旋膜式除氧器電廠鍋爐給水系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

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旋膜式除氧器電廠鍋爐給水系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析通過實(shí)例介紹了汽輪機(jī)甩負(fù)荷后旋膜式除氧器瞬態(tài)壓力、閃蒸蒸汽、閃蒸蒸汽流速、通過平衡管的壓降以及淋水盤堆壓降與時(shí)間的關(guān)系，評(píng)估汽輪機(jī)甩負(fù)荷對(duì)旋膜式除氧器的運(yùn)行影響，從而獲得旋膜式除氧器內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)。概述火電發(fā)電廠的熱力旋膜式除氧器是利用汽輪機(jī)的抽汽加熱鍋爐進(jìn)行給水的，該水路能夠使鍋爐給水達(dá)到工作壓力下相應(yīng)的飽和溫度。不同的飽和溫度可以除去溶于水中的氧氣和其它不凝結(jié)氣體，遙遙給水的遙遙，防止鍋爐、汽輪機(jī)和管道等熱力設(shè)備遭受腐蝕;另一方面，旋膜式除氧器是汽水直接接觸式加熱器，它是給水加熱系統(tǒng)中的一環(huán)，利用汽輪機(jī)的抽汽加熱鍋爐給水，能夠提高電廠設(shè)備熱效率，同時(shí)節(jié)省燃料。旋膜式除氧器分為有頭式旋膜式除氧器和無頭式旋膜式除氧器。有頭式旋膜式除氧器由對(duì)凝結(jié)水進(jìn)行霧化、噴淋和加熱的除氧頭，以及門儲(chǔ)存已完成加熱除氧的凝結(jié)水儲(chǔ)水箱兩部分組成。本文主要介紹有頭式旋膜式除氧器（淋水盤噴霧式除氧頭與儲(chǔ)水箱相連通）在汽輪機(jī)瞬態(tài)負(fù)荷降低時(shí)對(duì)旋膜式除氧器的瞬態(tài)壓力、水箱中的閃蒸蒸汽量、通過蒸汽平衡管的閃蒸速度和壓降以及淋水盤的壓差進(jìn)行計(jì)算，以此評(píng)估所設(shè)計(jì)的旋膜式除氧器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的合理遙遙。1臥式噴霧淋水盤式旋膜式除氧器的結(jié)構(gòu)及除氧過程本項(xiàng)目采用臥式噴霧淋水盤式旋膜式除氧器，其結(jié)構(gòu)和流程如圖1所示。旋膜式除氧器由一個(gè)除氧頭和一個(gè)水箱組成。除氧頭內(nèi)裝有若干彈簧噴嘴、淋水盤以及一些支撐部件等，其作用是除去冷凝水中的氧氣和不凝結(jié)氣體;位于下部的水箱把滿足要求的給水圖1火電廠旋膜式除氧器的流程圖除氧頭殼體內(nèi)頂部由一弧形板焊至封頭形成水室，來自低壓加熱器的主凝結(jié)水與其他輸水或補(bǔ)充水水源進(jìn)入頂部水室混合，經(jīng)彈簧噴嘴噴出成傘狀水膜，它與由下而上的加熱蒸汽接觸而進(jìn)行直接接觸傳熱和傳質(zhì)，以進(jìn)行初步除氧。初步除氧后的水經(jīng)多孔式淋水盤均勻播散進(jìn)入一層配水盤，再逐次向下流經(jīng)下面幾層配水盤。加熱蒸汽從殼體下部進(jìn)入旋膜式除氧器，經(jīng)擋板導(dǎo)向進(jìn)入下面幾層配水盤水平流動(dòng),再經(jīng)擋板阻擋而轉(zhuǎn)彎180°,然后水平流動(dòng)經(jīng)過上面幾層配水盤,再轉(zhuǎn)彎流向噴霧室。在加熱蒸汽流經(jīng)配水盤時(shí)與水作直接接觸進(jìn)行加熱和傳質(zhì),此過程為深度除氧，可使溶解于水中的氧氣等不凝結(jié)氣體得以遙遙排除。頂部的蒸汽攜帶著氧氣從排氣口不斷排出，而加熱蒸汽放出熱量后被冷凝為凝結(jié)水,與經(jīng)除氧后的水混合，一起流入水箱。2汽輪機(jī)瞬態(tài)負(fù)荷降低時(shí)旋膜式除氧器的運(yùn)行在研究旋膜式除氧器的瞬態(tài)運(yùn)行工況時(shí)，除氧頭的平衡管和淋水盤是需要考慮的兩個(gè)重要因素。在汽輪機(jī)負(fù)荷減低(或跳閘)時(shí)，汽輪機(jī)的抽汽無法到達(dá)旋膜式除氧器。此刻,旋膜式除氧器壓力高于汽輪機(jī)抽汽部分的壓力。這將導(dǎo)致安裝在抽汽管道上的止回閥自動(dòng)打開，止回閥是一個(gè)阻止將儲(chǔ)存能量通過抽汽管道從除氧頭進(jìn)入汽輪機(jī)的安全裝置。隨著止回閥自動(dòng)打開，旋膜式除氧器將出現(xiàn)壓力衰減。這種壓力衰減通過平衡管傳遞到水箱,將導(dǎo)致水箱水位線以上的空間中產(chǎn)生大量閃蒸蒸汽。這些閃蒸蒸汽會(huì)通過平衡管到達(dá)除氧頭。大量的閃蒸蒸汽對(duì)淋水盤造成沖擊，同時(shí)也打破了原有質(zhì)量和能量的平衡關(guān)系。旋膜式除氧器在汽輪機(jī)負(fù)荷穩(wěn)定工況下運(yùn)行時(shí)，從汽輪機(jī)循環(huán)熱平衡關(guān)系中很容易就可以確定旋膜式除氧器的質(zhì)量與能量平衡;但在瞬態(tài)工況時(shí)，旋膜式除氧器內(nèi)蒸汽和水的遙遙質(zhì)經(jīng)歷了一個(gè)相變過程，遙遙不同于穩(wěn)態(tài)載荷時(shí)的運(yùn)行情況。所以，旋膜式除氧器的內(nèi)部件設(shè)計(jì)不僅要滿足汽輪機(jī)的大載荷工況，還遙遙須滿足汽輪機(jī)的快速甩負(fù)荷運(yùn)行工況。在瞬態(tài)負(fù)荷減低的情況下，閃蒸蒸汽已經(jīng)通過平衡管流動(dòng)經(jīng)過淋水盤到達(dá)噴霧室，在噴霧室與進(jìn)入的冷凝水混合建立起一個(gè)新的平衡飽和壓力。3實(shí)例下面以某火電廠發(fā)電機(jī)組工程為例，考慮的瞬態(tài)工況為汽輪機(jī)甩負(fù)荷,所有抽汽停止供汽而凝結(jié)水繼續(xù)進(jìn)入旋膜式除氧器。瞬態(tài)開始時(shí)，低壓加熱器和它們之間的連接管道中的暖水繼續(xù)進(jìn)入旋膜式除氧器，之后進(jìn)入旋膜式除氧器的水是來自于凝汽器的冷水⑴。在整個(gè)瞬態(tài)過程中，假設(shè)進(jìn)入旋膜式除氧器的凝結(jié)水流量。從凝汽器來的冷流體開始進(jìn)入旋膜式除氧器后，旋膜式除氧器的壓降幅度更大，如圖2所示。從凝汽器來的冷流體開始進(jìn)入旋膜式除氧器的瞬間，旋膜式除氧器的閃蒸蒸汽量達(dá)到大值，如圖3所示。通過平衡管的閃蒸蒸汽速度隨著時(shí)間推移不斷增大，在瞬態(tài)運(yùn)行結(jié)束時(shí)達(dá)到大值。同時(shí)，只要從凝汽器來的冷流體能夠達(dá)到旋膜式除氧器,那么,閃蒸蒸汽的大流速不受熱流體的影響，如圖4所示。通過平衡管的大壓降小于下水管的靜壓頭,這樣才能遙遙旋膜式除氧器內(nèi)的流體在重力作用下到達(dá)除氧水箱，如圖5所示。與汽輪機(jī)大運(yùn)行工況的抽汽壓降相比,在瞬態(tài)載荷運(yùn)行時(shí)通過淋水盤的壓降相對(duì)而言是非常高的，如圖6所示。從圖2?圖6可看出，低壓加熱器和連接管道中的熱流體遙遙進(jìn)入旋膜式除氧器，同時(shí)從凝汽器來的冷流體開始進(jìn)入旋膜式除氧器時(shí)的該時(shí)間節(jié)點(diǎn)是一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，在該時(shí)間點(diǎn)前后各參數(shù)的走勢(shì)不同。因此，在確定了凝結(jié)水流量和旋膜式除氧器終壓力力2后，研究在瞬態(tài)運(yùn)行期間凝汽器中的冷凝水能否到達(dá)旋膜式除氧器是很有遙遙要的。本文提供了一種旋膜式除氧器甩負(fù)荷情況下旋膜式除氧器內(nèi)部壓力變化的計(jì)算方法，以供旋膜式除氧器設(shè)計(jì)中考慮防止供水系統(tǒng)失效以及旋膜式除氧器損壞的相關(guān)計(jì)算參考與借鑒。

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