舉例分析內(nèi)置式無頭除氧器和常規(guī)除氧器特點進行對比
連云港市宏慶介紹火電廠除氧器應(yīng)用現(xiàn)狀及內(nèi)置式無頭除氧器的工作原理和特點,通過烏魯木齊熱電廠、中電投烏蘇工程與瑪電三期對內(nèi)置式無頭除氧器和常規(guī)除氧器的性能主廠房布置等特點進行了對比,提出了使用這種新型除氧器的建議。
關(guān)鍵字除氧器:內(nèi)置式
除氧器是火力發(fā)電廠中的重要熱力設(shè)備。目前熱力發(fā)電廠中普遍采用的是熱力除氧,它費用低,而且同時可以除去水中的氧氣和其他氣體,并無任何殘留物質(zhì)。新疆電力設(shè)計院目前設(shè)計的300MV等級機組中,瑪電三期采用的是常規(guī)除氧器,烏魯木齊熱電廠(下稱烏熱電》、中電投烏蘇工程(下稱烏蘇) 等均采用的是內(nèi)置式無頭除氧器。
火電廠除氧器應(yīng)用現(xiàn)狀
目前國內(nèi)火力發(fā)電廠中普遍采用的是帶有除氧頭的常規(guī)除氧器(以下簡稱有頭除氧器),它的類型有噴霧填料式、淋水盤式及噴霧淋水盤式。除氧過程是在除氧頭中完成的,包括在噴霧層的初步除氧,可除去水中的大部分氣體,在下面的淋水盤層或填料層進行深度除氧,除去水中的殘余氣體。
隨著對外技術(shù)交流的不斷深入,國外先進的除氧技術(shù)和設(shè)備在國內(nèi)也有落戶。公司有幾十年生產(chǎn)和設(shè)計除氧器的經(jīng)驗,其設(shè)計制造的內(nèi)置式無頭除氧器(以下簡稱無頭除氧器),以其獨特的優(yōu)點占據(jù)著強大的市場份額。目前有些國內(nèi)電力設(shè)備制造公司從事無頭除氧器在國內(nèi)的生產(chǎn)和銷售。國內(nèi)擬建及在建的300MV及以上機組大多采用無頭除氧器。
無頭除氧器的工作原理及特點
工作原理:
凝結(jié)水從盤式恒速噴嘴噴入除氧器汽空間,進行初步除氧,然后落入水空間流向出水口;加熱蒸汽排管沿除氧器筒體軸向均勻排布,加熱蒸汽通過排管從水下送入除氧器,與水混合加熱,同時對水流進行擾動,并將水中的溶解氧及其他不凝結(jié)氣體從水中帶出水面,達到對凝結(jié)水進行深度除氧的目的。水在除氧器中的流程越長,對水進行深度除氧的效果越好。蒸汽從水下送入,未凝結(jié)的加熱蒸汽(此時為飽和蒸汽) 攜帶不凝結(jié)氣體逸出水面,流向噴嘴的排汽區(qū)城(噴嘴周圍排汽區(qū)域為未飽和水噴霧區(qū)) 在排汽區(qū)城未凝結(jié)的加熱蒸汽凝結(jié)為水。不凝結(jié)氣體則從排氣口排出。不凝結(jié)氣體在流向排氣口的流程中,在水容積一定的情況下,除氧器筒體直徑越大,汽空間不凝結(jié)氣體分壓力越小,這樣就能有效控制不凝結(jié)氣體在液面的擴散,避免二次溶氧的發(fā)生,因此,除氧器筒體采用大直徑為佳。
300MW及以上的無頭除氧器通常采用3800mm的直徑,目前新疆電力設(shè)計院正在設(shè)計的烏熱電工程及烏蘇2X330MV工程均同。
性能特點:
設(shè)備整機價格低于常規(guī)有頭除氧器(300MV及以上機組),節(jié)省土建費用除氧間高度降低了3~4m 排汽損失低,每臺機組每年可節(jié)省運行費用幾十萬元,負(fù)荷變化范圍在10~110之間時,均能保證出水含氧量小于5 0x10*,單容器結(jié)構(gòu),系統(tǒng)設(shè)計簡單、優(yōu)化,避免應(yīng)力裂紋,抗震性能優(yōu)越,質(zhì)量較輕,低振動,采用stork公司原裝噴嘴,無轉(zhuǎn)動部件,免維護,性能高度可靠,直徑及接口設(shè)計靈活,便于運輸和安裝布置。
無頭除氧器與有頭除氧器比較:
基本結(jié)構(gòu)和參數(shù)的比較:
(1)無頭除氧器(烏熱電及烏蘇) 除氧形式為噴霧型; 除氧原理是凝結(jié)水通過噴嘴充分霧化,進行初步除氧,蒸汽從液面下的蒸汽分配管噴出,完成最終除氧;單容器結(jié)構(gòu),除氧噴嘴內(nèi)置于水箱內(nèi);噴嘴及鼓泡管采用不銹鋼材料,殼體采用碳鋼;凈質(zhì)量300MW機組單臺約70t(凈重,不含水重);盤式恒速噴霧噴嘴; 300MN機組配1個1200t/h噴嘴;由于沒有除氧頭,從而避免了水箱上部大的集中載荷,簡體應(yīng)力大大減小,降低了產(chǎn)生應(yīng)力裂紋的可能性,延長了設(shè)備使用壽命。
(2) 有頭除氧器(瑪電三期) 除氧形式為常規(guī)噴霧淋水盡;除氧原理是通過噴嘴霧化,去除大部分氧氣;深度除氧階段,凝結(jié)水一層層交錯向下流動,蒸汽從下部進入淋水箱; 雙容器結(jié)構(gòu)(除氧頭水箱),除氧頭采用不銹鋼復(fù)合板,水箱采用碳鋼;凈質(zhì)量水箱和除氧頭總質(zhì)量300MWV機組約100t/臺(凈重) ,恒速噴嘴,配80個小流量噴嘴,單噴嘴最大流量13t/h;由于有除氧頭,水箱上部有比較大的集中載荷,筒體應(yīng)力大大增加,在運行中將大量產(chǎn)生應(yīng)力裂紋,從而降低除氧器設(shè)備使用壽命。
機組安裝布置比較:
(1)無頭除氧器只需沿水箱布置1個平臺,管路系統(tǒng)少,安裝簡單容易,需用較少保溫材料,300MW機組除氧器高度為4~5m 為單容器結(jié)構(gòu),因此具有極佳的抗震能力,由于質(zhì)量較輕,對基礎(chǔ)的荷載較小,300M機組2支座且支座為軌道形式,提到的三個項目除氧器有效容積均為150m,占總?cè)莘e的70~80% 由于將除氧頭和水箱合二為
因此總體積大于有頭除氧器的水箱,但遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于有頭除氧器的除氧頭和水箱的總體積之和。
(2)有頭除氧器至少需要2個平臺,在除氧頭和水箱之間需要接平衡管,管路較長,安裝相對較復(fù)雜,使用相對較多的保溫材料,300MV機組除氧器高度為7~8m除氧頭焊接在水箱的上部,總體高度較高,并且在除氧頭和水箱之間存在應(yīng)力,因此抗震效果相對較差,基礎(chǔ)荷載相對較重,有效容積占總?cè)莘e(含除氧頭及水箱) 的55~65。
設(shè)備運行及性能比較:無頭除氧器
運行壓力烏熱電為0 268~1.1098NPa,烏蘇為0.268~11098Fa,適合于真空、大氣。過壓運行,定滑,運行;可選擇過熱蒸汽、飽和蒸汽、濕蒸汽、蒸汽水混合物、熱水單一除氧介質(zhì),也可混合使用,取決于用戶;被除氧水種類有凝結(jié)水1給水,補充水/化學(xué)除鹽水,能夠?qū)⑤^低溫度的給水加熱到除氧器飽和溫度;負(fù)荷變化范圍在10~110,均保證出水含氧量小于5X10'/L(即最低負(fù)荷可達10);水箱加熱由標(biāo)準(zhǔn)的蒸汽分配管完成,即在除氧過程中保持水箱加熱,不需額外的水箱加熱裝置;當(dāng)除氧器入口蒸汽在15~80m's時,運行的除氧器幾乎沒有振動或振動很小(低振動是內(nèi)置式無頭除氧器的顯著優(yōu)點);出水含氧量性能保證值不高于5X10*,正常運行時2X10-6左右;在蒸汽區(qū)域沒有壓力差;隨者壓力開高,水仍能保持飽和狀態(tài); 不需要啟動再循環(huán)泵。
有頭除氧器:
運行壓力C12~0.9381NB;主要使用汽機低壓抽汽;被除氧水種類有凝結(jié)水/給水、補充水/化學(xué)除鹽水,在將低溫給水加熱到除氧器飽和溫度時會遇到一些困難;負(fù)荷變化范圍在35~105,出水含氧量小于等于7X10-6/L;需額外的水箱加熱裝置;有些設(shè)計振動較大;出水含氧量5x 10-6~7X10-6;隨著壓力升高,水可能出現(xiàn)過冷狀態(tài);需要啟動再循環(huán)泵。