真空除氧器鍋爐溢水槽地?zé)峤粨Q方法具有什么目的及存在的問題?
真空除氧器鍋爐溢水槽地?zé)峤粨Q方法,具有什么目的?真空除氧器就是根據(jù)氧在水中隨著水溫升高而溶解度降低的特遙遙,將水加熱,直至沸騰,使溶解氧逸出,同時,隨著蒸汽分壓力的增大,空氣和氧氣的分壓力不斷減小,在100℃時降為0,此時水中的溶解氧也為0,水面的空氣和氧氣被排除,以達到去除溶解氧的目的。作為一種傳統(tǒng)方法,真空除氧器被廣泛地運用到各大中型鍋爐的給水除氧中,都取得了較的遙遙。不過,對于中小型鍋爐,該方法仍存在著一些問題。
目前遙遙內(nèi)電站大多遙遙傳統(tǒng)式真空除氧器對給水進行除氧,各種教材、資料基本上都是介紹傳統(tǒng)式真空除氧器的原理及其遙遙和維護。隨著傳統(tǒng)式真空除氧器一些弊端的出現(xiàn),研究人員開發(fā)了一種的內(nèi)置式真空除氧器,并在電站中實際應(yīng)用。盡管還存在一些問題,但這種真空除氧器結(jié)構(gòu)新穎、加熱速度快、除氧遙遙,只要善于遙遙和維護,仍不失為一種遙遙的真空除氧器。
2內(nèi)置式真空除氧器原理
2.1傳統(tǒng)真空除氧器存在的問題
所謂傳統(tǒng)式真空除氧器.就是我們常用的高壓噴霧填料(或水膜)式真空除氧器,一般有立式單封頭真空除氧器、立式雙封頭真空除氧器和臥式雙封頭真空除氧器。
這幾種真空除氧器需在給水箱上開設(shè)直徑一般為?1600~2400mm的孔,為給水箱直徑的40%~80%,遙遙過GBl50《鋼制壓力容器》中規(guī)定,削弱了給水箱強度和剛度,在除氧頭和給水箱連接處產(chǎn)生很高的局部應(yīng)力和變形,使得給水箱內(nèi)部產(chǎn)生裂紋,尤其在焊縫區(qū)產(chǎn)生大量裂紋,威脅真空除氧器的安全運行。雖然這些裂紋的產(chǎn)生與很多因素有關(guān),但大直徑開孔是造成真空除氧器產(chǎn)生裂紋的重要原因。
2.2內(nèi)置式真空除氧器結(jié)構(gòu)特點
內(nèi)置式真空除氧器是一種的真空除氧器,它舍棄了傳統(tǒng)式真空除氧器的除氧頭,只保留了真空除氧器的水箱部分。將原傳統(tǒng)式真空除氧器的除氧塔內(nèi)的除氧功能轉(zhuǎn)移到真空除氧器的水箱中,在水箱內(nèi)將除氧、蓄水功能溶于體。
其優(yōu)點除取消了傳統(tǒng)式立式真空除氧器的大直徑開孔,減小了真空除氧器的局部應(yīng)力,提高了真空除氧器的安全運行系數(shù)以外,還采用了噴嘴,提高了除氧遙遙。
2.3內(nèi)置式真空除氧器的原理
內(nèi)置式真空除氧器的除氧原理仍然采用熱力除氧原理。根據(jù)亨利定律和道爾頓定律,將被除氧的水加熱到其壓力對應(yīng)下的飽和溫度,將水中分離出來的氧氣、其他氣體以及部分蒸氣一起從排氣口排除。
3內(nèi)置式真空除氧器結(jié)構(gòu)特點
3.1采用射汽型噴嘴
傳統(tǒng)式真空除氧器是氣、水由單遙遙噴嘴噴出,通過逆向流動加熱,填料延時加熱等方法,對被除氧水進行充分加熱,從而達到除氧的目的。而內(nèi)置式真空除氧器則采用了的復(fù)合射氣型噴嘴,從示意圖中可以看出射氣型噴嘴由殼體、射汽噴管和噴頭組成,水和氣從同一個噴嘴中的不同位置進入,在殼體圓周壁上開設(shè)了若干切向進水槽,進水從殼體外側(cè)通過切向進水槽進入殼體內(nèi)側(cè),并形成數(shù)股旋轉(zhuǎn)水流。射氣噴管將殼體外側(cè)進入蒸氣的壓力能轉(zhuǎn)變成速度能,在射氣噴管出口處的蒸氣達到較高的流速,形成一股高速射氣流。這股高速射氣流一方面在殼體內(nèi)帶動旋轉(zhuǎn)水流向前流動,并在噴嘴出口處撞擊旋轉(zhuǎn)水流,增加了水流霧化動力;另一方面這股高速射氣流在殼體內(nèi)就與旋轉(zhuǎn)水流接觸,提前了氣水熱交換時間。在離開噴嘴后,這股蒸氣自霧化錐體中心向四周擴散,使霧化水滴獲得均勻加熱。由此可見,在噴嘴中氣水進行了初步換熱,而在噴出噴嘴后,氣、水均呈霧狀進一步強化了換熱遙遙。多組噴嘴沿水箱軸向布置,遙遙了被除氧水都能夠得到先分的加熱。因此,這種射氣型噴嘴,與傳統(tǒng)真空除氧器的加熱方式有著遙遙的區(qū)別。
3.2設(shè)置吹掃管
吹掃管布置在水面上。在吹掃管中布置了許多吹掃口,它利用加熱蒸氣吹散聚集在水而上的氧氣層,增加水面上、下的氧氣濃度差,有利于氧氣的擴散。同時吹掃蒸氣吹破水面,減少了水的表面張力,以便于水中的氧氣向水面擴散。同時吹掃后蒸氣向遙遙動,加熱淋水、填料層中的水膜和噴嘴噴出的霧化永,充分利用了余熱。
3.3泡沫發(fā)生器(再沸騰管)
在真空除氧器底部安裝了一根沸騰母管和若干沸騰支管,在沸騰母管和沸騰支管上又安裝了許多泡沫器。在泡沫器四壁有許多交錯的噴射小孔,加熱蒸氣自噴射小孔噴出,與周圍的水混合,形成許多泡沫,強化氣水之間傳熱和傳質(zhì)。泡沫發(fā)生器的原理與傳統(tǒng)式真空除氧器的再沸騰原理相似,作用相同,但由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同,真空除氧器的泡沫量大、加熱速度快,遙遙較。
4真空除氧器安全問題分析與對策
4.1軸封蒸氣帶水
由于取消了除氧頭,真空除氧器的一二次除氧過程均在真空除氧器的水箱中進行,特別是射氣型噴嘴的噴射距離較遠,而軸封用氣又是直接從真空除氧器水箱上部引出.如若射氣型噴嘴布置不當,距離軸封用汽口偏近,或者真空除氧器在工作中氣、水配合失常,霧化不良,遙遙易使軸封用氣帶水。軸封帶水給汽輪機正常運行帶來很大的安全隱患,可以采取在設(shè)計安裝時,噴嘴組遠離軸封供氣管口,以遙遙軸封供氣管口在噴嘴射程之外;也可以在真空除氧器內(nèi)部軸封供氣管與射氣噴嘴之間加裝有一定傾斜角度的擋水板,即使噴嘴噴出工質(zhì)的速度較大,噴射距離較遠,或者水不能得到充分的霧化,水滴直徑偏大,也會被擋水板的擋住,不會竄入軸封供氣管中,以避遙遙軸封供氣帶水,但加擋水板遙遙須利用機組停役之際實施。還可以采取對軸封系統(tǒng)加裝疏水袋的方法,對軸封用氣進行不間斷疏水,以遙遙軸封供氣的止常。這樣對有些機組(軸封系統(tǒng)隔離門臺理,并且軸封氣源可切換),不需要停機即可進行操作,以遙遙機組的安全運行;缺點是疏水系統(tǒng)要長期運行,汽水損失較大。
4.2抽氣管道倒氣(水)
由于射氣型噴嘴的遙遙特結(jié)構(gòu),當負荷偏低時,進入真空除氧器的抽氣壓力過低,而由于高加疏水以及連排作為真空除氧器加熱氣源仍然進入,就有可能造成真空除氧器壓力高于其抽氣壓力,導(dǎo)致冷氣、冷水沿著抽氣管道倒流,若抽氣逆之門不嚴或卡澀,氣缸就遙遙易進入冷氣(水),嚴重威脅機組的安全運行。因此,內(nèi)置式真空除氧器對其滑壓運行的范圍有著嚴格的要求,一般在30%~遙遙范內(nèi)滑壓運行。當機組滑壓運行低為于30%額定負荷時,遙遙須及時對真空除氧器進行氣源的切換,特劃是機組的滑停時,對真空除氧器壓力和軸封壓力、溫度的監(jiān)視,顯得尤為重要。有條件的話,也可以在機組滑停到定負荷時,對軸封氣源進行切換,同時切換真空除氧器相對應(yīng)的氣源。
4.3含氧量增大
噴嘴堵塞、霧化不良以及真空除氧器水位偏高是內(nèi)置式真空除氧器含氧量增大的主要原因。噴嘴堵塞主要出遙遙機組大修后或者凝結(jié)水系統(tǒng)檢修后,由于檢修工藝粗糙,致使金屬雜質(zhì)或機械雜質(zhì)進入氣水管道內(nèi),堵塞噴嘴。因此在大修后啟動前,應(yīng)拆除噴嘴后,對系統(tǒng)進行沖洗。凝結(jié)水系統(tǒng)檢修時,要嚴格按照檢修工藝,防止雜質(zhì)進入系統(tǒng)內(nèi)。霧化不良主要是在變工況運行時,真空除氧器未能及時根據(jù)負荷的變化,進行噴嘴組的停、投,或者氣源未能進行及時切換。在機組滑參數(shù)啟動時,隨著機組負荷的增加,要逐組噴嘴,而在滑停的過程中,要根據(jù)負荷逐組停用噴嘴,以遙遙氣、水壓力和配比正常,遙遙噴嘴霧化良。而當真空除氧器水位偏高時,特別是淹沒吹掃管時,使得吹掃效率下降或失效,水面上氧氣濃度增大,水中氧氣逸出困難;淹沒射氣型噴嘴時,氣、水霧化加熱失效,這些均導(dǎo)致水中含氧量升高。因此,內(nèi)置式真空除氧器在運行中對水位的要求相當嚴格.不僅僅是考慮到軸封帶水問題,更重要的是考慮到吹掃管和噴嘴的正常運行。故內(nèi)置式真空除氧器的水位保護應(yīng)遙遙完并及時。
4.4給水泵氣蝕
由于內(nèi)置式真空除氧器的泡沫發(fā)生器的結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大的變化,它所產(chǎn)生的泡沫也遠遠多于傳統(tǒng)意義上的再沸騰,當給水泵運行時,如果泡沫發(fā)生器運行不宜開得過大,以防止有氣泡順著下水管進入到給水泵遙遙,致使給水泵發(fā)生氣蝕。少量的氣泡進入可能不易及時查覺,但由于目前遙遙的給水泵普遍是高轉(zhuǎn)速離心泵(200?MW機組在5?000?rmin左右,300?MW機組在6?000?rmln左右),日積月累就會對給水泵的葉片造成沖蝕,降低給水泵的效率,縮短給水泵的遙遙壽命。因此,當機組起動時,泡沫發(fā)生器較在給水泵起動前遙遙,以達到盡快提高水溫的目的。當給水泵運行時遙遙泡沫發(fā)生器,要適當控制泡沫發(fā)生器的開度,防止泡沫產(chǎn)生過多,并監(jiān)視給水泵的運行情況是否正常。
4.5嘯叫和振動
由于設(shè)置了吹掃管,真空除氧器內(nèi)部會出現(xiàn)嘯叫聲,屬于正常情況。當嘯叫聲過大時,可能是吹掃管進氣開度偏大,應(yīng)及時予以調(diào)整。當真空除氧器在短時間內(nèi)出現(xiàn)大量的熱交換時,可能導(dǎo)致真空除氧器發(fā)生振動,應(yīng)盡量避遙遙真空除氧器進水溫度過低,水量過大,特別是當遙遙供水泵向真空除氧器進水時,要適當控制進水速度并加強對真空除氧器運行的監(jiān)視。
5真空除氧器的節(jié)能分析
(1)對于遙遙火力電站在正常運行時,對自然循環(huán)鍋爐要求的給水含氧量小于7ugL,而對于直流鍋爐給水的遙遙要求更高,這就要求真空除氧器的除氧遙遙更夠滿足鍋爐給水的要求。由于遙遙火力發(fā)電廠一般均采用熱力除氧,從節(jié)能的角度而言,既要減少被除氧水的加熱熱源的量,又要除氧遙遙,進一步減少排出的蒸氣量,減少工質(zhì)浪費,才能真正起到節(jié)能的作用。
(2)對于傳統(tǒng)真空除氧器而言,由于受到傳熱遙遙的制約,一旦被除氧水含氧量增大,則一方面加大真空除氧器進氣量,同時開大真空除氧器的排氣門,來遙遙給水遙遙,無形之中將大量的蒸氣與被除去的氣體一并排出,致使大量資源浪費。而內(nèi)置式真空除氧器由于傳熱遙遙,除氧能力大幅提高。試驗表明當凝結(jié)水(被除氧水)含氧量高達700ugL時,在未增加加熱氣量和未開大排氣門的前提下,給水含氧量仍能保持在5ugL以下,使機組在低負荷和凝結(jié)水含氧量異常增大的情況下,仍能遙遙鍋爐給水遙遙的要求,從而達到節(jié)能作用。