第4章-除氧器及系统课件.ppt
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1、l 给水中含有氧气和空气会给发电厂安全经济运行给水中含有氧气和空气会给发电厂安全经济运行带来以下危害带来以下危害:l )腐蚀热力设备及管道,降低其工作可靠性与)腐蚀热力设备及管道,降低其工作可靠性与使用寿命。危害最大的是氧气,会对钢铁构成的使用寿命。危害最大的是氧气,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。其热力设备及汽、水管道产生强烈的腐蚀作用。其次是二氧化碳,它会加快氧腐蚀。如给水中溶解次是二氧化碳,它会加快氧腐蚀。如给水中溶解氧气量超过氧气量超过.时,在高温条件下给时,在高温条件下给水管道和省煤器在短时间内就会出现穿孔点状腐水管道和省煤器在短时间内就会出现穿孔点状腐蚀,引起
2、泄漏或爆管。蚀,引起泄漏或爆管。l)阻碍传热,降低热力设备的热经济性)阻碍传热,降低热力设备的热经济性l氧腐蚀后沉积形成的氧化物盐垢及蒸汽凝氧腐蚀后沉积形成的氧化物盐垢及蒸汽凝结时析出的不凝结气体使热阻增加,从而结时析出的不凝结气体使热阻增加,从而使热力设备传热恶化。对高参数机组,由使热力设备传热恶化。对高参数机组,由于高压蒸汽溶盐能力增强,在汽轮机叶片于高压蒸汽溶盐能力增强,在汽轮机叶片和通流部分易形成氧化物盐垢,引起推力和通流部分易形成氧化物盐垢,引起推力增加,出力下降,降低汽轮机的经济性。增加,出力下降,降低汽轮机的经济性。l给水除氧的任务是:给水除氧的任务是:l除去给水中溶解的氧和其他
3、不凝结气体,除去给水中溶解的氧和其他不凝结气体,防止热力设备及管道的腐蚀和传热恶化,防止热力设备及管道的腐蚀和传热恶化,保证热力设备安全、经济地运行。保证热力设备安全、经济地运行。l .给水除氧的方法给水除氧的方法l 给水除氧的方法给水除氧的方法:物理除氧和化学除氧物理除氧和化学除氧l 热力除氧在发电厂中被广泛应用,主要是由于它热力除氧在发电厂中被广泛应用,主要是由于它价格便宜,既能除去给水中的氧气又能除去给水价格便宜,既能除去给水中的氧气又能除去给水中的其他不凝结气体,使给水中不存在任何残留中的其他不凝结气体,使给水中不存在任何残留物质。物质。l 在亚临界、超临界和超超临界参数的发电厂中,在
4、亚临界、超临界和超超临界参数的发电厂中,热力除氧法亦是主要的除氧方法,而化学除氧只热力除氧法亦是主要的除氧方法,而化学除氧只作为辅助除氧和提高给水值的手段。作为辅助除氧和提高给水值的手段。l化学除氧是利用易和氧发生化学反应的药化学除氧是利用易和氧发生化学反应的药剂,使之和水中溶解的氧发生化学变化,剂,使之和水中溶解的氧发生化学变化,达到除氧的目的。达到除氧的目的。l化学除氧能彻底除去给水中的氧气,但不化学除氧能彻底除去给水中的氧气,但不能除去其他不凝结气体,所生成的氧化物能除去其他不凝结气体,所生成的氧化物还会增加给水中可溶性盐类的含量,且药还会增加给水中可溶性盐类的含量,且药剂价格昂贵,所以
5、中小型发电厂很少采用。剂价格昂贵,所以中小型发电厂很少采用。l.热力除氧原理热力除氧原理l热力除氧原理热力除氧的基本原理是热力除氧原理热力除氧的基本原理是建立在亨利定律(气体溶解定律)和道尔建立在亨利定律(气体溶解定律)和道尔顿定律(气体分压定律)的基础上的。顿定律(气体分压定律)的基础上的。l亨利定律反映了气体在水溶液中溶解的规亨利定律反映了气体在水溶液中溶解的规律律l道尔顿定律确定了混合气体的全压力与各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。组成气体的分压力之间的关系。l给水在除氧器中定压加热,水的蒸发不断给水在除氧器中定压加热,水的蒸发不断加强,水面上水蒸气的分压
6、力逐渐加大,加强,水面上水蒸气的分压力逐渐加大,相应溶于水中其他气体的分压力不断减小。相应溶于水中其他气体的分压力不断减小。当把给水加热至除氧器压力下的饱和温度当把给水加热至除氧器压力下的饱和温度时,水开始沸腾,水蒸气的分压力接近水时,水开始沸腾,水蒸气的分压力接近水面上的总压力,其他气体的分压力趋近于面上的总压力,其他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零,于是溶解在水中的气体将从水中逸出被除掉。除氧器不但能够除氧,还能除去被除掉。除氧器不但能够除氧,还能除去其他气体。其他气体。l热力除氧必须同时满足传热和传质两方面热力除氧必须同时满足传热和传质两方面的条件才能达到热力除氧
7、的目的,其基本的条件才能达到热力除氧的目的,其基本条件如下。条件如下。l()传热条件给水应加热到除氧器工()传热条件给水应加热到除氧器工作压力下的饱和温度作压力下的饱和温度,建立除氧的加温,建立除氧的加温和传热条件。和传热条件。l()传质条件要有足够大的汽()传质条件要有足够大的汽水接水接触面积和不平衡压力差,创造气体自水中触面积和不平衡压力差,创造气体自水中离析的传质条件。离析的传质条件。l()及时排气必须将水中逸出的气体()及时排气必须将水中逸出的气体及时排出,使水面上各种气体的分压力减及时排出,使水面上各种气体的分压力减小到零或最小。小到零或最小。l除氧可分为两个阶段除氧可分为两个阶段:
8、l)初期除氧阶段:此时水中气体较多,)初期除氧阶段:此时水中气体较多,不平衡压力差不平衡压力差较大。气体可以小气泡的较大。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,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体,相应给水中含氧量可以减少到 .。l )深度除氧阶段:给水中还残留少量气体,此)深度除氧阶段:给水中还残留少量气体,此时不平衡压力差时不平衡压力差相应很小,溶于水中的气体相应很小,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
9、来,此时可气体单个分子的扩散作用慢慢离析出来,此时可以加大汽以加大汽水接触面积,使水形成水膜或水滴,水接触面积,使水形成水膜或水滴,造成水的紊流来加强扩散作用,以达到深度除氧。造成水的紊流来加强扩散作用,以达到深度除氧。由于气体的扩散速度很慢,热力除氧方法实际上由于气体的扩散速度很慢,热力除氧方法实际上并不能做到彻底除氧,因此,对给水除氧有严格并不能做到彻底除氧,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发电厂,要求的亚临界及以上参数具有直流锅炉的发电厂,在热力除氧后还要辅以化学除氧。在热力除氧后还要辅以化学除氧。l .化学除氧化学除氧l 化学除氧的药剂应具有反应迅速、药剂本身
10、和反化学除氧的药剂应具有反应迅速、药剂本身和反应产物对锅炉无害等条件。常用的化学除氧方法应产物对锅炉无害等条件。常用的化学除氧方法有以下五种有以下五种:l ()亚硫酸钠()亚硫酸钠()处理)处理 易溶于水,无毒价廉,装置简单,但易氧化生成易溶于水,无毒价廉,装置简单,但易氧化生成,会增加给水的含盐量,在温度大于,会增加给水的含盐量,在温度大于后会分解成后会分解成和和等有害气体,等有害气体,故仅适用于中压(故仅适用于中压(.)以下的锅炉,)以下的锅炉,不能用于高压以上的电站锅炉。不能用于高压以上的电站锅炉。l ()联胺()联胺()处理)处理除氧,生除氧,生成和成和,不会增加水中含盐量,且有钝,不
11、会增加水中含盐量,且有钝化钢铜表面的优点。在化钢铜表面的优点。在以上的高温水中以上的高温水中能还原铁和铜的氧化物,有利于减缓锅炉水冷壁能还原铁和铜的氧化物,有利于减缓锅炉水冷壁管生成铁垢和铜垢。它不仅广泛应用于高压及以管生成铁垢和铜垢。它不仅广泛应用于高压及以上锅炉,也用于直流锅炉。上锅炉,也用于直流锅炉。除氧效果与除氧效果与值、溶液温度等有关。但值、溶液温度等有关。但有毒、有挥发有毒、有挥发性、易燃烧,在保管、运输和使用时应遵守有关性、易燃烧,在保管、运输和使用时应遵守有关安全规定,安全规定,还被怀疑为是致癌物质,使用还被怀疑为是致癌物质,使用时要有相应的安全措施。时要有相应的安全措施。l(
12、)加氧处理(中性水处理)()加氧处理(中性水处理)l它是在高纯度且呈中性的锅炉给水中加入它是在高纯度且呈中性的锅炉给水中加入气态氧或过氧化氢,使金属表面形成稳定气态氧或过氧化氢,使金属表面形成稳定氧化膜,促进钢表面进入钝化区,达到防氧化膜,促进钢表面进入钝化区,达到防腐效果,给水中腐蚀物大量减少,使直流腐效果,给水中腐蚀物大量减少,使直流锅炉几乎无需清洗。其缺点是对给水水质锅炉几乎无需清洗。其缺点是对给水水质要求很严,中性纯水的缓冲性低。要求很严,中性纯水的缓冲性低。l()加氧加氨联合水处理()()加氧加氨联合水处理()世纪年代中期,原联邦德国在世纪年代中期,原联邦德国在基础上,开发应用了。我
13、国华基础上,开发应用了。我国华能上海石洞口第二发电厂、华能北京热电能上海石洞口第二发电厂、华能北京热电厂、广东省粤电集团黄埔发电厂等相继采厂、广东省粤电集团黄埔发电厂等相继采用了技术。用了技术。.除氧器的类型与构造l.除氧器的种类及压力的选择除氧器的种类及压力的选择l根据除氧器工作压力的大小,可分为真空根据除氧器工作压力的大小,可分为真空式除氧器、大气式除氧器和高压除氧器三式除氧器、大气式除氧器和高压除氧器三种。种。l .真空式除氧器真空式除氧器l 在凝汽器底部两侧加装适当的除氧装置,利用汽在凝汽器底部两侧加装适当的除氧装置,利用汽轮机排汽加热凝结水即可以除氧,将此装置称为轮机排汽加热凝结水即
14、可以除氧,将此装置称为真空式除氧器。真空式除氧器。l 此时发电厂补充水也从凝汽器的上部进入,正常此时发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运行时可将凝结水和补充水含氧量降至.,可以保护低压加热器及其管道,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,可能会漏入空气,且过真空以下的设备和管道,可能会漏入空气,且有部分低压加热器的疏水未经凝汽器而用疏水泵有部分低压加热器的疏水未经凝汽器而用疏水泵打入给水系统,因此凝汽器中的真空除氧装置只打入给水系统,因此凝汽器中的真空除氧装置只
15、能作为辅助除氧器,不能作为唯一的除氧器使用。能作为辅助除氧器,不能作为唯一的除氧器使用。l.大气式除氧器大气式除氧器l大气式除氧器的工作压力选择略高于大气大气式除氧器的工作压力选择略高于大气压(压(.),以使离析出来的),以使离析出来的气体靠此压力差自动排出除氧器,相应的气体靠此压力差自动排出除氧器,相应的饱和水温度为饱和水温度为.。由于大气式。由于大气式除氧器工作压力低,设备造价也低,土建除氧器工作压力低,设备造价也低,土建投资费用不大,因此它适用于中、低参数投资费用不大,因此它适用于中、低参数发电厂,还可作为热电厂生产返回水和补发电厂,还可作为热电厂生产返回水和补充水的除氧设备。充水的除氧
16、设备。l.高压除氧器高压除氧器l在高参数大容量机组上,广泛采用高压除在高参数大容量机组上,广泛采用高压除氧器。高压除氧器的工作压力一般为氧器。高压除氧器的工作压力一般为.。我国定压运行高。我国定压运行高压除氧器压力选为压除氧器压力选为.,相应,相应的饱和水温度为的饱和水温度为,滑压运行高压,滑压运行高压除氧器最高工作压力为除氧器最高工作压力为.。l高压除氧器具有以下优点高压除氧器具有以下优点l()节省投资()节省投资l高压除氧器除氧压力提高,汽轮机抽汽口高压除氧器除氧压力提高,汽轮机抽汽口的位置也随压力提高而向前推移,这可以的位置也随压力提高而向前推移,这可以减少回热系统中价格昂贵的高压加热器
17、的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,使系台数,相应增加低压加热器的台数,使系统造价降低,安全性提高。统造价降低,安全性提高。l()提高锅炉的安全可靠性()提高锅炉的安全可靠性l发电厂事故或高压加热器停用时,高压除发电厂事故或高压加热器停用时,高压除氧器可减小进入锅炉给水温度的变化幅度,氧器可减小进入锅炉给水温度的变化幅度,改善锅炉的运行条件。现代高参数发电厂改善锅炉的运行条件。现代高参数发电厂给水温度一般为给水温度一般为,高压,高压除氧器出口水温为除氧器出口水温为,高,高压加热器停用时不像采用大气式除氧器出压加热器停用时不像采用大气式除氧器出口水温仅为口水温仅
18、为,给水温度变化幅度,给水温度变化幅度较小,对锅炉的正常运行影响较小。较小,对锅炉的正常运行影响较小。l()除氧效果好()除氧效果好l高压除氧器压力提高,其相应的饱和水温高压除氧器压力提高,其相应的饱和水温度也提高,使气体在给水中溶解度降低,度也提高,使气体在给水中溶解度降低,增强气体自水中离析的程度。增强气体自水中离析的程度。l ()可防止除氧器内发生自生沸腾现象()可防止除氧器内发生自生沸腾现象l 所谓除氧器的所谓除氧器的自生沸腾自生沸腾现象是指有过量的热疏水现象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
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