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单元三发电厂主要热力辅助设备.ppt

单元三发电厂主要热力辅助设备

晨辞叶
2018-12-04 0人阅读 0 0 0 暂无简介 举报

简介:本文档为《单元三发电厂主要热力辅助设备ppt》,可适用于工程科技领域

热力发电厂课题一:回热加热器课题二:除氧器课题三:凝汽设备热力发电厂单元三发电厂的主要热力设备热力发电厂热力发电厂    工作原理:通过蒸汽和被加热的水直接接触混合进行传热。因此混合式加热器可以将水加热到该加热器蒸汽压力下的饱和水温度。 一、回热加热器的型式与应用按传热方式可分为混合式和表面式两种。   一)混合式加热器课题一:回热加热器热力发电厂热力发电厂 ①传热效果好。能充分利用抽汽的热能从而使发电厂节省更多的燃料。 ②这种加热器结构简单价格较低。 ③便于汇集不同温度的工质和除去水中的气体。 ④热力系统复杂使给水系统和设备的可靠性降低投资增加而且水泵还要输送高温水这就使水泵的工作条件恶化。为了泵工作安全每台水泵都必须装设有一定高度的较大容积的给水箱以避免水泵汽蚀不但使热力系统布置复杂主厂房的造价也增加了。混合式加热器的特点:热力发电厂热力发电厂⑤为了保证给水系统的运行可靠每台给水泵还必须有备用水泵使系统复杂造价提高运行费用也增加。⑥利用汽轮机的不调节抽汽加热给水时水泵的出水温度将随负荷和抽汽压力的变化而变化这就使水泵的工作可靠性降低。   因此混合式加热器在常规发电厂中并没有被普遍采用只用一台作为系统的除氧设备。混合式加热器的特点:热力发电厂全混合式加热器回热系统热力发电厂二、表面式加热器、工作原理:表面式加热器是通过金属受热面将蒸汽的凝结放热量传给管束内的被加热水因此存在热阻一般不能将水加热到该加热蒸汽压力下的饱和温度。热力发电厂加热器汽侧压力下的饱和水温tsj与加热器出口水温twj之差称为端差记为θ。θ愈小热交换的作功能力损失愈小热经济性愈高但同时为了达到增强传热效果的目的加热器的换热面积A也将随着增加。     经济上合理的端差值应由技术经济计算比较来决定即比较当端差值降低时得到的燃料节省和加热器换热面金属消耗的增加费用。燃料越贵金属越便宜则降低端差越有利。一般表面式回热加热器的出口端差约为~℃。二)表面式加热器热力发电厂缺点:金属消耗量多造价高高压加热器承受较高的压力和较高的温度工作可靠性较低当加热器管束破裂或管束接口渗漏而同时抽汽管上逆止阀又不严密时给水可能进入汽轮机造成汽轮机事故每台表面式加热器要增设输送加热蒸汽凝结水(称为疏水)的疏水器及疏水管道。优点:对回热系统而言泵的数量少系统较简单投资少系统安全性提高运行、管理维护方便。表面式加热器在电厂中得到普遍采用。表面式加热器的特点:热力发电厂、表面式加热器的分类:()按布置方式分类:   可分为立式和卧式两种。卧式加热器传热系数高由于凝结放热形成的水膜较立式的薄些在凝结工况相同时其放热系数比立式的高倍。卧式加热器布置疏水冷却段较立式的方便而且汽轮机房的高度可不必考虑吊出其管束的要求。但卧式加热器在安装、检修吊装管束等部件时不太方便占厂房面积也大。因为其热经济性高被MW以上大型机组采用。热力发电厂立式加热器检修方便且占地面积小但在决定汽轮机房屋架高度时要考虑吊装管束及必要时跨越运行机组的因素且热经济性较卧式差一般用在中、小型电厂。、表面式加热器的分类:热力发电厂    根据加热器水侧承受压力的不同加热器又可分为低压加热器和高压加热器。    位于凝结水泵和给水泵之间的加热器因其水侧承受的是压力较低的凝结水泵出口的压力故称为低压加热器    位于给水泵和锅炉省煤器之间的加热器因其水侧承受的是比锅炉蒸汽压力还要高的给水泵出口的压力故称为高压加热器。 ()按水侧承压高低分类:热力发电厂二、表面式加热器的连接方式(一)疏水连接系统和疏水冷却器热力发电厂、逐级自流依靠加热器间的压差逐级自流。优点:系统安全可靠简单。缺点:热经济性差(排挤低压抽汽产生不可逆损失当疏水排入凝汽器时还将引起直接冷源损失)。热力发电厂、采用疏水泵将疏水打入该加热器出口水流中。优点:热经济性高。缺点:转动部件多运行不安全维护管理麻烦操作不方便。热力发电厂热力发电厂疏水冷却器的作用:降低加热器的进口端差即使离开该加热器的疏水由饱和水变为过冷水一方面由于疏水温度的降低减少了对下一级加热器抽汽量的“排挤”减少了传热不可逆损失因而提高了系统的经济性另一方面疏水温度的降低可以避免或减轻疏水管道的汽蚀故对运行的安全性也有好处。疏水冷却器可以设置在加热器内部称内置式也可以单独设置称外置式疏水冷却器。疏水冷却器作用热力发电厂   作用:在加热器运行时及时地排出蒸汽的凝结水(即疏水)而不致使蒸汽排出以保持加热器有一定的疏水水位从而维持加热器蒸汽空间的工作压力。    发电厂中常用的疏水设备有浮子式疏水器、疏水调节阀和U形水封(包括多级水封)三种。    、浮子式疏水器    浮子式疏水器分为内置式和外置式两种。因检修维护困难现内置式已很少采用外置式应用于MW以下的中、小型机组的低压加热器中。(二)疏水设备热力发电厂热力发电厂当疏水水位升高时浮子随之上升并通过连杆系统带动滑阀使疏水阀开大反之则由于浮子的下降关小疏水阀。外置浮子式疏水器通过汽、水平衡管和加热器汽侧相连接以间接反映加热器中的凝结水水位的变化。工作原理:热力发电厂、疏水调节阀图中摇杆A的位置是调节阀关闭的位置。当摇杆从A绕心轴转向B时心轴带动杠杆向顺时针方向转动并带动阀杆在上、下轴套、内向下滑动由此带动滑阀向下移动滑阀即逐渐打开。热力发电厂热力发电厂     U形水封一般只用在最后几段抽汽的低压加热器中它是应用水力学原理工作的。大机组最后一段抽汽的低压加热器因其抽汽压力低蒸汽比容大加热器往往布置在凝汽器喉部易于布置水封式疏水装置。    、U形水封热力发电厂水封式疏水装置实际上是靠压力(水柱高度)来关住容器里的蒸汽其值为nHρg这里的n是多级水封管中的水封管数目H为每级水封管的高度ρ为水的密度当两个容器内的压力分别为PP时它们之间的关系为:H=(PP)nρg(.~.)m式中:(.~.)为富裕度。、U形水封热力发电厂热力发电厂    表面式加热器的管束有直管、U形管、螺旋管、蛇形管等不同形式。根据管束与加热器筒体的连接方式的不同表面式加热器又可分为有管板的水室结构和没有管板的联箱结构两种。  三、表面式加热器的结构热力发电厂疏水表面式加热器中加热蒸汽在管外冲刷放热后的凝结水端差(上端差、出口端差)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分类:布置方式:卧式、立式水的引入引出方式:水室结构、联箱结构三、表面式加热器的结构热力发电厂管板-U形管(或直管)式加热器被加热的水由进口连接短管进入水室的进口部分经管板流入管束再经管板由水室的出口部分经出口连接短管流出。加热蒸汽由加热器外壳的上部进汽管引入汽空间借导向板的作用使汽流成s形流动反复横向冲刷管束外壁并凝结放热。热力发电厂低压加热器的管板U形管加热器的受热面是由铜管或钢管胀接在管板上的U形管束组成。管束用专门的支架加以固定为了便于加热器换热面的清洗和检修整个管束制成一个整体便于从外壳中抽出。热力发电厂热力发电厂联箱螺旋管(或蛇形管)式加热器与管板式加蒸器相比金属消耗量较大体积较大效率也较低检修、堵管比较困难。但由于取消了管板使制造工艺变得简单安全性也提高了。特别是联箱壁厚要比管板厚度薄得多管系的弹性又好故对变参数运行及调峰的适应性很强。国外机组采用数量在增加。热力发电厂高压加热器的联箱螺旋管热力发电厂管板U形管束卧式高压加热器结构示意U形管拉杆和定距管疏水冷却段端板疏水冷却段进口疏水冷却段隔板给水进口人孔密封板独立的分流隔板给水出口管板蒸汽冷却段遮热板蒸汽进口防冲板管束保护环蒸汽冷却段隔板隔板疏水进口防冲板疏水出口热力发电厂用途:大机组高压加热器给水入口联箱正常水位上级疏水入口给水出口联箱凝结段人孔安全阀接口过热蒸汽冷却段蒸汽入口疏水出口疏水冷却段放水口联箱结构加热器热力发电厂轴封蒸汽回收及利用系统汽轮机轴封蒸汽系统包括:主汽门和调节汽门的阀杆漏汽再热式机组中压联合汽门的阀杆漏汽高、中、低压缸的前后轴封漏汽和轴封用汽轴封利用系统中各级轴封蒸汽工质基本可全部回收热力发电厂热力发电厂   在高压加热发生故障时为了不致中断锅炉给水或高压水从抽汽管倒流入汽轮机造成严重的水击事故在高压加热器上设有自动旁路保护装置。   作用:当高压加热器发生故障或管子破裂时能迅速切断进入加热器管束的给水同时又能保证向锅炉供水。   目前电厂高压加热器上采用的保护主要有水压液动控制和电动控制两种。   四、高压加热器的自动保护装置热力发电厂   旁路保护装置由入口阀门、旁通阀门和出口逆止阀门以及控制这些阀门动作的高压水管路系统组成。入口阀门与旁通阀门公用一个门盘(阀瓣)称之为联成阀逆止阀位于力磁器出水管口联成阀与逆止阀通过加热器外面的一根旁路管相连。、水压液动旁路保护装置热力发电厂   加热器故障时保护装置动作联成阀被水动活塞自动的推到下部阀座隔断了给水进入加热器内的通路同时打开旁通阀此时出口逆止阀由于下部失去水压并在旁路管给水压力作用下而落下给水经旁路供给。这一动作过程也可以用操作手动进出口阀门来完成。工作原理:正常运行时联成阀在最高极限位置此时旁通阀全关入口阀全开给水由入口连接管进入加热器内的管束中经加热后由出口管流出时顶开逆止阀流出去。热力发电厂热力发电厂   ()打开总水门和注水阀使加热器内管子系统和脉冲保护系统处于给水压力之下。   ()开启启动阀活塞上部空间水压降低活塞下部空间依然保持给水压力从而使联成阀一直被顶到上部阀座使旁通阀关闭。此时给水开始进入加热器管子系统中去。   ()加热器管子系统启动后应立即把启动阀关闭水动活塞上下水室的压力将趋于平衡由于给水在流过加热器管子系统时要引起一个压力降(即压力损失)这个压力差克服联成阀的自重并作用在活塞的下部使阀门盘被压紧在上部阀座上。启动加热器的步骤是:热力发电厂当加热器因内部管子破裂而水位太高时疏水器的浮筒上升达到极限位置时与浮筒杆上相连接的电气接点接通此时电磁铁带电使自动阀迅速打开将活塞下面的水放入地沟这时由于在一mm的节流孔板上发生相当大的压力降使活塞下部空间水压降低。活塞上部仍保护给水压力于是活塞下移联成阀门盘压向下部阀座关紧给水进入管子系统的通路。给水由旁路管流过出口逆止门也随之关闭。    保护装置发生动作后为了安全起见还需要用手轮把联成阀和逆止阀强制压在全关位置上。    这种保护装置的缺点是控制水管路和元件(阀门、节流孔板、滤网等)要长期承受给水压力使运行可靠性降低。启动加热器的步骤是:热力发电厂    在高压加热器电动旁路装置中其给水入口阀、给水出口阀和旁通阀都是电动的它们分别受每台高压加热器的任意一个继电器控制。   国产MW机组高压加热器电动旁路装置的工作原理:当加热器发生故障时疏水水位升高水位信号器的水位信号发生变化由调节器发出电信号执行机构操纵回转调节阀使水位保持正常当水位升高至极限位置时继电器动作发出电信号这时高压加热器的出口、入口阀关闭旁通阀打开给水由旁通管道直供锅炉同时信号灯发出闪光信号表示电动旁路装置已动作。   、电气式旁路保护系统热力发电厂热力发电厂热力发电厂综上所述水位信号器可发出两个信号一是在正常范围内调节保持加热器的水位二是在加热器发生水管爆破、漏泄等故障时加热器水位升至极限值继电器动作切除整个高压加热器组。   高压加热器可以设置大旁路系统也可以设置小旁路系统。有资料表明高压加热器小旁路系统可减轻对机组安全的影响延长高压加热器本体寿命运行热经济性比大旁路高虽然初投资大些但经济上是可取的。四、高压加热器的自动保护装置热力发电厂   加热器是发电厂的重要辅机加热器的正常投运与否对电厂的安全经济运行及满发影响很大。   一、加热器停运的影响:   ①一般高压加热器发生事故较多若高压加热器不投入运行将会使机组的煤耗增加。    ②高压加热器的停运还将使给水温度降低造成超高参数直流炉的水冷壁超温及汽包炉的过热汽温升高。   ③低压加热器的停用也将降低机组的热经济性同时会造成汽轮机末几级的蒸汽流量增大而导致汽蚀加剧。    因此停用某加热器时为保证相应抽汽段以后汽轮机的各级不过负荷应该根据机组的具体情况减少负荷。  五回热加热器的运行热力发电厂二、加热器具体操作中几个特别要注意的问题:(一)启动、停用或工况发生变化时的温度变化率   由于大型机组表面式加热器体积大特别是高压加热器管板厚度大给水温度高给水压力高考虑到厚实的管板与较薄管束要有足够的时间均匀地吸热或散热以防止热冲击使加热器钢管泄漏所以要正确地启、停加热器合理地控制其给水温度变化率。    一般给水温度变化是以加热器出口水温变化为准的当加热器启、停或工况变化时温度的变化率不能太大。温度的变化率对加热器的使用寿命影响很大应根据具体启停方式合理地安排操作。五回热加热器的运行热力发电厂    加热器的水位应保持在规定的范围内。水位过高或过低不仅要影响回热加热的热经济性还会威胁机组的安全可靠运行。正常水位(即控制水位)在制造厂家提供的加热器总图和加热器水位指示板上都有清楚的标明。一般允许水位偏离正常水位的范围约土mm。    水位过低的影响:使疏水冷却段进口(吸入口)露出水面而使蒸汽进人该段这将破坏该段疏水的虹吸作用也破坏了凝结段与疏水冷却段之间的密封使疏水冷却段的过冷作用降低影响回热系统的热经济性。更为重要的是同时会产生下列失常现象:(二)疏水水位控制五回热加热器的运行热力发电厂热力发电厂①造成疏水端差的变化②造成蒸汽热量的损失③处于疏水冷却段进口区的U形管束将受到蒸汽的冲刷而损坏。蒸汽进入疏水冷却段后经过U形管束内给水的冷却其比体积急剧变化因而出现汽蚀现象使管束损坏。确定疏水冷却段是否进汽的一个方法是比较疏水出口温度与给水进口温度如果疏水出口温度与给水进口温度的差值超过了正常数值则很可能是部分进汽造成的。④无疏水冷却段的加热器若水位过低也会由于维持不住汽侧压力造成蒸汽由疏水管跑掉造成热经济性和安全性的下降。五回热加热器的运行热力发电厂水位过高的影响:使部分管束(传热面)浸没在水中从而减少了有效传热面积导致加热器性能下降(给水出口温度降低)。加热器在过高水位下运行一旦发生事故若操作稍有失误或不及时处理还将危及汽轮机运行的安全。五回热加热器的运行热力发电厂造成加热器水位过高的原因主要有:①疏水调节装置不正常    ②加热器之间压差不够(疏水逐级自流的加热器间)以致疏水不畅    ③加热器超负荷    ④管束泄漏。在加热器停运时当然可以通过水压试验或用压缩空气来确定管束是否泄漏在运行中则可以测量流量和观察疏水调节装置的运行情况来检测管于是否泄漏如果疏水调节阀的阀杆指示器表示阀门是在逐渐开大或比该负荷条件下的通常开度大并且负荷是稳定的这就表明疏水流出的流量比加热器负荷要求的大多流出的疏水量必定来源于管束的泄漏。五回热加热器的运行热力发电厂热力发电厂加热器水位的正确调整是加热器正常运行的保证。每台加热器虽然都配有水位计、水位调整器和水位铭牌等但实际上从水位计上得到的水位往往高于加热器的实际水位即出现假水位现象。它的原因在于水位的控制和显示信号是通过壳体中上、下两个接口分别引出的。在卧式加热器中蒸汽流过接口处的速度与液面上的速度不同。水位计引出口的位置常选择靠近疏水冷却段的进口处而相应的蒸汽由于处在加热器的前端流速较高。根据能量守恒原理速度较高处的蒸汽静压就较低所以测得的水位就比实际水位要高。也即虽然水位计指示已达到加热器的水位标牌上的刻度线但其实际水位仍偏低严重时会造成水封的丧失所以必须进行现场的水位调整。五回热加热器的运行热力发电厂热力发电厂现场的水位调整可以以铭牌上的正常水位为起点把水位逐渐提高在每提高一次水位的同时测量疏水的出口温度和给水的出口温度。此时将会出现疏水温度逐步下降给水出口温度开始时不变化然后从某一水位起开始下降的现象(此时说明水位已升高到开始触及管束)。我们可以把给水出口温度尚未下降的这一水位定为该加热器的高水位再由此按设计要求定出正常水位及低水位。有的电厂在运行中希望加热器低水位运行目的是在机组负荷变化时可以延长加热器的报警时间避免加热器的保护装置动作这无论从经济或安全角度考虑都是不可取的。五回热加热器的运行热力发电厂热力发电厂(三)加热器的出口端差   在运行中加热器的出口端差是一个重要的监视指标。因为加热器的许多不正常的情况都与此有关比如:   ()当加热器传热面结垢使传热热阻增加或加热器管束部分堵塞时加热器的出口端差将增大当然同时其水阻也随之增加检修时可采用稀盐酸或硫酸清洗管束以消除水垢。   ()如果加热器中聚集了不凝结气体将会严重影响传热因此端差也会上升。造成这一后果的原因或是空气漏入或是排气不畅应检查调整加热器抽空气管道上的阀门开度。   五回热加热器的运行热力发电厂()当加热器水位过高并淹没了部分加热管束时由于传热面积的减少将使端差增大其原因多半是疏水调节装置工作不正常或管子有泄漏所致。 ()如果加热器的出水温度在加热器的旁通阀之后(按水流方向)测量当旁路阀不严密或自动控制失灵导致旁通阀门泄漏也会引起加热器出口端差的增大。()若抽汽管的阀门未开足或逆止阀的节流损失太大将导致加热器出水温度降低。这一异常可以通过测取抽汽管与加热器内(或进口)的压力作对比判定。五回热加热器的运行热力发电厂(四)超负荷工况    当回热系统中有一台或一列加热器停用将使运行中的加热器的流量增大到失常或使加热器损坏的程度因此加热器的负荷不得超过规定的限额。过分的超负荷运行会危害设备的安全缩短加热器的寿命。为了保证加热器寿命超负荷(应急)运行应尽量减少时间尽可能缩短并尽快地恢复到设计工况。    低压加热器的停用特别是最末一级低压加热器的停用将使其级后汽轮机叶片的冲蚀加剧所以低压加热器更不应无故停用大多数汽轮机压力最低一级低压加热器的抽汽管道不装截止阀这台加热器只有汽轮机停机时才能停用。    若必须停止某加热器时为保证相应抽汽段以后汽轮机的各级不过负荷以及有关的运行加热器不超负荷应相应降低机组的功率(电负荷)。五回热加热器的运行热力发电厂(五)停机保护   为了防止加热器管系的锈蚀加热器停用后的防腐工作是十分重要的。加热器管系锈蚀的主要原因是氧化因此防腐措施就是保证管系与空气隔绝。    运行过程中加热器短期停运时在汽侧充满蒸汽和适当地调节水侧给水的pH值可以起很好的保护作用。    加热器停用时间较长时(例如为了系统设备维修长期停用或者为了总系统维修、机组大修停用加热器)必须提供更持久性的保持措施。例如采取充氮和使用其它合适的化学抑制剂。对碳钢管束给水加热器可采用如下措施:壳侧(即蒸汽侧)一-充氮在长期停用期间须完全干燥后充入干的氮气水室(即水侧)当机组停机时加大联氨注入量使加热器内联氨的浓度提高到mg/L并且以增加氨来调节和控制pH值为.。五回热加热器的运行热力发电厂课题二:除氧器热力发电厂给水除氧的意义及方法气体来源:、补充水带入空气、凝汽器、部分低压加热器及其管道附件处于真空状态下工作空气从不严密处漏入主凝结水中。一、气体的来源及为何要除氧热力发电厂给水中含有氧气和空气的危害:   O会对钢铁构成的热力设备及汽水管道产生强烈的腐蚀作用CO的存在会加速氧腐蚀这种氧腐蚀通常发生在给水管道和省煤器内N妨碍热交换设备的传热降低传热效果。∴气体会引起腐蚀和影响传热工质里有腐蚀气体和惰性气体:O、CO、N热力发电厂给水除氧的方法:化学除氧和物理除氧两种。    化学除氧是利用易和氧发生化学反应的药剂如亚硫酸钠NaSO(用于中参数电厂)或联胺NH使之和水中溶解的氧产生化学变化达到除氧的目的。化学除氧能彻底除去水中的氧但不能除去其它气体所生成的氧化物还会增加给水中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。热力发电厂物理除氧是发电厂广泛应用的热力除氧法它的价格便宜既能除氧又能除去给水中的其它气体使给水中不存在任何残留物质故发电厂均采用热力除氧法在亚临界和超临界参数电厂中热力除氧法亦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。给水除氧的方法:热力发电厂亨利定律(气体溶解定律)道尔顿定律(气体分压定律)传热方程传质方程二、热力除氧的原理亨利定律反映了气体在水溶液中溶解的规律道尔顿定律确定了混合气体的全压力与各组成气体的分压力之间的关系。它们提供了加热方法除去水中溶解气体的理论基础。热力除氧原理热力发电厂亨利定律指出:在一定温度条件下当溶于水中的气体与自水中逸出的气体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。亨利定律的数学表达式为:式中:pb在平衡状态下水面上该气体的分压力,MPa       p除氧器内水面上气体的全压力MPa   Kd该气体的重量溶解度系数,它的大小随气体的种类和温度而定。二、热力除氧的原理热力发电厂显然:如Pb<Pf则ΔP=PbPf<气体自水中离析b↓反之当Pb>Pf时ΔP>气体继续溶于水中b↑在除氧器中某气体在水中的溶解与离析处于动平衡状态时与水中气体溶解量相对应的该气体在水面上的分压力称为平衡压力Pf即:二、热力除氧的原理热力发电厂道尔顿定律指出:混合气体的全压力等于各组成气体的分压力之和。对除氧器:水面上气体的全压力po应等于水蒸气的分压力pHO和溶于水中的各种气体分压力Σpj之和即: 热力除氧过程:对水定压加热pHO↑当把给水加热至除氧器压力下的饱和温度时pHO→po其它气体的分压力趋近于零于是溶解在水中的气体将从水中逸出被除掉达到除氧的目的。二、热力除氧的原理热力发电厂三、要求要达到良好热力除氧效果的基本条件是:满足传热和传质、给水应加热到除氧器工作压力下的饱和温度建立除气的加温和传热条件。在热力除氧中即使出现少量的加热不足都会引起除氧效果恶化使水中含氧量增大达不到给水除氧要求的指标。在大气压力下水加热不足℃时水中含氧量会高达mg/L 热力发电厂三、要求热力发电厂   初期除氧阶段:此时水中气体较多不平衡压差较大。气体可以小气泡的形式克服水的粘滞力和表面张力离析出来此阶段可以除去水中%~%的气体相应给水中含氧量可以减少到~mg/L。   深度除氧阶段:给水中还残留少量气体此时不平衡压差相应很小溶于水中的气体无能力克服水的粘滞力和表面张力逸出只有靠气体单个分子的扩散作用慢慢离析出来此时可以加大汽、水接触面将水形成水膜或水滴造成水的紊流来加强扩散作用以达到深度除氧。因此对给水除氧有严格要求的亚临界及以上参数具有直流锅炉的电厂在热力除氧后还要辅以化学除氧。除氧的两个阶段:热力发电厂    一、除氧器的种类和压力选择    根据水在除氧器内的播散方式除氧器可分为:喷雾填料式(喷雾膜式)、淋水盘式(细流式)、喷雾淋水盘式等。根据除氧器压力的大小可分为真空式、大气式和高压除氧器三种。    除氧器压力应根据发电厂的参数、类型和不同水质对含氧量的要求根据技术经济比较选择。除氧器的总容量应根据最大给水消耗量选择每台机组宜配台除氧器。中低参数电厂采用大气式除氧器高压及中间再热凝汽式机组宜采用一级高压除氧器。除氧器的类型和构造热力发电厂    MW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。此时电厂补充水也从凝汽器的上部进入正常运行时可将凝结水和补充水含氧量降至~mg/L可以保护低压加热器及其管道免受强氧的腐蚀。但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入空气不能作为唯一的除氧器使用。(一)真空式除氧器热力发电厂    大气式除氧器的工作压力选择略高于大气压(MPa)以使离析出来的气体靠此压差自动排出除氧器相应的饱和水温度为℃。由于工作压力低设备造价也低土建投资费用不大适用于中、低参数发电厂还适用于热电厂生产返回水和补充水的除氧设备。(二)大气式除氧器热力发电厂    高压除氧器的工作压力一般为~MPa。我国定压运行高压除氧器选为MPa相应的饱和水温度为℃滑压运行高压除氧器最高工作压力为~MPa。高压除氧器的优点:   ()除氧器压力提高汽轮机抽汽口的位置也随压力提高向前推移可以减少回热系统中价格昂贵的高压加热器的台数相应增加低压加热器的台数使系统造价降低安全性也提高。   (三)高压除氧器热力发电厂()电厂事故或高压加热器停用时高压除氧器可减少进入锅炉给水温度的变化幅度改善锅炉的运行条件。现代高参数电厂给水温度一般为~℃高压除氧器出口水温为~℃高压加热器停用时不象采用大气式除氧器出口水温仅℃给水温度变化幅度较小。   ()除氧器压力提高其相应的饱和水温也提高使气体在给水中溶解度降低增强气体自水中离析过程有利于提高除氧效果。   ()压力提高给水在除氧器内的焓升也提高可避免除氧器的自生沸腾。(三)高压除氧器热力发电厂设备较复杂同时投资增加。锅炉给水泵要在℃左右的高温下工作为防止给水泵不汽化而产生汽蚀给水泵入口处需建立较高的静水头因而增加泵的造价和土建投资。高压除氧器的缺点:(三)高压除氧器热力发电厂二、除氧器的构造热力发电厂(一)喷雾填料式除氧器热力发电厂喷雾填料式除氧器的主要优点是:传热面积大在负荷变动时如低压加热器故障停用或进水温度降低除氧效果无明显变化负荷适应性强能够深度除氧除氧后水的含氧量可小于μgL。这种除氧器的除氧性能与给水雾化好坏关系很大这种除氧器为我国和西方各国电厂广泛采用。(一)喷雾填料式除氧器热力发电厂(二)淋水盘式除氧器热力发电厂淋水盘式除氧器是一种老式结构的除氧器外形尺寸大制造工作量大检修困难在正常工况下除氧效果良好。但对进水温度和负荷要求苛刻适应能力差当进水温度低于℃及超负荷运行时淋水盘形成溢流除氧效果恶化。另外淋水盘的小孔易被水垢和铁锈堵塞影响除氧器的出力其除氧指标达不到高参数电厂的要求故在老中压电厂中应用同时在水箱内设置再沸腾管或在低层加装蒸汽鼓泡装置使上述缺点得一定程度克服。(二)淋水盘式除氧器热力发电厂   喷雾淋水盘式除氧器有立式和卧式两种。其工作是在喷雾层初步除氧可除去水中大部分气体再在喷雾层下面串联淋水盘(代替填料层)深度除氧除去水中残余气体。(三)喷雾淋水盘式除氧器热力发电厂卧式喷雾淋水盘式除氧器除氧水由进水管进入进水室在进水室下沿纵向布置的恒速喷嘴将水雾化二次加热蒸汽从左边管进入与雾化水接触混合初期除氧蒸汽凝结水和给水同时落到中部配水槽中配水槽将水变为均匀的细流落到数十组淋水箱中二次加热蒸汽从淋水盘箱下部进入与给水逆向流动深度除氧除氧后的给水从下水管落至给水箱。热力发电厂卧式喷雾淋水盘式除氧器热力发电厂        给水箱是凝结水泵与给水泵之间的缓冲容器。作用:在机组启动、负荷大幅度变化、凝结水系统故障或除氧器进水中断等异常情况下保证给水泵在一定时间内不间断地向锅炉送水防止锅炉缺水干烧产生爆管事故。贮水量:指给水箱底部出水管顶部水位至给水箱正常水位之间的贮水量一般为给水箱全部几何容积的%~%。按照火力发电厂设计技术规程规定:给水箱贮水量在保证安全运行的前提下MW及以下机组为~min的锅炉最大连续蒸发量时的给水消耗量MW以上机组为~min的锅炉最大连续蒸发量时的给水消耗量。(四)除氧器给水箱热力发电厂除氧器的运行一、除氧器的自生沸腾 除氧器的自生沸腾是指有过量的热疏水进入除氧器时因其压力降低水汽化产生的蒸汽量已能满足或大于除氧器的抽汽量即除氧器内给水加热不需要本级回热抽汽量从而产生自生沸腾现象。此时除氧器的抽汽量为零或为负值。热力发电厂运行时除氧器加热蒸汽抽汽管上的逆止阀关闭除氧器内的压力会不受控制地升高除氧器的排汽量随压力升高而加大造成较大的热损失和工质损失同时原设计的除氧器内汽、水逆向流动受到破坏在除氧器的底部形成一个不动的蒸汽层妨碍逸出的气体及时排走因而引起除氧效果恶化。   自生沸腾的后果:除氧器的运行热力发电厂①大型机组除氧器宜采用滑压运行因除氧器滑压运行后给水在除氧器的焓升大大提高给水焓升提高后给水在除氧器中加热量增大其抽汽量也就增大   ②对进入除氧器的高压加热器的疏水设置疏水冷却器既可避免除氧器的自生沸腾又减少了对低压抽汽的排挤但要增加外置式疏水冷却器增加投资同时增加了疏水的阻力可能引起低负荷时高压加热器疏水不畅   ③将轴封汽、锅炉连续排污扩容蒸汽等高温汽引向别处   ④将低温的化学补充水引入除氧器以增加吸热量但会降低回热系统的热经济性。若以上措施仍不能消除除氧器自生沸腾最后只有改变回热系统提高除氧器工作压力相应减少高压加热器的数量来降低进入除氧器的疏水量及其热量。自生沸腾的防止:热力发电厂 二、除氧器的运行方式除氧器的运行   除氧器的运行方式有定压和滑压两种。热力发电厂在本级回热抽汽管道上不设压力调节阀在滑压范围(%%)内其加热蒸汽压力随机组负荷而变化避免了加热蒸汽的节流损失。与单独连接相比其关闭本级抽汽的负荷由%降到。与前置连接相比其出口水温无端差所以该连接方式的热经济性最高适合于再热机组和调峰机组。滑压除氧器热力发电厂   ()除氧器滑压运行不仅提高了额定工况下的经济性还明显提高了机组低负荷运行时的热经济性这对担任中间负荷或调峰负荷的机组将更为有利。   ()简化热力系统、降低了投资。()使汽轮机的抽汽点分配更合理提高了机组的热效率。滑压运行的优点:热力发电厂实现除氧器滑压运行应采取的措施当负荷骤降时pj↓pd↓给水泵入口水产生汽化当负荷骤升时pd↑给水成为不饱和水除氧效果恶化问题热力发电厂      机组负荷骤升时除氧器的压力随抽汽压力升高而升高水箱内的存水由于热惯性使水温升高较慢水温的变化滞后于压力的变化除氧器内的水温达不到升压后对应的饱和温度由饱和水变为不饱和水已从水中离析出来的气体又会重新溶于水中使出水含氧量增大导致返氧除氧效果恶化。负荷骤升时因给水泵入口处的水温滞后于上升后压力下对应的饱和水温给水泵产生汽蚀的可能性更小因此更安全。负荷骤升时除氧效果的保证原因:热力发电厂克服返氧的办法是将给水箱内的水温升高达到新压力下对应的饱和温度保持给水箱内的饱和状态。措施: ①在给水箱内装设再沸腾管。当机组负荷骤升时投入补充蒸汽至再沸腾管内给水在给水箱内再加热至骤升后压力下的饱和温度即可改善除氧效果②严格控制升负荷的速度。一般升负荷保持在每分钟%负荷内即可保证出水含氧量在合格标准内③缩减滑压运行范围。若除氧器滑压范围过大机组升负荷过程中除氧器升压幅度也大出水含氧量可在长时间内达不到合格标准。负荷骤升时除氧效果的保证热力发电厂   当机组负荷骤然下降或机组甩负荷时汽轮机抽汽压力也下降引起除氧器内压力下降此时水温的下降滞后于压力的降低水温高于下降后压力所对应的饱和温度水箱内原来的饱和水发生“闪蒸”相当于二次除氧水温下降达到新的饱和状态下的平衡除氧效果会因为水的再沸腾变得更好。此时在给水泵入口处的水温因静水头的作用短时间内不会降低但泵入口处的压力已随除氧器压力的降低而下降造成泵入口处的水温高于下降后压力对应的饱和温度给水泵汽蚀的可能性增大给水泵的安全受到威胁严重时影响给水泵正常工作。负荷骤降对给水泵安全的影响热力发电厂给水泵前置泵外观热力发电厂单独连接定压除氧器MPa℃(饱和水)优点:保证除氧效果防止给水泵汽蚀。缺点:有压力调节阀额外增加蒸汽节流损失低负荷切换至高一级抽汽关闭原级抽汽等于减少了一级回热增大回热过程的不可逆损失。由于这两方面原因降低机组的热经济性使ηi下降低负荷时尤甚。热力发电厂前置连接定压除氧器H的出口水比焓hw=h′θh′=f(p)而与除氧器定压pd无关因而压力调节阀的节流与hw值也无关这时就不存在因装有压力调节阀而降低机组的热经济性的情况它是以增加一台高压加热器H使投资增加、系统复杂为代价故应用不广泛。热力发电厂课题三:凝汽设备提高汽轮机装置的经济性主要有两个途径:一是提高汽轮机的内效率另一是提高装置的循环热效率。前一个途径我们在前面各章中已进行了讨论这就是努力减小各项损失改善汽轮机通流部分的设计等。提高循环热效率也有两个方向一是提高平均加热温度可采用回热循环以减少低韫加热也可提高初参数以及采用再热循环等另一方向则是降低平均放热温度而这正是凝汽设备的主要任务。热力发电厂课题三:凝汽设备热力发电厂凝汽设备的组成及作用一、凝汽设备的组成凝汽设备系统组成抽气设备汽轮机发电机循环水泵凝汽器凝结水泵热力发电厂凝汽设备的组成及作用表面式凝汽器表面式凝汽器结构简图蒸汽人口冷却水管管板冷却水进水管冷却水回流水室冷却水出水管凝结水集水箱(热井)空气冷却区空气冷却区档板主凝结区空气抽出口热力发电厂二、凝汽设备的作用凝汽设备的组成及作用第一个作用是:在汽轮机的排汽口建立并保持高度真空使进入汽轮机的蒸汽能膨胀到尽可能低的压力从而增大机组的理想比焓降提高其热经济性。第二个作用是将由排汽凝结而成的凝结水作为锅炉的给水循环使用。一次中间再热亚临界机组的热效率热力发电厂凝汽器内压力的确定及其影响因素一、凝汽器内压力的确定热力发电厂二、影响凝汽器压力的因素凝汽器内压力的确定及其影响因素冷却水进口温度t冷却水温升Δt凝汽器的传热端差热力发电厂三、工况变化对冷却水温和传热端差的影响凝汽器内压力的确定及其影响因素端差Δt与Dc、tw的关系曲线N型凝汽器特性曲线热力发电厂凝汽器的运行凝汽器压力升高kPa会使汽轮机的汽耗量增加。%%过冷度增大则含氧量升高过冷度增加%机组煤耗量将增加%循环水泵的耗电量一般占机组总发电量的%~%凝汽器运行的要求主要是保证达到最有利的真空减小凝结水的过冷度和保证凝结水晶质合格。热力发电厂 凝汽器的汽阻和水阻凝汽器的运行凝汽器的汽阻一般不应超过Pa现代凝汽器冷却水管的排列很好汽阻可以小到~Pa甚至只有Pa左右大多数双流程凝汽器的水阻在kPa以下单流程凝汽器的水阻一般不超过kPa凝结水过冷从传热的角度分析凝结水过冷是必然会产生的设计中冷却水管的排列不当凝汽器漏入空气增多运行中凝汽器热井中凝结水水位过高热力发电厂凝结水水质的监视凝汽器的运行凝汽器的胶球清洗装置胶球自动清洗系统二次滤网反冲洗蝶阀注球管凝汽器胶球收球网胶球泵加球室热力发电厂复习题:简答题    表面式加热器的端差(上端差)是如何定义的?    表面式加热器的下端差是如何定义的?    什么是“除氧器自生沸腾”    热力除氧方法能将水中的气体除干净吗出口端差(上端差、端差):加热器抽汽压力对应的疏水饱和温度(回热抽汽压力饱和温度)与出口水温之差。入口端差(下端差):离开加热器的疏水温度与加热器进口温度之差。

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