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除氧器工作原理



从总体上讲,无头除氧器是一台典型的圆筒形卧式容器,内置喷头、蒸汽分配装置,储存需要除氧的凝结水和排出已除氧的凝结水到锅炉给水泵。


喷头在工厂组装,安装在水箱上面的一个拱形容器内。



凝结水从盘式恒速喷嘴喷入除氧器汽空间,进行初步除氧,进入水空间后流向出水口;


加热蒸汽排管沿除氧器筒体轴向均布,加热蒸汽通过排管从水下送入除氧器,加热蒸汽与水混合加热,同时对水流进行扰动,将水中的溶解氧及其它不凝结气体从水中带出水面,达到对凝结水进行深度除氧的目的;


水在除氧器中的流程越长,则对水进行深度除氧的效果越好。



未凝结的加热蒸汽(此时为饱和蒸汽)携带不凝结气体逸出水面流向喷嘴的排汽区域(喷嘴周围排汽区域为未饱和水喷雾区),在此区域未凝结的加热蒸汽凝结为水、不凝结气体则从排气口排出。


不凝结气体在流向排气口的流程中,除氧器筒体直径越大在水容积一定的情况下,则汽空间不凝结气体分压力越小,这样就能有效控制不凝结气体在液面的扩散,避免二次溶氧的发生,因此,除氧器筒体采用大直径为佳。



一、无头除氧器工作过程

1、除氧器汽源:除氧器的加热蒸汽有两路汽源,分别为四抽和辅汽,四抽引入底部主要用于深度除氧和加热给水;


辅汽引入本体内经分配管后均匀布置在汽水空间,供启动时加热用。加热蒸汽排管沿除氧器筒体轴向均布.




(1)初级除氧过程

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,水膜在这个区域内与上行的过热蒸汽充分接触,


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,在每个喷嘴的周围设有四个排气口,以及时排出析出的氧气。

 

(2)深度除氧过程

经过初步除氧的水落入水空间流向出水口;加热蒸汽通过排管从水下送入,与水混合加热,同时对水流进行扰动,


并将水中的溶解氧及其它不凝结气体从水中带出水面,达到对凝结水进行深度除氧的目的。


水在除氧器中的流程越长,则对水进行深度除氧的效果越好。


二、卧式无头喷雾式除氧器结构


1、总体结构:其主要部件由壳体、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、人孔等组成。



1、安全门  2、进水口  3、排气口(每个喷嘴周围四个)  4、再循环接口 5、四抽供汽接口   6、辅汽供汽接口  7、高加疏水接口   8、就地水位计   9、溢流口   10、放水口   11、出水口   12、人孔   13、压力测点






2、蝶形喷嘴(蝶型stork喷嘴)




喷嘴的布置和作用


除氧器的两侧分别安装有一个蝶型喷嘴,凝结水分两路进入除氧器。喷嘴的作用在于使凝结水形成适当的水膜,以获得最佳的水滴,既增大水与蒸汽的接触表面积,又缩短了气体离析的路径。



除氧器共布置有两只进口喷头(流量为1200t/h,由荷兰STORK公司进口),由于喷头弧形圆盘的调节作用,当机组负荷大时,喷头内外压差增大,弧形圆盘开度亦增大,流量随之增大。


当机组负荷小时,喷头压差降低,弧形圆盘开度亦减少,流量随之减少。使喷出的水膜始终保持稳定的形态,以适应机组滑压运行。



每个加热蒸汽管路上均设一路蒸汽平衡管,并在蒸汽平衡管上装有逆止阀,起到平衡供汽管和除氧器压力的作用。


在正常运行时蒸汽平衡管不起作用,当供汽压力突降时逆止阀打开,使除氧器的压力跟跟随汽源压力一同变化,减小除氧器和供汽管的压差,进而防止供汽管内进水。




3、吹扫管

吹扫管布置在水面上。在吹扫管中布置了许多吹扫口。作用是:

(1)吹扫蒸汽吹散聚集在水面上的氧气层,增加水面上、下的氧气浓度差,有利于氧气的扩散。

(2)吹扫蒸汽吹破水面,减少了水的表面张力,便于水中的氧气向水面扩散。

(3)吹扫后蒸汽向上流动,加热淋水、填料层中的水膜和喷嘴喷出的雾化水,充分利用了余热。

4、再沸腾管和泡沫发生器


在除氧器底部安装了一根沸腾母管和若干沸腾支管,在沸腾母管和沸腾支管上又安装了许多泡沫发生器。


在泡沫器发生四壁有许多交错的喷射小孔,加热蒸气自喷射小孔喷出,与周围的水混合,形成许多泡沫,强化气水之间传热和传质。


沸腾管和泡沫发生器的原理与传统式除氧器的再沸腾原理相似,作用相同,但由于内部结构不同,新型除氧器的泡沫量大、加热速度快,效果较好。

除氧器内部结构——再沸腾管





5、排空气管



6、防止满水措施

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。


措施: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。在水位上升至更高值之前,通过联锁使凝结水泵跳闸,停止上水。



7、疏水闪蒸区

高加的疏水进入除氧器后,先在闪蒸区降压蒸发,降低品质并释放热量。闪蒸的作用在于除去疏水中的少量气体,利用释放的热量加热给水。


8、安全门

为防止除氧器超压,除氧器装有两个安全阀,其动作压力为1.35Mpa,单个安全阀的通流量为61.310t/h。


三、除氧器的特点

适应能力强:除氧器的最大出力不小于锅炉BMCR工况蒸发量105%时所需给水量,且在低压加热器工作不正常时,除氧器应能适应此时对给水温度和流量要求,保证给水的含氧量符合要求。


防超压:配置排汽能力足够大的安全阀(不应少于4只全启式弹簧安全阀);设计压力一般不小于汽轮机额定负荷工况时回热抽汽压力的1.25倍


防汽机进水:配置完善的水位检测装置——磁性翻转水位计;水位开关;水位变送器,有三级保护信号,另有溢流管。高水位报警;


高高水位,自动开启溢流阀;超高水位,3号高压加热器疏水排疏水扩容器,强制关闭四段抽汽电动截止阀和逆止阀。


防蒸汽倒流:进汽管和汽平衡管均设置逆止阀。

四、除氧器的运行


除氧器采用滑压运行方式

设有两路汽源:本机四段抽汽和辅汽。


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,为滑压运行。


而辅汽供汽管路上设压力调节阀,用于除氧器定压运行时的压力调节。

正常运行时,除氧器的储水量能维持BMCR工况运行6.3分钟


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