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第一節(jié)回?zé)峒訜崞鞯男褪脚P式加熱器回?zé)嵫h(huán):由回?zé)峒訜崞?、回?zé)岢槠艿?、水管道、疏水管道等組成的一個(gè)加熱系統(tǒng);加熱器的類(lèi)型:汽、水接觸方式:混合式加熱器:汽水直接接觸:表面式加熱器:汽水不接觸,通過(guò)金屬壁面換熱立式加熱器受熱面布置方式:一、混合式加熱器混合式加熱器:加熱蒸汽與水在加熱器內(nèi)直接接觸,來(lái)完成熱量交換,從而提高水溫。1、混合式加熱器的結(jié)構(gòu)

(1)按布置方式分:臥式和立式臥式混合式加熱器1、外殼;2、多孔淋水盤(pán)組;3、凝結(jié)水入口;4、凝結(jié)水出口;5、汽水混合物引出口;6、事故時(shí)凝結(jié)水到凝結(jié)水泵進(jìn)口聯(lián)箱的引出管;7、加熱蒸汽進(jìn)口;8、事故時(shí)凝結(jié)水往凝汽器的引出管;C、加熱蒸汽入口D、凝結(jié)水出口A、汽氣混合物出口B、凝結(jié)水進(jìn)口(2)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):汽水接觸面積盡量大,熱交換時(shí)間盡量長(zhǎng)。故將水變微細(xì)霧化和薄膜,逆向流動(dòng)和多層橫向沖刷,目的增加傳熱量,使水出口溫度達(dá)到該級(jí)加熱器蒸汽壓力下的飽和溫度。(3)以除氧為主的混合式加熱器,稱(chēng)除氧器。(4)混合式加熱器在加熱或冷凝過(guò)程中分離出來(lái)的不凝結(jié)氣體和部分余汽被引至凝汽器或?qū)TO(shè)的冷卻器中。(5)在非重力式混合加熱器和除氧器,應(yīng)在出口設(shè)置一定容積的集水箱,以確保其后水泵運(yùn)行安全可靠。2、混合式加熱器及其系統(tǒng)的特點(diǎn):

(1)可以將給水加熱到該級(jí)加熱器壓力下的飽和溫度。由于汽水直接混合,充分利用了蒸汽的能位,熱經(jīng)濟(jì)性比表面式的高。

(2)由于汽水直接混合,無(wú)金屬傳熱面,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,金屬耗量少,造價(jià)低。便于匯集各種不同參數(shù)的汽、水流量,如:疏水,補(bǔ)充水,擴(kuò)容蒸汽等。(3)可以兼作除氧設(shè)備使用;

(4)全部由混合式加熱器組成的系統(tǒng):安全性可靠性低,系統(tǒng)投資大(每級(jí)都設(shè)置泵,才能將飽和水壓入高一級(jí)的加熱器內(nèi))。圖2-1全混合式加熱器回?zé)嵯到y(tǒng)(5)重力布置方式的混合式加熱器回?zé)嵯到y(tǒng)采用重力式回?zé)嵯到y(tǒng)布置方式的混合低壓加熱器組可以解決前面的問(wèn)題,同時(shí)提高熱經(jīng)濟(jì)性。圖2-2帶有兩組重力布置方式的混合式加熱器回?zé)嵯到y(tǒng)12345678CH1H2H3H4H5H6H7H8SG2SG1至C圖2-3帶有部分混合式低壓加熱器的熱力系統(tǒng)二、表面式加熱器

加熱過(guò)程:加熱蒸汽與水在加熱器內(nèi)通過(guò)金屬管壁進(jìn)行傳熱,通常水在管內(nèi)流動(dòng),加熱蒸汽在管外。

疏水

—表面式加熱器中加熱蒸汽在管外沖刷放熱后的凝結(jié)水。

端差(上端差、出口端差)—

表面式加熱器管內(nèi)流動(dòng)的水吸熱升溫后的出口溫度與疏水溫度之差。1、表面式加熱器的結(jié)構(gòu)(1)分類(lèi):布置方式:臥式(大容量常采用)、立式水的引入引出方式:水室結(jié)構(gòu)、聯(lián)箱結(jié)構(gòu)管板—U形管束臥式高壓加熱器結(jié)構(gòu)示意

1-U形管;2-拉桿和定距管;3-疏水冷卻段端板;4-疏水冷卻段進(jìn)口;5-疏水冷卻段隔板;6-給水進(jìn)口;7-人孔密封板;8-獨(dú)立的分流隔板;9-給水出口;10-管板;11-蒸汽冷卻段遮熱板;12-蒸汽進(jìn)口;13-防沖板;14-管束保護(hù)環(huán);15-蒸汽冷卻段隔板;16-隔板;17-疏水進(jìn)口;18-防沖板;19-疏水出口(2)水室結(jié)構(gòu)加熱器(U形管管板式加熱器)用途:低壓加熱器、中小機(jī)組高壓加熱器(2)聯(lián)箱結(jié)構(gòu)加熱器

用途:大機(jī)組高壓加熱器1—給水入口聯(lián)箱;2—正常水位;3—上級(jí)疏水入口;4—給水出口聯(lián)箱;5—凝結(jié)段;6—人孔;7—安全閥接口;8—過(guò)熱蒸汽冷卻段;9—蒸汽入口;10—疏水出口;11—疏水冷卻段;12—放水口2、表面式加熱器的特點(diǎn)(1)有端差存在,蒸汽能量利用率較低,熱經(jīng)濟(jì)性比混合式差;(2)有金屬傳熱,金屬耗量大,內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造困難,造價(jià)高;(3)不能除去水中的氧和其它氣體,未能有效地保護(hù)高溫金屬件。(4)全部由表面式加熱器組成地系統(tǒng)簡(jiǎn)單,運(yùn)行安全可靠,布置方便,系統(tǒng)投資和土建費(fèi)用少;圖2-6全表面式加熱器回?zé)嵯到y(tǒng)圖2-7實(shí)際電廠采用的典型系統(tǒng):高、低加熱器為表面式的系統(tǒng)(5)由于給水被加熱后是送入鍋爐,因此加熱器的水泵出口壓力比鍋爐壓力高,各加熱器內(nèi)水管應(yīng)能承受比鍋爐壓力還高的水壓,導(dǎo)致加熱器地材料價(jià)格上升。第二節(jié)表面式加熱器及系統(tǒng)的熱經(jīng)濟(jì)性一、表面式加熱器的端差1——加熱蒸汽2——汽測(cè)壓力下的飽和狀態(tài)tsj——疏水溫度twj+1——進(jìn)入加熱器的凝結(jié)水溫度twj——離開(kāi)加熱器的凝結(jié)水溫度

——端差:

=tsj–

twj分析:

,熱經(jīng)濟(jì)性↑

ΔtabA,m212abtwj+1twjtsj12

t℃分析:

,熱經(jīng)濟(jì)性↑(1)如加熱器出口水溫twj不變,端差減少意味著tsj不需要原來(lái)的那樣高,回?zé)岢槠麎毫梢越档鸵恍?,回?zé)岢槠龉Ρ萖r增加,熱經(jīng)濟(jì)性變好;(2)如加熱蒸汽壓力不變,tsj不變,端差

減少意味著出口水溫twj升高,其結(jié)果是減少了壓力較高的回?zé)岢槠龉Ρ榷黾恿藟毫^低的回?zé)岢槠龉Ρ?,熱?jīng)濟(jì)性得到改善。

ΔtabA,m212abtwj+1twjtsj12

t℃表面式加熱器端差的選擇端差與換熱面積的關(guān)系:換熱面積↑,

↓,減少端差是以付出金屬耗量和投資為代價(jià)。無(wú)過(guò)熱蒸汽冷卻段:

=3~6°C有過(guò)熱蒸汽冷卻段:

=-1~2°C

ΔtabA,m212abtwj+1twjtsj12

t℃二、抽汽管道壓降Δpj及熱經(jīng)濟(jì)性twj+1twjtsj

j

j+1抽汽管道壓降Δpj:汽輪機(jī)抽汽口壓力pj和j級(jí)回?zé)峒訜崞鲀?nèi)汽側(cè)壓力之差,即影響因素:蒸汽流速、局部阻力一般

pj不大于抽汽壓力pj的10%大容量機(jī)組取4%~6%;二、抽汽管道壓降Δpj及熱經(jīng)濟(jì)性抽汽管道介質(zhì)流速:過(guò)熱蒸汽:35~60m/s;飽和蒸汽:30~50m/s;濕蒸汽:20~35m/s。twj+1twjtsj

j

j+1分析:

pj

,熱經(jīng)濟(jì)性↑三、蒸汽冷卻器及其熱經(jīng)濟(jì)性分析1、蒸汽冷卻器作用

↓回?zé)峒訜崞鲀?nèi)汽水換熱的不可逆損失

↑加熱器出口水溫,↓端差,↑熱經(jīng)濟(jì)性2、蒸汽冷卻器類(lèi)型內(nèi)置式蒸汽冷卻器:與加熱器本體合成一體(過(guò)熱蒸汽冷卻段)外置式蒸汽冷卻器:具有獨(dú)立的加熱器外殼,布置靈活

討論P(yáng)57:第三段中:內(nèi)置式蒸汽加熱器中有20-30℃的過(guò)熱度是如何反映在圖2-12中的?(b)(a)內(nèi)置式;(b)外置式,SC2與主水流并聯(lián);(c)外置式,SC2與主水流串聯(lián)(1)內(nèi)置式蒸汽冷卻器(過(guò)熱蒸汽冷卻段)優(yōu)點(diǎn):簡(jiǎn)單,投資小缺點(diǎn):冷卻段面積小,只能提高本級(jí)出口水溫,熱經(jīng)濟(jì)性改善小,提高0.15%~0.20%(2)外置式蒸汽冷卻器優(yōu)點(diǎn):減少本級(jí)端差,提高最終給口水溫度;換熱面積大,熱經(jīng)濟(jì)性可提高0.3%~0.5%;布置方式靈活缺點(diǎn):造價(jià)高3、特點(diǎn)外置式蒸汽冷卻器經(jīng)濟(jì)性分析外置式蒸汽冷卻器是一個(gè)獨(dú)立的換熱器,具有較大的換熱面積,鋼材耗量大,造價(jià)高,但其布置方式靈活,即可減少本級(jí)加熱器的端差,又可提高最終給水溫度,降低機(jī)組熱耗,從而使熱經(jīng)濟(jì)性獲得較大提高。(1)用做功能力法分析:A:提高給水溫度,減少鍋爐換熱溫差;B:蒸汽溫度降低,減少了本級(jí)加熱器換熱溫差,傭損減少,同時(shí)提高給水出口溫度,減少高壓力級(jí)回?zé)岢槠?。?)熱量法:最終給水溫度提高,使熱耗降低,回?zé)岢槠龉υ黾?,凝汽做功減少,冷源損失降低更多,熱經(jīng)濟(jì)性提高。4、蒸汽冷卻器的連接方式水側(cè)連接方式:(1)內(nèi)置式蒸汽冷卻器: 串聯(lián)連接(加熱器順序連接)(2)外置式蒸汽冷卻器:

串聯(lián)連接:全部給水流經(jīng)冷卻器

并聯(lián)連接:只有一部分給水進(jìn)入冷卻器提問(wèn):P58?圖2-13內(nèi)置蒸汽冷卻器單級(jí)串聯(lián)內(nèi)置式蒸汽冷卻器單級(jí)串聯(lián)?外置式蒸汽冷卻器連接方式(a)單級(jí)并聯(lián);(b)單級(jí)串聯(lián);(c)與主水流分流兩級(jí)并聯(lián);(d)與主水流串聯(lián)兩級(jí)并聯(lián);(e)先j-1級(jí),后j級(jí)的兩級(jí)串聯(lián);(f)先j級(jí),后j-1級(jí)的兩級(jí)串聯(lián)(1)串聯(lián)連接優(yōu)點(diǎn):進(jìn)水溫度高,換熱溫差小,火用損??;缺點(diǎn):給水全部流經(jīng)冷卻器,給水系統(tǒng)阻力大,泵功消耗多(2)并聯(lián)連接優(yōu)點(diǎn):給水系統(tǒng)阻力小,泵功消耗少缺點(diǎn):進(jìn)水溫度小,換熱溫差大,火用損大; 回?zé)岢槠龉ι?,熱?jīng)濟(jì)性稍差5、外置式蒸汽冷卻器連接方式比較四、表面式加熱器的疏水方式及熱經(jīng)濟(jì)性分析1、疏水收集

——將疏水收集并匯集于系統(tǒng)的主水流(主給水或主凝結(jié)水)中。疏水收集方式分為:疏水逐級(jí)自流方式和疏水泵方式疏水逐級(jí)自流方式(1)疏水逐級(jí)自流方式

——利用相鄰表面式加熱器汽側(cè)壓差,將壓力較高的疏水自流到壓力較低的加熱器中,逐級(jí)自流直至與主水流匯合。(2)疏水泵方式 由于表面式加熱器汽側(cè)壓力遠(yuǎn)小于水側(cè)壓力(特別是高壓加熱器),疏水必須借助疏水泵將疏水與水側(cè)的主水流匯合,匯入點(diǎn)常為該加熱器的出口水流中,由于此匯入地點(diǎn)的溫差最小,因此混合產(chǎn)生的附加冷源損失小。2.兩種疏水方式的熱經(jīng)濟(jì)性分析熱量法:考慮對(duì)高一級(jí)與低一級(jí)抽汽量的影響;做功能力法:考慮換熱溫差和相應(yīng)的傭損變化(1)疏水泵方式 疏水與主水流混合后,↓端差,↑熱經(jīng)濟(jì)性(2)疏水逐級(jí)自流方式高一級(jí)抽汽量↑,低一級(jí)抽汽量↓,↓熱經(jīng)濟(jì)性

hwj-1pj-1Dj-1pjDjpj+1Dj+1bah

j

hwj-1

pj-1Dj-1pjDjpj+1Dj+1圖2-17表面式加熱器j級(jí)疏水不同收集方式的分析圖2-18表面式加熱器j級(jí)疏水不同收集方式(a)疏水逐級(jí)自流;(b)疏水逐級(jí)直流加外置式疏水冷卻器;(c)采用疏水泵;(d)加疏水冷卻器對(duì)j級(jí)換熱的影響;(e)加疏水冷卻器對(duì)在j-1級(jí)發(fā)生壓降的影響。3、疏水冷卻器的設(shè)置目的:減少疏水逐級(jí)自流排擠低壓抽汽所引起的附加冷源熱損失或因疏水壓力降產(chǎn)生熱能貶值帶來(lái)的火用損;降低疏水經(jīng)節(jié)流后產(chǎn)生蒸汽形成兩相流的可能性。布置方式:外置式、內(nèi)置式pjhjhwjpj+1hj+1

h

jh

j+1hwj+1hwj+2

圖2-12帶有內(nèi)置式蒸汽冷卻段和疏水冷卻段的加熱器示意圖下端差(入口端差)——加裝疏水冷卻器(段)后,疏水溫度與本級(jí)加熱器進(jìn)口水溫之差一般推薦=5~10℃

設(shè)置疏水冷卻段的意義:

提高熱經(jīng)濟(jì)性,對(duì)系統(tǒng)的安全運(yùn)行也有好處。因?yàn)椋涸瓉?lái)的疏水為飽和水,當(dāng)自流到壓力較低的加熱器時(shí),經(jīng)過(guò)節(jié)流降壓后,疏水會(huì)產(chǎn)生蒸汽而形成兩相流動(dòng),對(duì)管道下一級(jí)加熱器產(chǎn)生沖擊振動(dòng)等不良后果,加裝疏水冷卻器后,這種可能性就降低了。對(duì)高壓加熱器而言,加裝疏水冷卻段后,疏水最后流入除氧器時(shí),也將降低除氧器自生沸騰的可能性。4.實(shí)際系統(tǒng)疏水方式的選擇技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較:對(duì)熱經(jīng)濟(jì)性影響約為0.5%~0.15%(1)疏水逐級(jí)自流方式:簡(jiǎn)單、可靠、費(fèi)用少應(yīng)用:高壓加熱器、低壓加熱器(2)疏水泵方式:系統(tǒng)復(fù)雜,投資大應(yīng)用:大、中型機(jī)組的最后一、二級(jí)低壓加熱器N600MW機(jī)組:全疏水逐級(jí)自流方式N300MW機(jī)組:全疏水逐級(jí)自流方式或第3臺(tái)低加采用疏水泵方式五、實(shí)際機(jī)組回?zé)嵩瓌t性熱力系統(tǒng)回?zé)嵯到y(tǒng)基本連接方式:(1)一臺(tái)混合式加熱器作為除氧器,將回?zé)峒訜崞鞣譃楦邏杭訜崞鹘M和低壓加熱器組;(2)高壓加熱器疏水逐級(jí)自流進(jìn)入除氧器(3)低壓加熱器疏水逐級(jí)自流方式進(jìn)入凝汽器熱井或在末級(jí)或次末級(jí)加熱器采用疏水泵將疏水打入加熱器出口水管道中。

回?zé)岢槠^(guò)熱度較小時(shí)不宜采用蒸汽冷卻器;小機(jī)組不宜采用蒸汽冷卻器和疏水冷卻器。第三節(jié)給水除氧及除氧器一、給水除氧的必要性(1)給水由主凝結(jié)水和補(bǔ)充水組成,水中溶解了氧氣和二氧化碳等氣體,這些氣體易與金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng),使金屬表面遭到腐蝕,影響電廠的安全運(yùn)行。(2)不凝結(jié)氣體將使傳熱惡化,熱阻增加,降低機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性。(3)鍋爐過(guò)熱蒸汽壓力為5.8MPa以下,給水溶解氧應(yīng)小于或等于;鍋爐過(guò)熱蒸汽壓力為5.9MPa以上,給水溶解氧應(yīng)小于或等于。二、給水除氧方法1、化學(xué)除氧(1)是向水中加入化學(xué)藥劑,使水中溶解氧與它發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成無(wú)腐蝕性的穩(wěn)定化合物,達(dá)到除氧的目的,但不能除去其它氣體,而且價(jià)格貴還產(chǎn)生鹽類(lèi),電廠少采用。(2)現(xiàn)在常用在給水中加入聯(lián)胺N2H4,既可以除氧還可以提高給水的pH值,同時(shí)有鈍化鋼銅表面的優(yōu)點(diǎn)。(3)采用聯(lián)胺需維持以下條件:

A:必須使水保持足夠的溫度;

B:必須使水維持一定的Ph值;

C:必須使水中有足夠的過(guò)剩聯(lián)胺。(4)另外可在水中加氣態(tài)氧或過(guò)氧化氫,使金屬表面形成穩(wěn)定的鈍化膜?;蛲瑫r(shí)加氧和聯(lián)胺的方法。2、物理除氧是借助于物理手段,將水中溶解氧和其它氣體除掉,并且在水中無(wú)任何殘留物質(zhì)。火電廠普遍應(yīng)用的是熱力除氧法,價(jià)格低,經(jīng)濟(jì)性高。熱力除氧法是主要的方法。1、除氧原理:建立于亨利定理和道爾頓定律基礎(chǔ)之上。2、亨利定理:反映了氣體在水中溶解和離析的規(guī)律,即在一定溫度條件下,氣體溶于水中和氣體自水中逸出是動(dòng)態(tài)的過(guò)程,當(dāng)處于動(dòng)態(tài)平衡時(shí),單位體積中溶解的氣體量b與水面上該氣體的分壓力pb成正比:三、熱力除氧原理分析:當(dāng)水面上氣體壓力p大于該氣體溶解于水中的壓力時(shí),原來(lái)的平衡(溶解和析出)被破壞,則水面上有更多的該氣體溶解于水中,反之則有更多的該氣體自水中逸出,直至新平衡的建立。3、道爾頓定律指出混合氣體全壓力與各組成氣(汽)體分壓之間的關(guān)系,即混合氣體的全壓等于各組成氣(汽)體分壓之和。對(duì)于給水而言,混合式加熱器(除氧器)中的全壓p等于溶解于水中各氣體分壓與水蒸氣壓力之和,即:要除掉水中某種氣體,則只需將水面上該種氣體的分壓力將為零即可。4、除氧器工作過(guò)程對(duì)除氧器中的水進(jìn)行定壓加熱時(shí),隨著溫度上升,水蒸發(fā)過(guò)程不斷加深,水面上水蒸氣的分壓力逐漸加大,溶于水中的其它氣體的分壓力逐漸減少。當(dāng)水被加熱到除氧器工作壓力下的飽和溫度時(shí),水蒸氣的分壓力接近或等于水面上氣體的全壓力時(shí),則水面上其他氣體的分壓力趨于零,水中也就不含其它氣體。因此除氧器不但除去了氧氣,而且還除去了其它氣體。5、保證熱力除氧效果的基本條件(1)水應(yīng)該加熱到除氧器工作壓力下的飽和溫度;(2)必須把水中逸出的氣體及時(shí)排走,以保證液面上氧氣及其它氣體分壓力維持為零或最小。(3)被除氧的水與加熱蒸汽應(yīng)有足夠的接觸面積,蒸汽與水應(yīng)逆向流動(dòng),確保有較大的不平衡壓差。6、初期除氧與深度除氧(1)初期除氧階段:此時(shí)由于有大量溶解氣體,不平衡壓差較大,通過(guò)加熱給水,氣體以小汽泡形式克服水的黏滯力和表面張力離析出來(lái),占80~90%;水含氧量減少為:50~100ug/L;(2)深度除氧階段:此時(shí)水中留有少量氣體,相應(yīng)不平衡壓差小,氣體難以克服水的黏滯力和表面張力離析出來(lái),自由靠單個(gè)分子的擴(kuò)散作用慢慢的離析出來(lái),消耗時(shí)間長(zhǎng)。因此需要加強(qiáng)深度除氧,可采用水膜替代水滴,增加水流紊流,蒸汽鼓泡等措施。

四、熱力除氧器類(lèi)型及結(jié)構(gòu)1、除氧器的類(lèi)型及選擇(1)真空式除氧器:是設(shè)置在凝汽器內(nèi)的除氧裝置,借助凝汽器內(nèi)的高真空,通過(guò)加熱蒸汽的加熱而進(jìn)行除氧的。該種方式不單獨(dú)設(shè)置,是一種輔助裝置。(2)大氣壓式除氧器:是指其工作壓力較大氣壓力稍高(約0.118MPa),以便使離析出來(lái)的氣體能夠在該壓差的作用下自動(dòng)排出除氧器。

特點(diǎn):壓力低,土建費(fèi)用低,適用于中、低參數(shù)發(fā)電廠、熱電廠補(bǔ)充水及生產(chǎn)返回水的除氧設(shè)備。

(3)高壓除氧器

指壓力大于0.343MPa的除氧器,多用于高參數(shù)電廠中。采用高壓除氧器后,可以將汽輪機(jī)相應(yīng)的抽汽口位置隨壓力提高(抽汽溫度也提高)向前推移,所以減少了高壓加熱器的臺(tái)數(shù),且使給水有較高的溫度,可以避免除氧器的自身沸騰現(xiàn)象。同時(shí),提高壓力也就提高相應(yīng)的飽和水溫度,使氣體在水中的溶解度降低,提高了除氧效果。2、除氧器的結(jié)構(gòu)(1)大氣式除氧器(立式淋水盤(pán)式)。(2)噴霧式除氧器(3)臥式除氧器與給水箱1、除氧器的熱平衡(1)進(jìn)入除氧器的物質(zhì)等于離開(kāi)除氧器的物質(zhì)(2)進(jìn)入除氧器的熱量=離開(kāi)除氧器的熱量五、除氧器的熱平衡及自生沸騰2、除氧器的自生沸騰及防止方法(1)自生沸騰:是指由除氧器的熱力計(jì)算中,若計(jì)算出的加熱蒸汽量為零或負(fù),說(shuō)明不需要回?zé)醿H憑其它進(jìn)入除氧器的蒸汽和疏水就可以滿足將水加熱到除氧器工作壓力下的飽和溫度,這種現(xiàn)象就叫自生沸騰。(2)自生沸騰的危害:除氧器自生沸騰時(shí),回?zé)岢槠苌系哪嬷归y關(guān)閉,破壞了汽水逆向流動(dòng),排氣工質(zhì)損失大,熱量損失也大,除氧效果惡化,同時(shí)還威脅除氧器的安全。(3)防止除氧器自生沸騰的方法:A:可將放熱物流如:排污擴(kuò)容器來(lái)的蒸汽(或高加疏水等)等引至它處。B:設(shè)置高加疏水冷卻器降低疏水焓值后再引至除氧器。第四節(jié)除氧器的運(yùn)行及其熱經(jīng)濟(jì)性一、除氧器的運(yùn)行方式:定壓運(yùn)行、滑壓運(yùn)行1、定壓運(yùn)行:是指保持除氧器工作壓力為一定值,故所以在除氧器進(jìn)汽管上安裝一壓力調(diào)節(jié)器,將壓力較高的回?zé)岢槠档椭炼ㄖ?,造成抽汽?jié)流損失。同時(shí),在低負(fù)荷時(shí),切換到更高壓力的回?zé)岢槠?,此時(shí)的節(jié)流損失更大。常用于中小型機(jī)組上。2、滑壓運(yùn)行:是指在滑壓運(yùn)行范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí),其壓力隨主機(jī)負(fù)荷與抽汽壓力的變動(dòng)而變化(滑壓),啟動(dòng)時(shí)除氧器保持最低恒定壓力,抽汽管上只有一逆止閥防止蒸汽倒流入汽輪機(jī),沒(méi)有壓力調(diào)節(jié)閥及其引起的額外節(jié)流損失。與定壓運(yùn)行除氧器相比,經(jīng)濟(jì)性更高些。3、中間再熱機(jī)組的除氧器,宜采用滑壓運(yùn)行。除氧器采用滑壓運(yùn)行可以使回?zé)峒訜岱峙涓咏咏罴阎怠D2-28除氧器不同運(yùn)行方式的熱經(jīng)濟(jì)性二、除氧器汽源的連接方式1、單獨(dú)連接定壓除氧器方式(1)該級(jí)回?zé)岢槠麎毫Ω哂诔跗鬟\(yùn)行壓力。(2)抽汽管道上設(shè)置有壓力調(diào)節(jié)閥,(3)在負(fù)荷降低到該級(jí)抽汽壓力不能滿足除氧器的運(yùn)行壓力時(shí),應(yīng)能切換到高一級(jí)抽汽并能關(guān)閉原級(jí)抽汽的裝置。(4)特點(diǎn):A、由于有閥存在,節(jié)流損失大,降低了該級(jí)抽汽的能位;使壓力較高一級(jí)抽汽量↑,回?zé)岢槠龉Ρ萖r↓冷源損失↑,機(jī)組↓。B、同時(shí)低負(fù)荷時(shí),原級(jí)抽汽關(guān)閉,回?zé)峒?jí)數(shù)減少,回?zé)徇^(guò)程不可逆損失增大。常用于高中壓電廠帶基本負(fù)荷時(shí)。2、前置連接定壓除氧器方式(1)該種方式是在除氧器出口水前方設(shè)置一高壓加熱器并與除氧器共用同一級(jí)回?zé)岢槠?,組成一級(jí)加熱。(2)雖然該除氧器抽汽管上仍然有壓力調(diào)節(jié)閥的作用,但是由于前置的高壓加熱器的抽汽管沒(méi)有節(jié)流作用,其出水口水溫仍然可以達(dá)到該級(jí)抽汽壓力下相應(yīng)的最高水溫。(3)壓力調(diào)節(jié)閥起到分流作用,對(duì)出口水溫?zé)o影響。3、滑壓除氧器方式(1)這種連接本級(jí)回?zé)岢槠艿郎喜辉O(shè)壓力調(diào)節(jié)閥,因此在滑壓范圍(20~100%)內(nèi),其加熱蒸汽壓力隨機(jī)組負(fù)荷變化而變化,避免了加熱蒸汽的節(jié)流損失。為確保除氧器在低負(fù)荷(20%以下)時(shí)仍能夠自動(dòng)向大氣排汽,仍需裝有至高一級(jí)回?zé)岢槠艿郎系那袚Q閥和壓力調(diào)節(jié)閥。(2)與單獨(dú)連接相比,關(guān)閉本級(jí)抽汽的負(fù)荷由70%降到20%。(3)與前置式相比,無(wú)出口水的溫差,熱經(jīng)濟(jì)性高,適于再熱機(jī)組和調(diào)峰機(jī)組。三、除氧器的滑壓運(yùn)行除氧器滑壓運(yùn)行的特征:

(1)除氧器內(nèi)的壓力、水箱水溫以及給水泵入口水溫均會(huì)隨機(jī)組負(fù)荷而變化;(2)在額定工況下運(yùn)行時(shí),滑壓除氧器與定壓除氧器的出口水溫均為飽和水溫。(3)當(dāng)機(jī)組負(fù)荷變化時(shí),會(huì)對(duì)除氧器效果和給水泵的安全運(yùn)行帶來(lái)不利影響。三、除氧器的滑壓運(yùn)行1、負(fù)荷驟升負(fù)荷驟升的結(jié)果:除氧器壓力能夠很快上升,然而水箱中的水因熱慣性使水溫溫升滯后于壓力的變化,由原飽和狀態(tài)變?yōu)槲达柡蜖顟B(tài),水面上已離析出的氣體又重新返回水中,即發(fā)生:“返氧”現(xiàn)象,使除氧器出口的含氧量增大,惡化除氧效果。但是,壓力上升而水溫滯后對(duì)于水泵的運(yùn)行更安全。(2)解決方法:A:控制負(fù)荷驟升速度,一般在每分鐘5%內(nèi)就可以確保除氧效果。B:在給水箱內(nèi)加裝再循環(huán)管。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷驟升時(shí),給水箱內(nèi)水溫滯后于壓力的變化,將加熱蒸汽通入再沸騰管中,直接對(duì)水箱的水進(jìn)行加熱,使水溫的變化跟上壓力的變化,則除氧效果可得到很大改善。C:對(duì)滑壓范圍加以適當(dāng)?shù)膲嚎s。因?yàn)榛瑝悍秶^(guò)大,水溫滯后更大,改善除氧效果的時(shí)間更長(zhǎng)。2、負(fù)荷驟降

負(fù)荷驟降的結(jié)果:負(fù)荷驟降時(shí),隨著除氧器壓力的下降,除氧水箱內(nèi)的水由飽和狀態(tài)變?yōu)檫^(guò)飽和狀態(tài)而發(fā)生“閃蒸”現(xiàn)象,除氧效果由于水的再沸騰而更好,水溫也因此而下降,但此時(shí)與水箱下水管相連的給水泵入口處的水溫并沒(méi)有立即跟著下降,而給水泵入口的壓力卻隨著除氧器壓力驟降而下降,當(dāng)給水泵入口水溫所對(duì)應(yīng)的汽化壓力大于給水泵內(nèi)最低壓力時(shí),則汽蝕發(fā)生,它會(huì)嚴(yán)重影響給水泵的安全運(yùn)行。3、給水泵不汽蝕的條件(1)有效汽蝕余量NPSHa:是指在泵吸入口處,單位重量液體所具有的超過(guò)汽化壓力的富余能量,也即液體所具有的避免泵發(fā)生汽化的能量,與吸入系統(tǒng)有關(guān)。(2)必須汽蝕余量NPSHr:是表示泵本身的汽蝕性能的一個(gè)參數(shù),與泵的吸入系統(tǒng)無(wú)關(guān),而與泵的結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)速、流量有關(guān)。(3) 給水泵不汽蝕的條件:是在壓力最低部位滿足以下條件:4、滑壓運(yùn)行除氧器防止給水泵汽蝕的措施(1)在暫態(tài)過(guò)程中使泵內(nèi)最低壓頭大于泵內(nèi)水溫所對(duì)應(yīng)的汽化壓頭,水泵就不會(huì)發(fā)生汽蝕。A:提高除氧器安裝高度,也就加大了除氧器防止水泵汽蝕的富裕壓頭;B:采用低轉(zhuǎn)速前置泵和變速給水泵。C:降低泵吸入口管道的壓降,應(yīng)減少管道上不必要的彎頭,管制件,和水平管段長(zhǎng)度。所以給水泵布置時(shí)通常布置在除氧器正下方不遠(yuǎn)處。(2)將汽化壓頭曲線的滯后時(shí)間縮短,達(dá)到與最低壓頭曲線不相交。A:提高水泵吸入管內(nèi)流速;B:加大給水泵流量;C:在給水泵入口注入“冷水”,以降低進(jìn)入給水泵的水溫。(3)減緩暫態(tài)過(guò)程除氧器壓頭曲線的下降。A:適當(dāng)增加除氧器給水箱儲(chǔ)水量,當(dāng)負(fù)荷驟降時(shí)靠存水“閃蒸”出更多的蒸汽來(lái)阻止除氧器壓力下降;B:裝設(shè)在滯后時(shí)間內(nèi)能快速投入的備用汽源,以阻止除氧器壓力的下降。四、無(wú)除氧器熱力系統(tǒng)1、氧化銅的威脅:在凝汽器和表面式加熱器的換熱管均采用銅管,故在高溫有氧的環(huán)境下會(huì)產(chǎn)生氧化銅,對(duì)汽輪機(jī)流通部分產(chǎn)生危害。2、解決措施:將表面式加熱器換成混合式加熱器,取消銅管加熱器,同時(shí)采用凝汽器及混合式低壓加熱器的二次除氧,可以使給

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