火电厂除氧器及管道系统 (1)
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第四节除氧器除氧器的主要作用是除去锅炉给水中的氧气和其它不凝结气体,以保证给水的品质。
若水中溶解氧气,就会使与水接触的金属被腐蚀,同时在热交换器中若有气体聚积,将使传热的热阻增加,降低设备的传热效果。
因此水中溶解有任何气体都是不利的,尤其是氧气,它将直接威胁设备的安全运行。
随着锅炉参数的提高,对给水的品质要求愈高,尤其是对水中溶解氧量的限制更严格,对于超临界和亚临界的直流锅炉甚至要求给水彻底除氧。
在火电厂广泛采用物理方法作为主要的除氧方法,即所谓热力除氧,它可以除掉给水中的绝大部分氧气(包括其它气体),然后采用化学方法进行彻底除氧。
除氧器是热力除氧的主要设备,而本身又是给水回热系统中的一个混合式加热器,同时,除氧器还是一个汇集汽水的容器,各个高压加热器的疏水、化学补水及全厂各处水质合格的高压疏水、排汽等均可汇入除氧器加以利用,以减少发电厂的汽水损失。
一、热力除氧原理当水和某种气体接触时,就会有一部分气体溶解到水中,用气体的溶解度表示气体溶解于水中的数量,以mg/L计值,它和气体的种类以及该气体在水面的分压力和水的温度有关。
在一定的压力下,水的温度越高,气体的溶解度越小,反之气体的溶解度就越大。
同时气体在水面的分压力越高,其溶解度就越大,反之,其溶解度也越低。
天然水中溶解的氧气可达10mg/L由于汽轮机的真空系统不可能绝对严密,空气通过不严密部分渗入系统,凝结水可能溶有大量氧气。
此外,补充水中也含有氧气及二氧化碳等其它气体。
采用热力除氧的方法,可除去给水中溶解的不凝结气体。
除氧是要除去水中所有的不凝结气体,它采用的是热力除氧的方法,其原理是依据亨利定律和道尔顿定律以及传热传质定律。
亨利定律指出:当液体表面的某气体与溶解于液体中该气体处于进、出动态平衡时,溶于单位容积液体中该气体的质量b,与液面上该气体的分压力P b成正比:b=k P b/P0(mg/L)式中:K为该气体的质量溶解度系数,它与液体和气体的种类和温度有关;P0为液面上的全压力。
火电厂主要设备简介火力发电厂是利用化石燃料燃烧释放的热能发电的动力设施,包括燃料燃烧释热和热能电能转换以及电能输出的所有设备、装置、仪表器件,以及为此目的设置在特定场所的建筑物、构筑物和所有有关生产和生活的附属设施。
主要有蒸汽动力发电厂、燃气轮机发电厂、内燃机发电厂几种类型.火电厂主要设备:汽轮机本体汽轮机本体(steam turbine proper)是完成蒸汽热能转换为机械能的汽轮机组的基本部分,即汽轮机本身。
它与回热加热系统、调节保安系统、油系统、凝汽系统以及其他辅助设备共同组成汽轮机组。
汽轮机本体由固定部分(静子)和转动部分(转子)组成。
固定部分包括汽缸、隔板、喷嘴、汽封、紧固件和轴承等。
转动部分包括主轴、叶轮或轮鼓、叶片和联轴器等。
固定部分的喷嘴、隔板与转动部分的叶轮、叶片组成蒸汽热能转换为机械能的通流部分。
汽缸是约束高压蒸汽不得外泄的外壳。
汽轮机本体还设有汽封系统。
锅炉本体锅炉设备是火力发电厂中的主要热力设备之一。
它的任务是使燃料通过燃烧将化学能转变为热能,并且以此热能加热水,使其成为一定数量和质量(压力和温度)的蒸汽。
由炉膛、烟道、汽水系统(其中包括受热面、汽包、联箱和连接管道)以及炉墙和构架等部分组成的整体,称为“锅炉本体”。
“热力系统及辅助设备汽轮机部分的辅助设备有凝汽器、水泵、回热加热器、除氧器等。
把锅炉、汽轮机及其辅助设备按汽水循环过程用管道和附件连接起来所构成的系统,叫做发电厂的热力系统。
发电厂的热力系统按照不同的使用目的分为“原则性热力系统”、“全面性热力系统”、汽轮机组热力系统”等。
发电机本体在发电厂中,同步发电机是将机械能转变成电能的唯一电气设备。
因而将一次能源(水力、煤、油、风力、原子能等)转换为二次能源的发电机,现在几乎都是采用三相交流同步发电机。
在发电厂中的交流同步发电机,电枢是静止的,磁极由原动机拖动旋转。
其励磁方式为发电机的励磁线圈FLQ(即转子绕组)由同轴的并激直流励磁机经电刷及滑环来供电。
300MW火电机组热力系统选择摘要300MW级燃煤机组是我国在近阶段重点的火力机组,由于300MW发电机组具有容量大,参数高,能耗低,可靠性高,对环境污染小等特点,今后在全国将会更多的300MW级发电机组投入电网运行。
本次设计的目的是通过对300MW火力发电厂热力系统局部的初步设计,掌握火力发电厂热力系统初步设计的步骤、计算方法及设计过程中设备的选择方法,熟悉热力系统的组成、连接方式和运行特性。
本文分为四部分,对锅炉燃烧系统及其设备进行选择,进行原则性热力系统的拟定计算、全面性热力系统的拟定和汽机主要辅助设备的确定。
通过一些给定的基本数据和类型进行科学的计算,来选配发电机组所需的各种设备,使其达到优化。
本次设计的目的是通过对300MW火力发电厂热力系统局部的初步设计,掌握火力发电厂热力系统初步设计的步骤、计算方法及设计过程中设备的选择方法,熟悉热力系统的组成、连接方式和运行特性。
本文分为四部分,对锅炉燃烧系统及其设备进行选择,进行原则性热力系统的拟定计算、全面性热力系统的拟定和汽机主要辅助设备的确定。
通过一些给定的基本数据和类型进行科学的计算,来选配发电机组所需的各种设备,使其达到优化。
关键词:火力发电厂;热力系统;初步设计;设备选择目录摘要 (I)前言 (1)1 锅炉辅助设备的选择 (2)1.1燃烧系统的计算 (2)1.2 磨煤机选择及制粉系统热力计算 (2)2 发电厂主要设备的选择 (5)2.1 汽轮机型式、参数及容量的确定 (5)2.2 锅炉型式和容量的确定 (5)3 热力系统辅助设备的选择 (6)3.1 给水泵的选择 (6)3.2 凝结水泵的选择 (7)3.3 除氧器及给水箱的选择 (9)3.4连续排污扩容器的选择 (9)3.5定期排污扩容器的选择 (10)3.6 疏水扩容器的选择 (11)3.7 工业水泵的选择 (11)3.8 循环水泵的选择 (12)4 原则性热力系统的拟定 (14)4.1 除氧器连接系统的拟定 (14)4.2 给水回热连接系统的拟定 (15)5全面性热力系统的拟定 (18)5.1 选择原则 (18)5.2 主蒸汽管道系统 (18)5.3 再热蒸汽旁路系统 (19)5.4给水管道系统 (20)5.5回热加热系统 (20)5.6 除氧器及给水箱管道系统 (21)5.7 其他一些系统 (21)结论 (23)致谢 (24)参考文献 (25)前言电力工业,是我国经济不断发展的基础。
论火电厂热力系统的管道安装施工火电厂的热力系统是用汽、水管道将火电厂热力设备(如锅炉、汽轮机、水泵、热交换装置等)按一定顺序连接起来所组成的整体。
为保证设备运行的安全、经济和灵活,火电厂热力系统通常由若干个相互作用、协调工作、并具有不同功能的子系统组成,这些子系统涉及的管道数量众多,其安装要按照严格的工艺流程和标准。
1 火电厂热力系统管道的构成火电厂热力系统的子系统主要有蒸汽中间再热系统、给水回热系统、对外供热系统、废热利用系统、蒸发器系统、旁路系统和疏水系统等,相应的管道主要有高压管道、中低压管道、疏水系统高中低压管道、循环水系统管道等。
1.1 高压管道火电厂的高压管道,主要包括锅炉过热器出口主汽管、主蒸汽管至汽轮机主汽门管道、主蒸汽管至减压减温器入口管道、主给水管道从给水泵出口到锅炉管道等。
1.2 中低压管道系统中低压管道系统包括除氧给水管道系统、回热抽汽系统、凝结水系统、抽真空系统、冷却水系统等。
除氧给水管道系统包括主给水管、过热蒸汽减温器、减压减温器、减温器喷水管道、除氧器加热蒸汽管、二次蒸汽管、补给水管、凝水管等管道;回热抽汽系统包括汽机具有三级抽汽,一级抽汽至减温器出口供热用户,二级抽汽是除氧器汽源,还作为工业抽汽,三级抽汽向低加供汽;凝结水系统包括从凝汽器到2台凝结水泵,到1台轴封加热器,到1 台低压加热器,再到除氧器之间的管道;抽真空系统管道包括两级射汽抽气器、启动抽气器的管道;冷却水系统管道包括从循环水泵房来水,一路经滤水器供冷油器,一路进凝汽器,回水至冷却塔之间的管道。
1.3 高中低压管道疏水系统高中低压管道疏水系统管道包括主蒸汽、中压蒸汽、减压减温器、减温器疏水管道,至疏水膨胀箱。
1.4 循环水系统管道循环水系统管道包括循环水泵房管道、循环冷却水加药系统管道和循环水管道(循环冷却水供水管从循环水泵房至汽机凝汽器,回水管从汽机凝汽器至循环水泵房)等。
2 火电厂热力系统管道的安装施工2.1 管道的施工流程火电厂热力管道的安装施工流程为:支吊架进厂f外观、光谱等检验f支吊架安装f管道运至组合场f外观、内部、材质检验f几何尺寸复查f管件组合、焊接、检验f运输到厂房f吊装f对口f焊接f热处理及无损探伤f支吊架管部安装f支吊架调整f管道吹扫或冲洗。
三大系统简介一、燃烧系统燃烧系统由输煤、磨煤、燃烧、风烟、灰渣等环节组成,其流程如图2所示。
(l)运煤。
电厂的用煤量是很大的,一座装机容量4×3O万kW的现代火力发电厂,煤耗率按36Og/kw.h计,每天需用标准煤(每千克煤产生70O0卡热量)360(g)×120万(kw)×24(h)=10368t。
因为电厂燃煤多用劣质煤,且中、小汽轮发电机组的煤耗率在40O~5O0g /kw·h左右,所以用煤量会更大。
据统计,我国用于发电的煤约占总产量的1/4,主要靠铁路运输,约占铁路全部运输量的4O%。
为保证电厂安全生产,一般要求电厂贮备十天以上的用煤量。
(2)磨煤。
用火车或汽车、轮船等将煤运至电厂的储煤场后,经初步筛选处理,用输煤皮带送到锅炉间的原煤仓。
煤从原煤仓落入煤斗,由给煤机送入磨煤机磨成煤粉,并经空气预热器来的一次风烘干并带至粗粉分离器。
在粉粉分离器中将不合格的粗粉分离返回磨煤机再行磨制,合格的细煤粉被一次风带入旋风分离器,使煤粉与空气分离后进入煤粉仓。
(3)锅炉与燃烧。
煤粉由可调节的给粉机按锅炉需要送入一次风管,同时由旋风分离器送来的气体(含有约10%左右未能分离出的细煤粉),由排粉风机提高压头后作为一次风将进入一次风管的煤粉经喷燃器喷入炉膛内燃烧。
电厂煤粉炉燃烧系统流程图目前我国新建电厂以300MW及以上机组为主。
300MW机组的锅炉蒸发量为10O0t/h(亚临界压力),采用强制循环(或自然循环)的汽包炉;600MW机组的锅炉为200Ot/h的(汽包)直流锅炉。
在锅炉的四壁上,均匀分布着4支或8支喷燃器,将煤粉(或燃油、天然气)喷入炉膛,火焰呈旋转状燃烧上升,又称为悬浮燃烧炉。
在炉的顶端,有贮水、贮汽的汽包,内有汽水分离装置,炉膛内壁有彼此紧密排列的水冷壁管,炉膛内的高温火焰将水冷壁管内的水加热成汽水混合物上升进入汽包,而炉外下降管则将汽包中的低温水靠自重下降至下连箱与炉内水冷壁管接通,靠炉外冷水下降而炉内水冷壁管中热水自然上升的锅炉叫自然循环汽包炉,而当压力高到16.66~17.64MPa时,水、汽重度差变小,必须在循环回路中加装循环泵,即称为强制循环锅炉。
锅炉给水是火力发电厂能量置换的重要介质,而锅炉给水的品质直接决定着蒸汽的品质,保证良好的汽水品质则是汽水监督的根本目的,而对给水进行除氧是其中最重要的一环。
一、为什么要对给水进行除氧为保证锅炉安全运行,对锅炉给水进行有效的除氧是非常重要的。
在国家标准《工业锅炉水质》(GB1576-2001)中,对锅炉水质提出了严格要求,要求蒸发量大于2t/h的蒸汽锅炉和额定功率≥4.2MW的热水锅炉,都必须除氧。
在锅炉房设置适用的除氧设施,除去锅炉给水中的溶解氧,是保护热力系统设备经济运行的必不可少的手段。
溶解在水中的氧是造成锅炉腐蚀的重要因素。
试验证实,腐蚀速度与溶液中氧的浓度成正比,氧是很活泼的气体,它能跟绝大多数金属直接化合,当其与金属化合后,往往形成沉淀或稳定的化合物,这些氧化物不再与金属化合,起腐蚀作用的是水中的溶解氧。
防止锅炉氧腐蚀最有效的方法就是加强锅炉给水的除氧,使给水中的含氧量达到水质标准的要求。
二、锅炉给水中氧量合格标准1、对于小于5.83Mpa的锅炉给水溶解氧的合格标准是<15ug/L。
2、于小额定压力大于5.88Mpa的高压锅炉和亚临界锅炉给水溶解氧的合格标准是<7ug/L。
3、超临界及以上压力的锅炉给水溶解氧要求<5ug/L。
三、电厂常见的除氧方法发电厂给水除氧一般使用热力除氧和化学除氧两种方法。
1、热力除氧:热力除氧原理是将水加热至相应压力下的饱和温度(一般达到沸点),蒸汽分压力接近水面上的全压力,溶解于水中氧的分压力接近于零,使氧析出,再将水面上产生的氧气排除,从而保证给水含氧量达到水质标准的要求。
热力除氧有以下特点:不仅能除O2,还能除CO2及其他气体;除氧水中不增加含盐量,也不增加其它气体的溶解量。
用来对给水进行热力除氧的设备叫做除氧器,除氧器按照其工作原理可以分为真空除氧器,交高压除氧器和高压除氧器,目前大型火力发电厂一般使用高压除氧器做为热力除氧设备。
2、化学除氧:化学除氧作为在火电厂热力除氧后的一种辅助除氧方式,其方法是在给水泵入口管理中加入联氨的方式对经过除氧器除氧后的给水进行再次除氧,除去热力除氧未完成排尽的溶氧,达到保护给水管道不受氧腐蚀的目的。
燃机电厂除氧器的工作原理摘要:除氧器的主要作用是除去锅炉给水中的氧气和其它不凝结气体,以保证给水的品质。
若水中溶解氧气,就会使与水接触的金属被腐蚀,同时在热交换器中若有气体聚积,将使传热的热阻增加,降低设备的传热效果。
因此水中溶解有任何气体都是不利的,尤其是氧气,它将直接威胁设备的安全运行。
在火电厂采用热力除氧,除氧器本身又是给水回热系统中的一个混合式加热器,同时高压加热器的疏水、化学补水及全厂各处水质合格的高压疏水、排汽等均可汇入除氧器加以利用,减少发电厂的汽水损失。
一、无头除氧器的工作原理来自低压加热器的主凝结水(含补充水)经进水调节阀调节后,进入除氧器,与其他各路疏水在除氧器内混合,经喷头或多孔管喷出,形成伞状水膜,与由下而上的加热蒸汽进行混合式传热和传质,给水迅速达到工作压力下的饱和温度。
此时,水中的大部份溶氧及其他气体基本上被解析出来,达到除氧的目的。
从水中析出的溶氧及其他气体则不断地从除氧器顶部的排汽管随余汽排出器外。
进入除氧器的高加疏水也将有一部分水闪蒸汽化作为加热汽源,所有的加热蒸汽在放出热量后被冷凝为凝结水,与除氧水混合后一起向下经出水口流出。
为了使除氧器内的水温保持在工作压力下的饱和温度,可通过再沸管引入加热蒸汽至除氧器内。
除氧水则由出水管经给水泵升压后进入高压加热器二、除氧设备技术参数除氧器设备为东方锅炉厂有限责任公司制造,除氧器的型式为:无头卧式,型号为:YC2010。
主要技术参数如下:设计出力2010t/h、最大出力2110t/h,设计压力为1.33MPa 、设计温度为:376℃滑压运行范围0.15~1.012MPa。
三、除氧设备的结构氧器为卧式双封头、喷头、再热沸腾管结构。
外直径为3850mm,总长约31800mm,总高5660mm。
外壳封头壁厚为28mm,筒身壁厚为25mm,材质均为16MnR。
左、右封头上装设有DN600的人孔,供检修除氧器内件用。
筒身顶上设有DN250的安全阀二只及其它接口。
发电厂给水除氧系统浅析发布时间:2021-12-30T07:44:56.437Z 来源:《福光技术》2021年21期作者:王林语[导读] 锅炉给水是火力发电厂的重要能源替代介质。
锅炉给水质量直接决定着蒸汽的质量。
华能武汉发电有限责任公司湖北武汉 430000摘要:锅炉给水是火力发电厂的重要能源替代介质。
锅炉给水质量直接决定着蒸汽的质量。
保证炉水质量是炉水质量监督的根本目的,而供水除氧是炉水质量监督的重要组成部分。
关键词:除氧供水、运行维护、异常处理为了保证锅炉的安全运行,锅炉给水的有效除氧十分重要。
给水和补给水的除氧是电站锅炉或工业锅炉防止腐蚀的主要方法。
在压力容器中,溶解于水中的气体量和水面上气体的分压力成正比,采用热力除氧的方法,亦即用蒸汽来加热给水,提高水的温度,水面上蒸汽的分压力就逐渐增加,而溶解气体的分压力逐渐降低,溶解于水的气体就不断逸出,当维持容器于一定的压力下,蒸汽加热给水达到沸腾温度,水面上全部是水蒸汽,溶解气体的分压力为零,亦即溶解于水的气体可被去掉。
1.电厂供水除氧方法1.1.热力脱氧热力脱氧的原理是在相应压力下将水加热到饱和温度(一般为沸点) ,蒸汽压力接近于水面的全压,溶解在水中的氧气压力接近于零,使氧气沉淀,然后在水面上生成氧气,从而保证水的含氧量达到水质标准的要求。
目前,大型火电厂普遍采用高压除氧器作为热脱氧设备。
高压除氧器回热系统是大型火电机组中的重要辅机之一,其作用是除去给水中的溶解氧及其不凝结气体,避免设备腐蚀,保证传热效果,目前火电厂采用锅炉给水除氧的技术大多是所谓的物理氧法,又称热脱氧法,其方法是直接使用汽水混合物,将水加热到高压除氧器操作压力的饱和温度,表面的上空气压力是由水蒸气产生的,几乎所有这些都使得其他气体的分压大大降低到接近于零,从而使溶解在水中的氧气和其他惰性气体从水中不断逸出,以达到除去水中氧气和其他不凝结气体的目的,与其他除氧技术相比,热除氧技术不仅可以除去水中的氧气,还可以除去水中的其他气体,而且水中不含杂质,因此受到许多制造商的青睐。