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大氣式除氧器結構特點、性能和技術介紹?
大氣式除氧器結構特點、性能和技術介紹?除氧器是火力發電廠的重要輔機設備之一,除氧器的型式和布置方式對電廠的安全、經濟運行起著極其重要的作用。
目前,國內火電機組中常用到的除氧器可劃分為有頭和無頭(又叫內置式)除氧器兩種。大氣式除氧器以其較高的除氧能力、更高的安全可靠性和較輕的設備重量等特點逐漸成為絕大多數新建機組的選配置。將基于某660MW級超超臨界機組除氧器配置方案,綜合對比、分析大氣式除氧器在結構型式、機組性能和運行可靠性等各方面的特點。
1機組參數
本工程設2臺660MW超超臨界燃煤汽輪發電機組。鍋爐為超超臨界參數變壓運行直流п型爐,單爐膛、一次再熱、平衡通風、露天布置、固態排渣、前后墻對沖燃燒、全鋼構架懸吊鍋爐,大連續蒸發量(BMCR)1923t/h。
汽輪機采用超超臨界、一次中間再熱、四缸四排汽、單軸、雙背壓、凝汽式汽輪機。汽機的入口參數270bar/600/610℃。
除氧器采用定壓-滑壓運行方式,除氧器主要技術參數表如表1所示:
大氣式除氧器的結構特點及工作原理
大氣式除氧器技術在國內、外已有多年的運行經驗,技術成熟可靠,目前大氣式除氧器已成為國內電站除氧器的選產品。
大氣式除氧器主要由封頭、筒體、支座及其內部組件構成,筒體內部設有噴嘴和擋板。盤型噴嘴是大氣式除氧器的核心部件,目前常用的是荷蘭STORK公司的盤型噴嘴,其單噴嘴的處理能力可達1200t/h。大氣式除氧器的主要特點有以下幾點:
除氧效果好,出水含氧量小于5μg/L;
較強的負荷變化(10%~110%)適應能力,且運行穩定;單只噴嘴流量大,噴嘴可靠性高;
設備整體高度較有頭式除氧器明顯降低,維護方便;低排期損失,蒸汽消耗量低,提高了機組熱效率;加熱蒸汽從水下引入,大氣式除氧器整體工作溫度低;
使用壽命長,可靠性高,運行噪音低。
大氣式除氧器采用物理除氧技術,除氧過程分為初步除氧和深度除氧兩個階段:
初步除氧階段是由噴嘴來完成的。凝結水被噴嘴霧化后,和蒸汽充分接觸,并被加熱到飽和溫度,由于在飽和狀態下,氧氣在水中的溶解度為零,因此溶解氧從水中析出,并聚集在噴嘴附近。當氧氣和不凝結氣體聚集到一定濃度后,隨同少量蒸汽一起由排氣管排出大氣式除氧器。在該階段除去大部分的氧氣。
在深度除氧階段,通過蒸汽噴射至飽和水中,通過對蒸汽裝置的合理設計,并考慮水箱中的流體動力特性,使蒸汽和飽和水進一步充分接觸,溶解氧將遵循亨利定律從水中擴散到蒸汽中,以達到深度除氧的目的。
大氣式除氧器與傳統除氧器的比較
表2基本結構及性能對比表
序號 項目 大氣式除氧器 傳統除氧器
1 除氧型式 噴霧型 噴霧淋水盤式或其他型式
2 結構 單容器結構,除氧噴嘴內置于水箱內。 雙容器結構,除氧頭+水箱
3 材料 除噴嘴采用不銹鋼材料外,殼體及內件均采用碳鋼。 除氧頭用不銹鋼復合鋼板;水箱采用碳鋼。
4 凈重量 空重:約150t;
運行重:約480t。 空重:約300t;運行重:約880噸(水箱+除氧頭)
5 噴嘴型式 兩個STORK技術的1200t/h噴嘴 彈簧噴嘴;配多個小流量噴嘴,單噴嘴大流量25t/h
6 除氧效果 ≤5μg/L ≤7μg/L
7 負荷變化范圍 10%~110% 35%~105%
8 檢修維護平臺 沿水箱布置一個平臺 至少需要兩個平臺
9 管道系統 簡單 需外接平衡管,復雜
10 排氣損失 排氣損失小,約140kg/h 約700kg/h~800kg/h
11 設備尺寸 結構緊湊,總高度降低約3-5m 有頭式除氧器,高度大
12 抗震性能 單容器結構,具有極佳的抗震能力 除氧頭和水箱之間存在焊接應力,抗震效果相對較差
13 運行壓力范圍 0.02~2MPa,適合與真空、大氣、過壓運行;定--滑壓運行 0.049~0.83MPa或0.147~1.202MPa,定--滑壓運行
14 運行噪音 小于65dB(A) 噪音高于大氣式除氧器
表3投資及運行成本比較
大氣式除氧器作為火力發電廠中的重要輔機設備之一,選型合理是機組安全、穩定、經濟運行的必要前提。通過不同型式大氣式除氧器結構特點、性能及投資運行成本比較,為大型火力發電廠大氣式除氧器選型提供了一定依據。