火电空冷会议论文-空冷机组凝结水除氧设计方案优化

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1、第七届全国火电空冷机组技术交流研讨会论文集直接空冷机组凝结水除氧设计方案优化毕雪峰　赵连东（东北电力设计院　吉林　长春　130021）【摘要】针对目前直接空冷机组凝结水、疏水回收系统系统复杂、凝结水含氧量高、影响机组运行经济性、安全性等问题，提出了改进措施，在直接空冷汽轮机排汽装置中进行凝结水真空除氧。采用排汽装置中进行凝结水真空除氧，简化了系统，降低了凝结水过冷度，提高了机组的热经济性，并解决凝结水含氧量超标问题。【关键词】直接空冷　凝结水　除氧0　前言直接空冷汽轮发电机组主要建设在产煤且缺水的地区。在国外，汽轮机排汽通常用与低压缸排汽口相连的管道引至直接空冷凝汽器。近

2、年来，在我国的三北地区相继建设了一些大中容量的直接空冷汽轮发电机组，设计时对直接空冷凝汽器相关的系统作了改进，增设了空冷排汽装置，现已基本趋于完善。1　凝结水真空除氧在排汽装置应用的发展过程1.1　我国早期设计的直接空冷凝汽系统（见图1）排汽装置类似于湿冷机组的凝汽器，但没有水室和管束，颈部布置末级低压加热器，下部收集各种疏水，如：低压加热器疏水、汽机轴封冷凝器疏水、高低压加热器危急疏水、汽机本体疏水、汽轮机湿排汽分离水、排汽主支管因散热而凝结的倒流水等。排汽装置收集的疏水由疏水泵打入凝结水收集箱，流量变化大，尤其在冬季，排汽管散热量多，产生较多的凝结水倒流回排汽装置，这

3、给合理选取疏水泵(包括确定容量、扬程及台数)带来了困难。凝结水收集箱主要收集空冷凝汽器凝结下来的凝结水，进入凝结水收集箱的水(通称凝结水)有过冷度，并且含氧高，所设除氧头的目的是预计能够部分除掉过冷凝结水中的氧气及溶入的其他气体(如：二氧化碳)。当时，山西某300MW直接空冷机组电厂采用此设计后，认为效果不明显。其原因是除氧加热蒸汽从汽机排汽主管经平衡管至除氧头，受平衡管和排汽管所选管径的限制不可能有足量的蒸汽流经除氧头，凝结水难以加热到饱和状态，因此过冷水不能深度除氧，蒸汽流量少，蒸汽中氧的分压力高，不仅凝结水中的溶氧气难以扩散出来，而且扩散出来的氧气不容易由管径小(压

4、力低，容积流量大，显得管径小)的排气管抽走，相反还有可能再溶入凝结水中。其实，不能选用管径大的排气管，否则排气带汽量大，影响真空泵的正常运行，并阻碍空冷凝汽器内不凝结气体的排出，降低空冷凝汽器的传热效率和机组的热经济性。126第七届全国火电空冷机组技术交流研讨会论文集1－汽轮机低压缸2－排汽装置3－空冷凝汽器4－凝结水收集箱5－凝结水泵6－疏水泵7－真空泵8－排汽主管9－平衡管10－抽气管图1　直接空冷凝汽系统示意图据了解，山西某电厂300MW直接空冷机组投运后凝结水的含氧量高达140～150μg/L，比国家标准规定值(≤30μg/L)高出3—4倍。在冬季，来自空冷凝汽器

5、的凝结水过冷度会更大，凝结水的含氧量也会更高。这样，直接空冷机组长期在凝结水含氧量高(当然二氧化碳含量也高)、过冷度大的情况下运行，不仅降低热经济性，而且产生一些不利影响：加快凝结水系统的氧化腐蚀和酸腐蚀，降低凝结水系统及设备的使用寿命，增加锅炉给水的含铁量，加快锅炉受热面的结垢速度，降低锅炉效率，影响锅炉的安全运行，增加蒸汽的含铁量，加快汽轮机叶片的结垢速度，降低汽轮机的运行效率等。1.2　我国改进设计的直接空冷凝汽系统（见图2）将凝结水收集箱与排汽装置作成一体，凝结水收集箱设置于排汽装置底部。因为排汽装置没有除氧功能，需另设混合式预加热除氧器，对化学补水进行除氧。经过

6、这样的改进减少了设备——凝结水收集箱，简化了系统。混合预加热除氧器除氧需设辅助汽源。126第七届全国火电空冷机组技术交流研讨会论文集1－汽轮机低压缸2－排汽装置3－空冷凝汽器4－凝结水收集箱5－凝结水泵6－混合预加热除氧器7－真空泵8－排汽主管9－平衡管10－化学补水管11－抽气管图2直接空冷凝汽系统示意图采用以上的除氧方法不仅占用空间较大，系统复杂，而且热经济性和除氧效果较差。经过再次设计改进后，将除氧装置内置于汽机排汽装置之中，充分利用汽机排汽对凝结水和补水进行除氧并加热。除氧喷头及凝结水收集箱一起与排汽装置作成了一体的排汽装置，系统较简单，减少了设备，节约了管材和安

7、装量，排汽装置内置式除氧技术开始逐渐地应用在直接空冷机组上。国内应用多功能排汽装置的电厂有：通辽电厂（1×600MW）、霍林河电厂（2×600MW）、内蒙大板电厂（2×600MW）、潞安电厂（2×135MW）、国电内蒙古东胜热电厂等。简化的直接空冷凝汽系统见图3。126第七届全国火电空冷机组技术交流研讨会论文集1－汽轮机低压缸2－具有凝结水真空除氧功能的排汽装置3－空冷凝汽器4－凝结水泵　5－排汽主管6－真空泵图3　直接空冷凝汽系统示意图2　空冷机组排汽装置内置式除氧技术简介为解决直接空冷机组的凝结水过冷度大、含氧量高的问题，