无头除氧器课件

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1、无头除氧器的工作原理一、火电厂除氧器应用现状除氧器是火力发电厂中的重要热力设备。目前热力发电厂中普遍采用的是热力除氧，它费用低，而且同时可以除去水中的氧气和其他气体，并无任何残留物质。目前国内火力发电厂中普遍采用的是带有除氧头的常规除氧器(以下简称有头除氧器) ，它的类型有喷雾填料式、淋水盘式及喷雾淋水盘式。除氧过程是在除氧头中完成的，包括在喷雾层的初步除氧，可除去水中的大部分气体，在下面的淋水盘层或填料层进行深度除氧，除去水中的残余气体。随着对外技术交流的不断深入，国外先进的除氧技术和设备在国内也有落户。荷兰 StorkThermeqB.V.（以下简称 Stork）公司有几十年生产和设计除氧

2、器的经验，其设计制造的内置式无头除氧器(以下简称无头除氧器)，以其独特的优点占据着强大的市场份额。目前有些国内电力设备制造公司与荷兰 Stork 公司已经开始合作，从事无头除氧器在国内的生产和销售。国内拟建及在建的300MW及以上机组大多采用无头除氧器。二、无头除氧器的工作原理： 凝结水从盘式恒速喷嘴喷入除氧器汽空间，进行初步除氧，进入水空间后流向出水口；加热蒸汽排管沿除氧器筒体轴向均布，加热蒸汽通过排管从水下送入除氧器，加热蒸汽与水混合加热，同时对水流进行扰动，将水中的溶解氧及其它不凝结气体从水中带出水面，达到对凝结水进行深度除氧的目的；水在除氧器中的流程越长，则对水进行深度除氧的效果越好。

3、未凝结的加热蒸汽（此时为饱和蒸汽）携带不凝结气体逸出水面流向喷嘴的排汽区域（喷嘴周围排汽区域为未饱和水喷雾区） ，在此区域未凝结的加热蒸汽凝结为水、不凝结气体则从排气口排出。不凝结气体在流向排气口的流程中，除氧器筒体直径越大在水容积一定的情况下， 则汽空间不凝结气体分压力越小，这样就能有效控制不凝结气体在液面的扩散，避免二次溶氧的发生， 因此，除氧器筒体采用大直径为佳。三、无头除氧器与常规有头式除氧器比较报告1、基本结构和基本数据的比较1.1除氧形式：A、无头除氧器 ，喷雾型在水箱中完成两步除氧： B、常规有头式除氧器 ，喷雾淋水盘或其他型式在除氧头中完成两步除氧： 1.2除氧原理A、无头除氧

4、器（ 1 ）初级除氧阶段：凝结水通过喷嘴进行充分雾化，进行初步除氧； （ 2 ）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。B、常规有头式除氧器（ 1 ）初级除氧阶段：通过喷嘴雾化，去除大部分氧气。 （ 2 ）深度除氧阶段：凝结水一层层交错向下流动，蒸汽从下部进入淋水箱。1.3结构A、无头除氧器：单容器结构，除氧喷嘴内置于水箱内B、常规有头式除氧器：双容器机构，除氧头 + 水箱 1.4材料A、无头除氧器：喷嘴及鼓泡管采用不锈钢材料，壳体采用碳钢 B、常规有头式除氧器：除氧头采用不锈钢复合板，水箱采用碳钢 1.5净重量假定 (300MW 为 150m 3 ；600MW 为 235

5、m3)A、无头除氧器：300MW 机组单台约 80 吨；600MW 机组单台约 120 吨。 B、常规有头式除氧器：300MW 机组单台约 90 吨； 600MW 机组单台约 140 吨。1.6喷嘴型式及容量A、无头除氧器：（ 1 ）盘式恒速喷雾喷嘴； （ 2 ） 300MW 机组配一个 1200t/h 喷嘴； 600MW 机组配两个 1200t/h 喷嘴 B、常规有头式除氧器：（ 1 ）弹簧喷嘴； （ 2 ）配多个小流量喷嘴，单喷嘴最大流量 25 吨 / 小时。1.7最大容量A、无头除氧器：可高达 6000 吨 / 小时（ 1300MW 机组）B、常规有头式除氧器：2400 吨 / 小时 （

6、 600MW 机组）1.8寿命比较A、无头除氧器：由于没有了除氧头，从而避免了水箱上部大的集中载荷，筒体应力大大减小，降低了产生应力裂纹的可能性。B、常规有头式除氧器：由于有除氧头，水箱上部有比较大的集中载荷，筒体应力大大增加，在运行中将大量产生应力裂纹，从而降低除氧器设备使用寿命。2、机组安装布置的比较2.1检修维护平台A、无头除氧器：只需沿水箱布置一个平台B、常规有头式除氧器：至少需要两个平台2.2管路系统A、无头除氧器：最少的管路系统B、常规有头式除氧器：除氧头和水箱之间，需要接平衡管，管路较长。2.3保温材料A、无头除氧器：需用较少B、常规有头式除氧器：相对较多2.4是否需要排汽凝汽器

7、A、无头除氧器：由于除氧时被带走的蒸汽量很小，不需要排汽凝汽器。 B、常规有头式除氧器：由于除氧时被带走的蒸汽量很大，需要安装排汽凝汽器进行再回收利用或防止冬天结冰。2.5总高度A、无头除氧器 300M 机组约 45 米；600MW 机组约 56 米。（总高度降低了34 米） B、常规有头式除氧器 300M 机组约 78 米；600MW 机组约 89 米。2.6抗震性能A、无头除氧器：由于单容器结构，因此显然具有极佳的抗震能力。 B、常规有头式除氧器：由于除氧头焊接在水箱的上部，总体高度较高，并且在除氧头和水箱之间存在应力，因此抗震效果相对较差。2.7基础荷载A、无头除氧器：由于重量较轻，对基

8、础的荷载较小， 300MW 机组两支座，600MW 机组三支座。B、常规有头式除氧器：相对较重，基础荷载较大。2.8 外形尺寸（有效容积假定 300MW 为 150m 3 ； 600MW 为 235 m 3 ）A、无头除氧器： 300MW 机组： 约 3.8/4.0 20/21 米 600 MW 机组： 约 3.8 29 米 或其他直径及对应长度 除氧器直径完全根据用户要求和具体的运输条件灵活设置B、常规有头式除氧器：300MW 机组： 除氧头： 2.5 8.6 米 水箱： 3.5 19.4 米 600MW 机组： 除氧头： 2.5 15 米 水箱： 3.86 26 米2.9 有效容积百分比A

9、、无头除氧器：有效容积占总容积的 70 72% 。 （由于将除氧头和水箱合二为一，因此总体积大于常规形式除氧器的水箱，但远远小于常规形式除氧器的除氧头和水箱的总体积之和） 。 B、常规有头式除氧器：有效容积占总容积的 75 80% 。2.10 系统复杂性A、无头除氧器：系统设计简单，符合最小最优化原则，已成为国内和国际市场受欢迎的主流产品。 B、常规有头式除氧器：系统相对复杂。2.11 安装A、无头除氧器：简单容易 B、常规有头式除氧器：相对较复杂3、机组运行及性能比较3.1运行压力范围A、无头除氧器： （1）0.02 2MPa ； （2 ）适合于真空、大气、过压运行；定滑压运行。B、常规有头

10、式除氧器：0.049 0.83MPa 或 0.147 1.202MPa3.2除氧介质A、无头除氧器：可选择： （ 1 ）过热蒸汽； （ 2 ）饱和蒸汽； （ 3 ）湿蒸汽（ 90% ）； （ 4 ）蒸汽 / 水混合物（ 1% 蒸汽）； （ 5 ）热水。 可使用单一介质，也可混合使用，取决于用户选择。 B、常规有头式除氧器：主要使用汽机低压抽汽。3.3被除氧水种类及除氧器进口温度要求A、无头除氧器： （ 1 ）凝结水 / 给水； （ 2 ）补充水 / 化学除盐水。 能够将较低温度的给水加热到除氧器饱和温度。B、常规有头式除氧器：（ 1 ）凝结水 / 给水； （ 2 ）补充水 / 化学除盐水。 在

11、将低温给水加热到除氧器饱和温度时会遇到一些困难。3.4负荷变化范围A、无头除氧器：在 10%110% 范围内，均保证出口含氧值小于 5ppb。（即最低负荷可达 10% ） B、常规有头式除氧器：在 35% 105% 范围内出水含氧值 7ppb 。3.5排汽损失（即排除氧气时所带走的蒸汽损失）A、无头除氧器：300MW 平均 80 千克 / 小时； 600MW 平均 160 千克 / 小时。B、常规有头式除氧器：300MW 平均 300 400 千克/小时；600MW 平均 600 千克/ 小时。3.6水箱加热A、无头除氧器：水箱加热由标准的蒸汽分配管完成，即在除氧过程中保持水箱加热，不需额外的

12、水箱加热装置。B、常规有头式除氧器：需额外的水箱加热装置。3.7 正常运行时的噪音A、无头除氧器：不超过 63.5dB （ A ） 。 B、常规有头式除氧器：符合国内工业标准 85dB （ A ）。3.8 机组运行时的振动A、无头除氧器：当除氧器入口蒸汽在 15m/s 80m/s 时，除氧器几乎没有振动或振动很小。 （低振动是无头内置式除氧器显著的优点） B、常规有头式除氧器：有些设计，振动较大。3.9出水含氧量A、无头除氧器：性能保证值 5ppb，正常运行时 2ppb 左右。 （国电石嘴山电厂 2 300MW 机组，正常运行时 3ppb ；内蒙准格尔电厂 2 300MW 机组，正常运行时只有

13、 2ppb ） B、常规有头式除氧器：5ppb7ppb3.10压力差A、无头除氧器：在蒸汽区域没有压力差B、常规有头式除氧器：在高负荷情况下，水箱和除氧头存在压力差。3.11 压力升高的影响A、无头除氧器：随着压力升高，水仍能保持饱和状态。B、常规有头式除氧器：随着压力升高，水可能出现过冷状态。3.12 启动再循环A、无头除氧器：不需要启动再循环泵。 B、常规有头式除氧器：需要启动再循环泵。4、机组可靠性比较4.1 关键部件喷嘴的可靠性A、无头除氧器：除氧器喷嘴是专利设计，无转动部件，免维护，并具有自身过滤功能，以防堵塞，高度可靠。 B、常规有头式除氧器：除氧头内部存在转动部件，使机组故障率提

14、高。4.2 应力集中A、无头除氧器：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。 B、常规有头式除氧器：除氧头和水箱之间采用焊接连接，因此不可避免的存在着应力裂纹。4.3 热疲劳寿命A、无头除氧器：加热蒸汽从水下送入，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。 B、常规有头式除氧器：加热蒸汽直接与筒体接触，除氧器整体工作温度高，金属热疲劳寿命较短。4.4 低负荷或过负荷运行A、无头除氧器：10% 110% 的运行范围，保证机组在恶劣工况下可靠运行。B、常规有头式除氧器：在低于 30% 负荷的恶劣工况下，难以保证出口含氧量。4.5 使用寿命A、无头除氧器：大于 30

15、年B、常规有头式除氧器：不超过 20 年5、节省投资和运行成本的比较5.1整机价格对 ：300MW 或 600MW 机组，整机价格低于常规有头式除氧器市场平均价格的 5% 10% 。5.2土建投资A、无头除氧器：除氧间土建高度降低了 3 4 米，土建费用可相应节省几十万至上百万元。 B、常规有头式除氧器：由于除氧头的存在，土建高度较高，土建费用较多。5.3运行费用5.3.1 排气损失A、无头除氧器：300MW 平均 80 千克 / 小时； 600MW 平均 160 千克 / 小时。B、常规有头式除氧器：300MW 平均 300400 千克/小时；600MW 平均 600 千克 / 小时。5.3

16、.2每年每台机组蒸汽损失A、无头除氧器：（假设蒸汽费用为：每公斤 0.08 元） 300MW ： 80 千克 / 小时 24 小时 360 天 0.08 元 = RMB55,296 元 600MW ： = RMB110,592 元B、常规有头式除氧器：（假设蒸汽费用为：每公斤 0.08 元） 300MW ： 400 千克 / 小时 24 小时 360 天 0.08 元 = RMB276,480 元 600MW ： = RMB414,720 元5.3.3 每年每台机组节省费用：300MW ： RMB276,480 元 RMB55,296 元 节省运行费用： RMB221,184 元 600MW ： RMB414,720 元 RMB110,592 元 节省运行费用： RMB304,128 元3.3.4 30 年节省费用：3