汽轮机辅机-除氧器简介

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1、1000WM超超临界火电机组汽轮机辅机-除氧器简介一体化除氧器◆传统除氧器的型式及问题◆内置式除氧器的特点◆内置式除氧器的工作原理◆内置式除氧器的性能◆内置式除氧器的设计参数◆内置式除氧器的优点◆热力除氧原理热力除氧原理单体式除氧器的工作原理.doc1传统除氧器的型式及问题当前我国电厂中应用的传统除氧器都是由除氧头和给水箱两部分组成，除氧头负责对进水进行加热除氧，给水箱的功能是储存除过氧的水，供锅炉使用。传统除氧器根据除氧头与给水箱的相对轴线和连接方式有三种型式：立式单封头除氧器、立式双封头除氧器和卧式双封头除氧器。立式单封头除氧器立式双封头除氧器

2、卧式双封头除氧器⑴立式单封头除氧器在我国电厂中使用时间较长，数量也较多。为满足除氧头排水和除氧头与给水箱之间压力平衡要求，这种除氧器需在给水箱上开设直径较大的孔，其孔径一般为Φ1600～Φ2400mm，达到给水箱直径的0.4～0.8倍，大大超过GB150－1998《钢制压力容器》和ASME《锅炉及压力容器规范》中规定的最大允许开孔直径（0.33Do）。大直径开孔和除氧头的集中荷载使得除氧头和给水箱连接处产生很高的局部应力和变形，试验测量表明该处的应力集中系数达到3.5～4.5，热态应力已超过材料屈服极限。该处冷热态变形量随着内压升高而逐渐减少。冷热

3、态变形会产生低周应力交变，由于该处应力大从而形成低周性疲劳。对滑压参数运行的除氧器来说，这种低周性疲劳容易使壳体产生裂纹。大直径开孔不仅使除氧头和给水箱连接处产生较大应力和变形，而且也使给水箱底部120°范围内、加强圈连接处和给水箱鞍座边角处出现高应力区，使得这些部位，尤其是焊缝区域极易产生裂纹。从而给除氧器的安全运行带来隐患。⑵为了避免在给水箱上大直径开孔，有的制造厂推出了立式双封头除氧器，通过4～5根管道将除氧头和给水箱连接起来，以多个小孔来代替一个大孔。但是由于受到除氧头直径的限制，小孔间距小于2倍开孔直径，同样严重削弱了给水箱的强度和刚度。

4、应力测试表明，在给水箱表面的应力仍然超过了材料的屈服应力。⑶从80年代起，我国学习引进机组技术，在大机组中逐步采用卧式除氧器。这种结构型式使给水箱上开孔直径减小到Φ600～Φ800mm，且开孔间距不受除氧头直径限制，降低了开孔处的变形量和局部应力，但是卧式除氧器的除氧头荷载仍然是通过两个支座作为集中荷载作用在给水箱跨中比较薄弱的截面上，使得这些截面底部120°范围内，与立式除氧器给水箱底部一样，产生高应力区引起裂纹。此外，卧式除氧器的喷雾和淋水距离受到除氧头直径的限制，其传热面积和传质时间比立式除氧器小，不能大幅度提高加热温升，据国外资料介绍，卧式

5、除氧器加热温升一般为30～40℃，在停役1～2台低压加热器情况下，出水含氧量就不合格。2内置式除氧器的特点近年来荷兰STORK公司研制出一种内置式除氧器(又称无头式除氧器)，这种除氧器的特点是将除氧头和给水箱合并成一个容器，在该容器中对进水同时完成除氧和储水两个功能。容器上的最大开孔是人孔，其直径不大于Φ500mm。这种除氧器受力均匀，具有较好的强度和刚度。从投产的运行情况来看，这些除氧器出水含氧量一般不超过5µg/l。⑸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；重量较轻，低振动；⑹Stork盘式恒速喷嘴，无转动部件，免维护，性能高

6、度可靠；⑺直径及接口设计灵活，便于运输和安装布置。⑴整机价格低于常规有头除氧器；⑵节省土建费用：除氧间高度降低了3～4米；⑶排汽损失低：300MW约70kg/h，600MW约140kg/h，每台机组每年可节省运行费用几十万元；⑷负荷变化范围在10％～110％之间时，均能保证出水含氧量小于5ppb；典型的STOCK内置式除氧器总体结构STOCK内置式除氧器总体结构见下图所示。内置式除氧器的正常水位通常设在除氧器纵向中心线上或稍高的位置，在除氧器的汽侧空间布置喷嘴组件。每个蒸汽入口前均设置汽平衡管，以防止机组甩负荷时，除氧器中的水倒吸至蒸汽管道中，对机

7、组的安全运行造成威胁。由于单容器结构取消了除氧头，避免了水箱与除氧头处的应力裂纹，筒体具有较高的强度和较小的应力。此外，由于加热蒸汽从水下送入，使蒸汽迅速减温，除氧器的工作温度为水箱内运行压力下蒸汽的饱和温度，水箱内的温度场分布均匀，使除氧器整体工作温度水平降低，金属热疲劳寿命大大提高，使用寿命大于30年。3内置式除氧器的工作原理和适用范围除氧形式：喷雾型；除氧原理：在水箱中完成两步除氧：⑴初级除氧阶段：凝结水通过Stork公司的原装喷嘴进行充分雾化，进行初步除氧；⑵深度除氧阶段：蒸汽从液面下的蒸汽分配管喷出，完成最终除氧。3.1除氧元件由于内置式

8、除氧器的除氧空间小，要求除氧元件具有较高的传热传质性能，特别是在要求较大进出水温升时，传统除氧器的大部分除氧元件已不能满足