力较大气压稍高一工作压力较大气压稍高一些（约些（约0.118Mpa），以便），以便离析出的气体能在该压差离析出的气体能在该压差的作用下自动排出除氧器的作用下自动排出除氧器工作压力低，造价低，适宜工作压力低，造价低，适宜中、低参数发电厂、热电厂中、低参数发电厂、热电厂补充水及生产返回水的除氧补充水及生产返回水的除氧设备设备3）高压除氧器）高压除氧器 工作压力大与工作压力大与0.343Mpa，多，多应用在高参数电厂中应用在高参数电厂中第45页，共68页，编辑于2022年，星期三2、除氧器结构、除氧器结构1）大气压式除氧器：立式淋水盘式）大气压式除氧器：立式淋水盘式2）喷雾式除氧器：）喷雾式除氧器：两部分组成，上部分为喷雾层，由喷两部分组成，上部分为喷雾层，由喷嘴将水雾化，除去水中大部分溶解氧嘴将水雾化，除去水中大部分溶解氧及其他气体（初期除氧）及其他气体（初期除氧）下部为淋水盘式或填料层，在该层除下部为淋水盘式或填料层，在该层除去水中残留的气体（深度除氧）去水中残留的气体（深度除氧）第46页，共68页，编辑于2022年，星期三五、内置式无头除氧器五、内置式无头除氧器1、工作原理、工作原理 凝结水从盘式恒速喷嘴喷入除氧器空间，进行初步除氧；凝结水从盘式恒速喷嘴喷入除氧器空间，进行初步除氧；加热蒸汽通过排管从水下送入除氧器，与水混合加热，同时进行扰加热蒸汽通过排管从水下送入除氧器，与水混合加热，同时进行扰动，将水中的溶解氧及其他不凝结气体从水中带出水面，达到对凝结动，将水中的溶解氧及其他不凝结气体从水中带出水面，达到对凝结水的深度除氧的目的水的深度除氧的目的第47页，共68页，编辑于2022年，星期三2、性能特点设备整机价格低于常规有头除氧器（设备整机价格低于常规有头除氧器（300MW）节省土建费用，除氧间高度降低节省土建费用，除氧间高度降低3-4m排汽损失低，节省运行费几十万元排汽损失低，节省运行费几十万元负荷变化在负荷变化在10%110%之间，均能保证出水含氧量小于之间，均能保证出水含氧量小于5g/L单容器结构，系统设计简单。优化，避免应力裂纹，抗单容器结构，系统设计简单。优化，避免应力裂纹，抗震性能优越震性能优越质量较轻，振动较小质量较轻，振动较小无转动部件，免维护，性能高度可靠无转动部件，免维护，性能高度可靠直径及接口设计灵活，便于运输和安装布置直径及接口设计灵活，便于运输和安装布置第48页，共68页，编辑于2022年，星期三六六、除氧器热平衡及自生沸腾、除氧器热平衡及自生沸腾 1、除氧器的物质平衡和热平衡、除氧器的物质平衡和热平衡 DinDout DihiDjhj2、除氧器的自生沸腾及防止方法、除氧器的自生沸腾及防止方法1）自生沸腾：由除氧器的热力计算中若计算出的加热蒸汽量为零或负）自生沸腾：由除氧器的热力计算中若计算出的加热蒸汽量为零或负值，说明不需要回热抽汽加热，仅凭其他进入除氧器的蒸汽和疏水值，说明不需要回热抽汽加热，仅凭其他进入除氧器的蒸汽和疏水就可满足将水加热到除氧器工作压力下的饱和温度，这种现象叫自就可满足将水加热到除氧器工作压力下的饱和温度，这种现象叫自生沸腾生沸腾2）危害：回热抽汽管上的逆止阀关闭，破坏了汽水逆向流动，排气工）危害：回热抽汽管上的逆止阀关闭，破坏了汽水逆向流动，排气工质损失加大，热量损失也加大，除氧效果恶化，威胁除氧器的安全质损失加大，热量损失也加大，除氧效果恶化，威胁除氧器的安全3）措施：将一些放热的物流引至他处）措施：将一些放热的物流引至他处 设置高加疏水冷却器来降低疏水焓后再引入除氧器设置高加疏水冷却器来降低疏水焓后再引入除氧器 提高除氧器压力既可降低高加数量又可减少其疏水量提高除氧器压力既可降低高加数量又可减少其疏水量第49页，共68页，编辑于2022年，星期三24、除氧器的运行及其热经济性分析、除氧器的运行及其热经济性分析一、除氧器一、除氧器 的运行方式：定压和滑压的运行方式：定压和滑压1、定压运行：保持除氧器的工作压力为一定值。、定压运行：保持除氧器的工作压力为一定值。方式：在进气管上安装一压力调节阀，将压力方式：在进气管上安装一压力调节阀，将压力较高的回热抽汽降低至定值，造成抽汽节流较高的回热抽汽降低至定值，造成抽汽节流损失损失2、滑压运行：指在滑压范围内运行时，其压力、滑压运行：指在滑压范围内运行时，其压力随主机负荷与抽汽压力的变化而变化随主机负荷与抽汽压力的变化而变化 方式：抽汽管上只有一逆止阀防止蒸汽进入汽方式：抽汽管上只有一逆止阀防止蒸汽进入汽轮机，无压力调节阀及其引起的额外的节流轮机，无压力调节阀及其引起的额外的节流损失，热经济性高损失，热经济性高第50页，共68页，编辑于2022年，星期三3、二者经济性的比较：、二者经济性的比较：在低负荷时，滑压运行在低负荷时，滑压运行的经济性更高，如图：的经济性更高，如图：横坐标横坐标为负荷为负荷P和额定负荷和额定负荷Pr的相的相对值对值P/Pr 纵坐标纵坐标为滑压运行除氧器与定压运为滑压运行除氧器与定压运行除氧器运行时机组绝对内效率行除氧器运行时机组绝对内效率iv与与ic的相对变化的相对变化=(iv-ic)/ic第51页，共68页，编辑于2022年，星期三二、除氧器汽源的连接方式二、除氧器汽源的连接方式1、单独连接定压除氧器方式、单独连接定压除氧器方式:高、中压电厂带基本负荷的机组中高、中压电厂带基本负荷的机组中应用应用2、前置连接定压除氧器方式：供热机组上应用、前置连接定压除氧器方式：供热机组上应用3、滑压除氧器方式：适用于再热机组和调峰机组、滑压除氧器方式：适用于再热机组和调峰机组第52页，共68页，编辑于2022年，星期三三、除氧器三、除氧器 的滑压运行的滑压运行当额定工况时，滑压和定压除氧器一样，其出口水温均为饱和当额定工况时，滑压和定压除氧器一样，其出口水温均为饱和水温水温当机组负荷变化剧烈时，除氧器内的压力，水箱水温及给水泵当机组负荷变化剧烈时，除氧器内的压力，水箱水温及给水泵入口水温会变化，给除氧效果和给水泵的安全运行带来不利影入口水温会变化，给除氧效果和给水泵的安全运行带来不利影响响1、负荷骤升、负荷骤升1）对除氧器影响：）对除氧器影响：p上升快，水温滞后，由原饱和状态变为上升快，水温滞后，由原饱和状态变为未饱和状态，发生未饱和状态，发生“返氧返氧”现象，恶化除氧效果现象，恶化除氧效果 措施：措施：控制负荷骤升速度，一般在控制负荷骤升速度，一般在5/分钟；分钟；在给水箱内加装再沸腾管在给水箱内加装再沸腾管 对滑压范围加以适当的压缩对滑压范围加以适当的压缩2）对给水泵影响：压力上升，水温滞后，有利于水泵运行，）对给水泵影响：压力上升，水温滞后，有利于水泵运行，不易气蚀不易气蚀第53页，共68页，编辑于2022年，星期三2、负荷骤降、负荷骤降1）对除氧器影响：）对除氧器影响：p下降，水由饱和状态变为过饱和状态，下降，水由饱和状态变为过饱和状态，发生发生“闪蒸闪蒸”现象，除氧效果更好。现象，除氧效果更好。2）对给水泵影响：）对给水泵影响：p下降，水温没有立即跟着下降，下降，水温没有立即跟着下降，易汽蚀易汽蚀3、给水泵不汽蚀的条件、给水泵不汽蚀的条件1）有效气蚀余量）有效气蚀余量NPSHa：在：在泵吸入口处，单位重量液泵吸入口处，单位重量液体所具有的超过汽化压力体所具有的超过汽化压力的富余能量的富余能量2）必须气蚀余量）必须气蚀余量NPSHr：泵吸入口至压力最低点的泵吸入口至压力最低点的压力降。表示泵本身汽蚀压力降。表示泵本身汽蚀的一个参数，与泵的结构、的一个参数，与泵的结构、转速、流量有关转速、流量有关第54页，共68页，编辑于2022年，星期三3、给水泵不汽蚀的条件、给水泵不汽蚀的条件3）泵不发生汽蚀的条件：）泵不发生汽蚀的条件：NPSHa NPSHr，则：，则：QQA，在小流量时，也易，在小流量时，也易汽化，汽化，QQmin，所以所以 Qmin Q QA稳态时防止泵汽蚀稳态时防止泵汽蚀的富裕压头的富裕压头暂态时富裕压头暂态时富裕压头的下降值的下降值第55页，共68页，编辑于2022年，星期三b：暂态工况，即负荷：暂态工况，即负荷骤降过程，泵内最低骤降过程，泵内最低压头，泵入口处水温压头，泵入口处水温和除氧器压头发生变和除氧器压头发生变化化分析：分析：a：稳定工况，：稳定工况，pvpdH0,NPSH=h=const0，不会汽蚀不会汽蚀第56页，共68页，编辑于2022年，星期三4、滑压运行除氧器防止给水泵汽、滑压运行除氧器防止给水泵汽蚀的措施蚀的措施1）分析）分析l简化简化h=constlBdef水泵内水温所对应的水泵内水温所对应的汽化压头汽化压头(红线红线)滞后时间滞后时间T=V/Q吸入管内的水打完后，降低温度的吸入管内的水打完后，降低温度的水进入泵内，其汽化压头水进入泵内，其汽化压头（pv/g）开始下降（）开始下降（d点）点）,下下降速度大于除氧器压头降速度大于除氧器压头（pd/g）的下降速度）的下降速度 lbdf为除氧器压头（为除氧器压头（pd/g），负荷降，），负荷降，发生发生“闪蒸闪蒸”，产生蒸汽阻止除氧器压力下，产生蒸汽阻止除氧器压力下降（蓝线）降（蓝线）lbcef是泵内最低压头，随是泵内最低压头，随pd/g变化变化（绿线）（绿线）T第57页，共68页，编辑于2022年，星期三l只要绿线高于红线即不只要绿线高于红线即不发生气蚀发生气蚀l在在C点，点，h=H,NPSH=0，汽蚀发生的，汽蚀发生的临界点，临界点，l过了过了C点，则点，则hH，NPSH0，泵内汽蚀，泵内汽蚀，l在在d点，汽蚀最严重，点，汽蚀最严重，l在在e点，点，h=H，汽蚀，汽蚀停止停止T第58页，共68页，编辑于2022年，星期三减缓除氧器压头曲线减缓除氧器压头曲线bdf的下降的下降适当增加除氧器给水箱储水量，增加闪蒸的蒸汽适当增加除氧器给水箱储水量，增加闪蒸的蒸汽装设备用汽源，以阻止除氧器压力的下降装设备用汽源，以阻止除氧器压力的下降2）措施：只要在暂态过程中使泵内最）措施：只要在暂态过程中使泵内最低压头大于泵内水温所对应的汽化低压头大于泵内水温所对应的汽化压头压头泵内最低压头曲线泵内最低压头曲线bcef提高除氧器的安装高度提高除氧器的安装高度Hd采用低转速前置泵采用低转速前置泵降低降低p泵内汽化压头泵内汽化压头bcdf曲线曲线提高水泵吸入管内流速提高水泵吸入管内流速W加大给水泵流量加大给水泵流量Q给水泵入口注