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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)計分析

發(fā)布時間:2025-02-12 01:24:05瀏覽數(shù):

旋膜式除氧器電廠鍋爐給水系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計分析 通過實例介紹了汽輪機甩負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間的關(guān)系，評估汽輪機甩負荷對旋膜式除氧器的運行影響，從而獲得旋膜式除氧器內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵點。概述火電發(fā)電廠的熱力旋膜式除氧器是利用汽輪機的抽汽加熱鍋爐進行給水的，該水路能夠使鍋爐給水達到工作壓力下相應(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)，利用汽輪機的抽汽加熱鍋爐給水，能夠提高電廠設(shè)備熱效率，同時節(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凝結(jié)水進行霧化、噴淋和加熱的除氧頭，以及門儲存已完成加熱除氧的凝結(jié)水儲水箱兩部分組成。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水箱相連通）在汽輪機瞬態(tài)負荷降低時對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行計算，以此評估所設(shè)計的旋膜式除氧器內(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除氧頭和一個水箱組成。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)水與其他輸水或補充水水源進入頂部水室混合，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行直接接觸傳熱和傳質(zhì)，以進行初步除氧。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入旋膜式除氧器，經(jīng)擋板導(dǎo)向進入下面幾層配水盤水平流動,再經(jīng)擋板阻擋而轉(zhuǎn)彎180°,然后水平流動經(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)配水盤時與水作直接接觸進行加熱和傳質(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汽輪機瞬態(tài)負荷降低時旋膜式除氧器的運行在研究旋膜式除氧器的瞬態(tài)運行工況時，除氧頭的平衡管和淋水盤是需要考慮的兩個重要因素。在汽輪機負荷減低(或跳閘)時，汽輪機的抽汽無法到達旋膜式除氧器。此刻,旋膜式除氧器壓力高于汽輪機抽汽部分的壓力。這將導(dǎo)致安裝在抽汽管道上的止回閥自動打開，止回閥是一個阻止將儲存能量通過抽汽管道從除氧頭進入汽輪機的安全裝置。隨著止回閥自動打開，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。這些閃蒸蒸汽會通過平衡管到達除氧頭。大量的閃蒸蒸汽對淋水盤造成沖擊，同時也打破了原有質(zhì)量和能量的平衡關(guān)系。旋膜式除氧器在汽輪機負荷穩(wěn)定工況下運行時，從汽輪機循環(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，旋膜式除氧器內(nèi)蒸汽和水的遙遙質(zhì)經(jīng)歷了一個相變過程，遙遙不同于穩(wěn)態(tài)載荷時的運行情況。所以，旋膜式除氧器的內(nèi)部件設(shè)計不僅要滿足汽輪機的大載荷工況，還遙遙須滿足汽輪機的快速甩負荷運行工況。在瞬態(tài)負荷減低的情況下，閃蒸蒸汽已經(jīng)通過平衡管流動經(jīng)過淋水盤到達噴霧室，在噴霧室與進入的冷凝水混合建立起一個新的平衡飽和壓力。3實例下面以某火電廠發(fā)電機組工程為例，考慮的瞬態(tài)工況為汽輪機甩負荷,所有抽汽停止供汽而凝結(jié)水繼續(xù)進入旋膜式除氧器。瞬態(tài)開始時，低壓加熱器和它們之間的連接管道中的暖水繼續(xù)進入旋膜式除氧器，之后進入旋膜式除氧器的水是來自于凝汽器的冷水⑴。在整個瞬態(tài)過程中，假設(shè)進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入旋膜式除氧器的瞬間，旋膜式除氧器的閃蒸蒸汽量達到大值，如圖3所示。通過平衡管的閃蒸蒸汽速度隨著時間推移不斷增大，在瞬態(tài)運行結(jié)束時達到大值。同時，只要從凝汽器來的冷流體能夠達到旋膜式除氧器,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除氧水箱，如圖5所示。與汽輪機大運行工況的抽汽壓降相比,在瞬態(tài)載荷運行時通過淋水盤的壓降相對而言是非常高的，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入旋膜式除氧器，同時從凝汽器來的冷流體開始進入旋膜式除氧器時的該時間節(jié)點是一個轉(zhuǎn)折點，在該時間點前后各參數(shù)的走勢不同。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)運行期間凝汽器中的冷凝水能否到達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荷情況下旋膜式除氧器內(nèi)部壓力變化的計算方法，以供旋膜式除氧器設(shè)計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)計算參考與借鑒。
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