火电厂除氧器及管道系统2

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。

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1. 燃煤系统。

卸煤，煤炭通过火车或汽车运送至火电厂，卸煤机将其卸下并输送到煤场。

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。

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。

火电厂汽机各系统简要介绍一、汽轮机分类汽轮机种类很多，并有不同的分类方法。

按用途分：有电站、工业、船用汽轮机。

按结构分：有单级汽轮机和多级汽轮机，各级装在一个汽缸内的单缸汽轮机，和各级分装在几个汽缸内的多缸汽轮机；各级装在一根轴上的单轴汽轮机，和各级装在两根平行轴上的双轴汽轮机等。

按工作原理分：有蒸汽主要在各级喷嘴(或静叶)中膨胀的冲动式汽轮机；蒸汽在静叶和动叶中都膨胀的反动式汽轮机；以及以及由按冲动原理工作的级和按反动原理工作的级组合而成的混合式汽轮机。

按热力特性分：有凝汽式、供热式、背压式、抽汽式、中间再热式和饱和蒸汽汽轮机等类型。

凝汽式汽轮机排出的蒸汽流入凝汽器，排汽压力低于大气压力，因此具有良好的热力性能，是最为常用的一种汽轮机；供热式汽轮机既提供动力驱动发电机或其他机械，又提供生产或生活用热，具有较高的热能利用率；背压式汽轮机的排汽压力大于大气压力的汽轮机；抽汽式汽轮机是能从中间级抽出蒸汽供热的汽轮机；中间再热式汽轮机是新蒸汽经汽轮机前几级作功后，全部引至加热装置再次加热到某一温度，然后再回到汽轮机继续作功；饱和蒸汽轮机是以饱和状态的蒸汽作为新蒸汽的汽轮机。

二、凝结水系统凝结水系统的主要功能是为除氧器及给水系统提供凝结水，并完成凝结水的低压段回热，同时为低压缸排汽、三级减温减压器、辅汽、低旁等提供减温水以及为给水泵提供密封水。

为了保证系统安全可靠运行、提高循环热效率和保证水质，在输送过程中，对凝结水系统进行流量控制及除盐、加热、加药等一系列处理。

三、真空系统对于凝汽式汽轮机组，需要在汽轮机的汽缸内和凝汽器中建立一定的真空，正常运行时也需要不断地将由不同途径漏入的不凝结气体从汽轮机及凝汽器内抽出。

凝汽器抽真空系统的作用就是用来建立和维持汽轮机机组的低背压和凝汽器的真空；正常运行时不断地抽出由不同途径漏入汽轮机及凝汽器的不凝结气体。

低压部分的轴封和低压加热器也依靠真空抽气系统的正常工作才能建立相应的负压或真空。

火力发电厂除氧系统原理火力发电厂运行过程中，给水会不断地溶解入气体，主要是由补充水带入空气,从系统中处于真空下工作的设备（如凝汽器及部分低压加热器）和管道附件的不严密处漏入空气。

溶于水中的氧，对钢铁构成的热力设备及管道会产生强烈的腐蚀作用，二氧化碳将加剧氧的腐蚀。

而所有不凝结的气体在换热设备中均会使热阻增加、传热效果恶化，从而导致机组热经济性下降。

水的碱性较弱和高温将使腐蚀速度加快，所以火电厂在对给水除氧的同时还通过加药使水保持一定的碱性:PH值大于71 而高温下工作的给水管道和省煤器，只要给水中溶有少量的氧（如0.03mg∕L ）,在短时期内就会造成腐蚀穿孔，引起漏泻或爆管。

除氧器就是完成除氧任务的设备。

给水除氧有化学除氧和物理除氧两种方法。

化学除氧可以彻底除氧，但只能去除一种气体，且需要昂贵的加药费用，还会生成盐类，故电厂中较少单独采用这种方法。

物理除氧即热力除氧采用加热方法，它能够去除水中的大部分气体。

对于亚临界压力机组，热力除氧已能够基本满足要求；对于超临界压力机组，则在热力除氧的基础上，再做补充化学除氧,这样加药量少，生成的盐类也少，影响不大。

热力除氧原理建立在亨利定律和道尔顿定律基础上。

基本原理如下：气体在水中的溶解度正比于该气体在水面的分压力。

水中各种气体分压力的总和与水面的混合压力的总压力相平衡。

当水加热至沸腾时，水面处蒸汽的分压力接近其混合气体的总压力，其他气体的分压力接近于零，故水中溶解的其他气体几乎全部被排除出水面。

但是，气体排到水面需要路径和时间，而且水面的气体必须及时排到远离水面处。

此外，能够形成较大气泡的气体才能逸出水面，而水中尚存的分子状气体，则需要更强的驱动力才能排出水面。

为了满足上述这些条件，在进行除氧器的结构设计时，必须注意满足下述条件：(1)水与蒸汽要有足够大的接触表面；(2)迅速把逸出水面的气体排走；(3)加热蒸汽与需要除氧的水之间有足够长的逆向流动途径，即有足够大的传热面积和足够大的传热、传质时间。

火力发电厂的设备作用和各系统流程一、燃烧系统生产流程来自煤场的原煤经皮带机输送到位置较高的原煤仓中，原煤从原煤仓底部流出经给煤机均匀地送入磨煤机研磨成煤粉。

自然界的大气经吸风口由送风机送到布置于锅炉垂直烟道中的空气预热器内，接受烟气的加热，回收烟气余热。

从空气预热器出来约250左右的热风分成两路：一路直接引入锅炉的燃烧器，作为二次风进入炉膛助燃；另一路则引入磨煤机入口，用来干燥、输送煤粉，这部分热风称一次风。

流动性极好的干燥煤粉与一次风组成的气粉混合物，经管路输送到粗粉分离器进行粗粉分离，分离出的粗粉再送回到磨煤机入口重新研磨，而合格的细粉和一次风混合物送入细粉分离器进行粉、气分离，分离出来的细粉送入煤粉仓储存起来，由给粉机根据锅炉热负荷的大小，控制煤粉仓底部放出的煤粉流量，同时从细粉分离器分离出来的一次风作为输送煤粉的动力，经过排粉机加压后与给粉机送出的细粉再次混合成气粉混合物，由燃烧器喷入炉膛燃烧。

二、汽水系统生产流程储存在给水箱中的锅炉给水由给水泵强行打入锅炉的高压管路，并导入省煤器。

锅炉给水在省煤器管内吸收管外烟气和飞灰的热量，水温上升到300左右，但从省煤器出来的水温仍低于该压力下的饱和温度（约330），属高压未饱和水。

水从省煤器出来后沿管路进入布置在锅炉外面顶部的汽泡。

汽包下半部是水，上半部是蒸汽，下半部是水。

高压未饱和水沿汽泡底部的下降管到达锅炉外面底部的下联箱，锅炉底部四周的下联箱上并联安装上了许多水管，这些水管内由下向上流动吸收炉膛中心火焰的辐射传热和高温烟气的对流传热，由于蒸汽的吸热能力远远小于水，所以规定水冷壁内的气化率不得大于40％，否则很容易因为工质来不及吸热发生水冷壁水管熔化爆管事故。

锅炉设备的流程一、锅炉燃烧系统1、作用：使燃料在炉内充分燃烧放热，并将热量尽可能多的传递给工质，并完成对省煤器和水冷壁水管内的水加热，对过热器和再热器管内的干蒸汽加热，对空气预热器管内的空气加热。