热力发电厂的回热加热与除氧系统
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一、概述
凝结水在流经负压系统时,从密闭不严密处会有空气漏入凝结水中,加之凝补水中也含有一定量的空气,这部分气体在满足一定条件下,不仅会腐蚀系统中的设备,而且使加热器及锅炉的换热能力下降,降低机组的经济性。为了减少给水系统和省煤器、水冷壁管的腐蚀,主要的方法是减少给水中的溶解氧,或在一定条件下适当增加溶解氧,缓解氧腐蚀,并适当提高给水PH值,消除CO2腐蚀。
除氧方法分为化学除氧和热力除氧两种,电厂常用以热力除氧为主,化学除氧为辅的方法进行除氧。
化学除氧法时利用某些易与氧发生化学反应的互学药剂,使之与水中溶解的氧发生化学反应,生成对金属不产生腐蚀的物质而达到除氧的目的。化学除氧只能彻底除去水中的氧,而不能除去其它气体,同时生成的氧化物将增加给水中可溶性盐类的含量,且药剂价格昂贵,故化学除氧只作为辅助除氧手段。
除氧器是利用热力除氧原理进行工作的混合式加热器,既能解析除去给水中的溶解气体;又能储存一定量给水,缓解凝结水与给水的流量不平衡;还能利用回热抽汽加热给水,提高机组热效率。在热力系统设计时,也用除氧器回收高品质的疏水和门杆漏汽。
机组正常运行时,采用加氨、加氧联合水处理方式(即CWT工况),这时除氧器完成加热器的作用,并除去其它水融性气体;而在启动阶段或水质异常的情况下,采用给水加氨、加联胺处理(即AVT工况),降低水中的氧含量,减缓氧腐蚀,这时除氧器既完成加热给水的功能,又起到除氧的作用。
除氧器的设计应满足以下几点要求:除氧能力满足锅炉最大负荷的要求,水容积足够大且有一定裕量,设有防止超压和水位过高的措施。
除氧器的加热汽源设计由除氧器系统的运行方式决定。当除氧器以带基本负荷为主时,多采用定压运行方式,供汽汽源管路上设有压力调节阀,要求汽源的压力略高于定压运行压力值,并设有更高一级压力的汽源作为备用。这种方式节流损失大,效率较低。而以滑压运行为主的除氧器,供汽管路上不设调节阀,除氧器的压力随机组负荷而改变。此种运行方式因不发生节流,其效率较高。
名词解释0.1二次能源:由一次能源直接或间接加工、转换而来的能源。
1.2最佳给水温度:回热循环汽轮机绝对内效率为最大值时对应的给水温度。
1.6蒸汽中间再热循环:蒸汽中间再热就是将汽轮机高压部分做过功的蒸汽从汽轮机某一中间级引出,送到
锅炉的再热器加热,提高温度后送回汽轮机继续做功。与之相对应的循环称蒸汽中间再热循环。
1.10什么叫抽汽做功不足系数:因回热抽汽而做功不足部分占应做功量的份额。
1.12什么叫再热机组的旁路系统:高参数蒸汽不进入汽轮机,而是经过与汽轮机并联的减压减温器,将降
压减温后的蒸汽送入再热器或低参数的蒸汽管道或直接排至凝汽器的连接系统。1.14热电厂的燃料利用系数:电、热两种产品的总能量与输入能量之比。1.15热化发电率:质量不等价的热电联产的热化发电量与热化供热量的比值。2.7热力系统:将热力设备按照热力循环的顺序用管道和附件连接起来的一个有机整体。
2.8高压加热器:水侧部分承受除氧器下给水泵压力的表面式加热器。
低压加热器:水侧部分承受凝汽器下凝结水泵压力的表面式加热器。2.13最佳真空:提高真空所增加的汽轮机功率与为提高真空使循环水泵等所消耗的厂用电增加量之差达到最大时的真空值。 2.18加热器端差:加热器汽侧压力下的饱和温度与出口水温之间的差值。3.3热电厂的燃料利用系数:热电厂的燃料利用系数又称热电厂总热效率,是指热电厂生产的电、热两种产
品的总能量与其消耗的燃料能量之比。 3.4供热机组的热化发电率ω:热化发电率只与联产汽流生
产的电能和热能有关,热化发电量与热化供热量的比值称为热化发电率,也叫单位供热量的电能生产率。
3.6上端差:加热器汽测出口疏水温度(饱和温度)与水侧出口温度之差。下端差:加装疏水冷却器(段)后,
疏水温度与本级加热器进口水温之差称。 3.7以热电联产方式进行生产的电厂叫热电厂。
4.11旁路系统:是指高参数蒸汽在某些特定情况下,绕过汽轮机,经过与汽轮机并列的减温减压装置后,
出口端差(上端差):加热器抽汽压力对应的饱和水的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度与加热器进口温度之差。
热电厂的燃料利用系数: 电、热两种产品的总能量与输入能量之比。
热化发电率: 质量不等价的热电联产的热化发电量与热化供热量的比值。
平均负荷系数:指电厂在某一段时间δ内的实际发电量W 与在此时间内以最大负荷产生的电
量Wmax之比。
主蒸汽管道系统的切换母管制系统: 每台锅炉与其相对应的汽轮机组成一个单元,且各单元
间仍装有母管,每一单元与母管相连处有三个切换阀门,机炉即可单元运行,也可以切换到
蒸汽母管上由邻炉取得蒸汽,称为切换母管制系统。
热效率: 有效利用的热量与供给热量之比。
热化发电比: X=Wh/W,供热机组供热汽流的发电量/总的发电量
热化系数: Xtp 对于供热式机组的每小时最大热化供热量与每小时最大热负荷之比为小时计
的热化系数。
给水回热——利用已在汽机中作过功的蒸汽,通过给水回热加热器将回热蒸汽冷却放热加热
给水,以减少液态区低温工质的吸热,提高循环的吸热平均温度。由于采用回热,增加了抽
汽量,所以汽耗率提高;但同时采用回热提高了给水出口温度,降低了锅炉中的吸热量,所
以锅炉效率提高,热经济性提高
中间再热—— 将汽轮机高压缸排气经过再次加热后再送进中压缸做功,从而提高进入低压缸
的蒸汽温度,使排气湿度在允许范围内,保证汽轮机安全运行。 方法:(1)烟气再热
——汽轮机高压缸排气直接引至锅炉再热器,然后返回中压缸。优点是再热后的气温等于或
接近于新汽温度,缺点是压损较高,增加了系统投资,启停时要保护再热器,设置旁路系统。
蒸汽再热——利用汽轮机的新汽或抽汽为热源来加热蒸汽。优点是压损小,投资少,缺点是
再热后的气温较低。
给水系统 从除氧器给水箱下降管入口到锅炉省煤器进口之间的管道、阀门、附件之总称。
疏水系统 疏泄和收集全厂各类汽水管道疏水的管路及设备
除氧器全面性热力系统各部分的作用及投运或退出工况
作者:王鹏宇
来源:《科学与财富》2020年第27期
一、研究背景及目的意义
火电厂中锅炉给水主要由主凝结水及补充水组成。由于水中经常含有大量溶解性气体,如氧气、二氧化碳等,它们不仅存在于化学补充水中,而且也存在于主凝结水中。因此,主凝结水在凝汽器中或通过在真空条件下工作的低压加热器和管道时,空气会通过不严密处渗入到主凝结水中,使水中含有可溶解的活性气体。溶解在水中的气体溶解度随温度升高而下降,温度越高这些气体就越容易直接和金属发生化学反应,腐蚀热力设备及管道,降低其工作可靠性与使用寿命。同时不凝结气体会附着在传热面,以及氧化物沉积形成的盐垢,都会增大传热热阻,使热力设备热经济性下降。而氧化物沉积在汽轮机叶片,会导致汽轮机出力下降和轴向推力增加,使机组安全性下降。其中危害最大的是氧气,氧对钢铁构成的热力设备及管道会产生较强的氧腐蚀,而二氧化碳将加剧这种腐蚀。随着锅炉蒸汽参数的提高,对给水品质的要求也越来越高,尤其是对给水中溶解氧量的限制更严格。因此,对给水进行除氧是十分必要。
二、连续排污扩容器
连续排污膨胀器是与锅炉的连续排污口连接的,是用来将锅炉的连续排污减压扩容,排污水在连續排污膨胀器内绝热膨胀分离为二次蒸汽和废热水,并在膨胀器内经扩容、降压、热量交换,然后排放,二次蒸汽由专门的管道引出,废热水通过浮球液位阀或溢流调节阀自动排走,热能可以得到回收再利用。连续排污量随锅炉给水负荷变化自动调节,保持相对稳定的排污率。
三、定期排污扩容器
定期排污扩容器是将炉水从锅炉最底部为易积存水渣放出,以排放炉内水渣。排污水在扩容器内扩容,降温降压,产生二次蒸汽,热量得以回收利用。
定期排污膨胀器的作用就在于将锅炉排污水扩容蒸发出蒸汽并将蒸汽与污水分离开来。分离出来的蒸汽可回收到热力系统中去,如将蒸汽引至除氧器等;未蒸发的排污水可送入排污冷却器,以加热软化水等。