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无头除氧器的工作原理及与有头除氧器比较

无头除氧器工作原理:

     凝聚水从盘式恒速喷嘴喷进除氧器汽空间,进行初步除氧,然后落进水空间流向出水口;加热蒸汽排管沿除氧器筒体轴向均匀排布,加热蒸汽通过排管从水下送进除氧器,与水混合加热,同时对水流进行扰动,并将水中的溶解氧及其他不凝聚气体从水中带出水面,达到对凝聚水进行深度除氧的目的。水在除氧器中的流程越长,对水进行深度除氧的效果越好。蒸汽从水下送进,未凝聚的加热蒸汽(此时为饱和蒸汽)携带不凝聚气体逸出水面,流向喷嘴的排汽区域(喷嘴四周排汽区域为未饱和水喷雾区),在排汽区域未凝聚的加热蒸汽凝聚为水,不凝聚气体则从排气口排出。不凝聚气体在流向排气口的流程中,在水容积一定的情况下,除氧器筒体直径越大,汽空间不凝聚气体分压力越小,这样就能有效控制不凝聚气体在液面的扩散,避免二次溶氧的发生,因此,除氧器筒体采用大直径为佳。300MW及以上的无头除氧器通常采用3800mm的直径。

性能特点:

     a.设备整机价格低于常规有头除氧器(300MW及以上机组)。 

     b.节省土建用度,除氧间高度降低了3~4m。

     c.排汽损失低,每台机组每年可节省运行用度几十万元。

     d.负荷变化范围在10~110之间时,均能保证出水含氧量小于5.0×10-6。 

     e.单容器结构,系统设计简单、优化,避免应力裂纹,抗震性能优越。 

     f.质量较轻,低振动。

     g.采用Stork公司原装喷嘴,无转动部件,免维护,性能高度可靠。

     h.直径及接口设计灵活,便于运输和安装布置。 

无头除氧器与有头除氧器比较-基本结构和参数的比较

一、无头除氧器:

     a.除氧形式:喷雾型。

     b.除氧原理:凝聚水通过喷嘴充分雾化,进行初步除氧,蒸汽从液面下的蒸汽分配管喷出,完成终极除氧。 

     c.结构及材料:单容器结构,除氧喷嘴内置于水箱内;喷嘴及鼓泡管采用不锈钢材料,壳体采用碳钢。

     d.净质量:300MW机组单台约80t;600MW机组单台约120t。

     e.喷嘴及其容量:盘式恒速喷雾喷嘴;300MW机组配1个1200t/h喷嘴;600MW机组配2个1200t/h喷嘴。 

     f.最大容量高达6000t/h(1300MW机组)。 

     g.寿命由于没有除氧头,从而避免了水箱上部大的集中载荷,筒体应力大大减小,降低了产生应力裂纹的可能性。

二、有头除氧器

     a.除氧形式:喷雾淋水盘或其他型式。

     b.除氧原理:通过喷嘴雾化,往除大部分氧气;深度除氧阶段,凝聚水一层层交错向下活动,蒸汽从下部进进淋水箱。

     c.结构及材料:双容器结构(除氧头 水箱),除氧头采用不锈钢复合板,水箱采用碳钢。 

     d.净质量:水箱和除氧头总质量300MW机组约90t/台;600MW机组约140t/台。 

     e.喷嘴及其容量:弹簧喷嘴,配多个小流量喷嘴,单喷嘴最大流量25t/h。

     f.最大容量:2400t/h(600MW机组)。

     g.寿命:由于有除氧头,水箱上部有比较大的集中载荷,筒体应力大大增加,在运行中将大量产生应力裂纹,从而降低除氧器设备使用寿命。 

3.2机组安装布置比较

     a.检验维护平台:无头除氧器只需沿水箱布置1个平台,有头除氧器至少需要2个平台。 

     b.管路系统:无头除氧器管路系统少,安装简单轻易;有头除氧器在除氧头和水箱之间,需要接平衡管,管路较长,安装相对较复杂。

     c.保温材料:无头除氧器需用较少,有头除氧器相对较多。

     d.排汽凝汽器:无头除氧器由于除氧时被带走的蒸汽量很少,不需要排汽凝汽器;有头除氧器由于除氧时被带走的蒸汽量很多,需要安装排汽凝汽器进行再回收利用或防止冬天结冰。

     e.高度尺寸:无头除氧器300MW机组为4~5m,600MW机组为5~6m(总高度降低了3~4m);有头除氧器300MW机组为7~8m,600MW机组为8~9m。 

     f.抗震效果:无头除氧器为单容器结构,因此具有极佳的抗震能力;而有头除氧器的除氧头焊接在水箱的上部,总体高度较高,并且在除氧头和水箱之间存在应力,因此抗震效果相对较差。

     g.基础荷载:无头除氧器由于质量较轻,对基础的荷载较小,300MW机组2支座,600MW机组支3座;有头除氧器为相对较重,基础荷载较大。

     h.有效容积百分比:无头除氧器有效容积占总容积的70~72,由于将除氧头和水箱合二为一,因此总体积大于有头除氧器的水箱,但远远小于有头除氧器的除氧头和水箱的总体积之和。有头除氧器有效容积占总容积的75~80。

设备运行及性能:

一、无头除氧器

     a.运行压力0.02~2MPa,适合于真空、大气、过压运行,定滑、运行。 

     b.可选择过热蒸汽、饱和蒸汽、湿蒸汽(90)、蒸汽/水混合物、热水单一除氧介质,也可混合使用,取决于用户。

     c.被除氧水种类有凝聚水/给水、补充水/化学除盐水,能够将较低温度的给水加热到除氧器饱和温度。

     d.负荷变化范围在10~110,均保证出水含氧量小于5×10-6(即最低负荷可达10)。 

     e.水箱加热由标准的蒸汽分配管完成,即在除氧过程中保持水箱加热,不需额外的水箱加热装置。

     f.正常运行时的噪音不超过63.5dB(A)。

     g.当除氧器进口蒸汽在15~80m/s时,运行的除氧器几乎没有振动或振动很小(低振动是内置式无头除氧器的明显优点)

     h.出水含氧量性能保证值不高于5×10--6,正常运行时2×10-6左右(国电石嘴山电厂2×300MW机组,正常运行时不高于2×10-6;内蒙准格尔电厂2×300MW机组,正常运行时只有1.5×10-6)。

     i.在蒸汽区域没有压力差。

     j.随着压力升高,水仍能保持饱和状态。

     k.不需要启动再循环泵。

二、有头除氧器

     a.运行压力0.049~0.83MPa或0.147~1.202MPa。

     b.主要使用汽机低压抽汽。

     c.被除氧水种类有凝聚水/给水、补充水/化学除盐水,在将低温给水加热到除氧器饱和温度时会碰到一些困难。

     d.负荷变化范围在35~105,出水含氧量小于即是7×10-6。 

     e.需额外的水箱加热装置。 

     f.符合国内噪音产业标准85dB(A)。 

     g.有些设计振动较大。 

     h.出水含氧量5×10-6~7×10-6。

     i.随着压力升高,水可能出现过冷状态。 

     j.需要启动再循环泵。