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无头喷雾式除氧器与常规真空除氧器的比较

无头喷雾式除氧器与常规真空除氧器的比较 

 

    除氧器是火力发电机组回热循环系统中的重要辅机设备,合理选型将为整个机组的安全、经济和稳定运行
起到举足轻重的作用。随着科学技术的发展,
真空除氧器的技术也在不断创新。介绍了无头喷雾式除氧器的工作
原理和特点,并与传统
真空除氧器相比较在技术、生产成本、使用寿命上具备的优势。

1喷雾式除氧器概述

    随着科学技术的发展,用技术创新降低生产成
本,已成为企业占领市场的重要手段,除氧器作为火
力发电厂的重要辅机设备,应选用结构简单、运行稳
定、维护方便、性能良好的除氧设备。无头喷雾式除
氧器已被广泛使用,与常规真空除氧器进行比较,新型无
头喷雾式除氧器具有很多特点。

2无头喷雾式除氧器的工作原理

    常规真空除氧器在除氧头中完成两步除氧,而无头
喷雾式除氧器在水箱中完成两步除氧。
无头喷雾式除氧器工作原理:凝结水从盘式恒
速喷嘴喷人除氧器汽空间,水被充分雾化,达到饱和
温度,进行初步除氧(除氧率70%~80%),进人水
空间后流向出水口。加热蒸汽排管在液面下沿除氧
器筒体轴向均布,加热蒸汽通过排管从水下喷射进
人除氧器,加热蒸汽与水充分混合加热,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。
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,流向喷嘴附近的排汽区域(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。

    除氧器的关键部件喷嘴为迭式圆盘形喷嘴,该
喷嘴由一组喷水圆盘和几个加强环组成。每个喷水
圆盘由上下2个不锈钢碟形盘组成,在每个碟形盘
的内侧边缘各有1个凸型半圆环。进水由上部进入
各个碟形盘内侧,在水压作用下,具有弹性的上下碟
形盘产生.上下位移,使碟形盘内侧的一对凸形半圆
环之间产生“张口”,形成一道环形截面,进水通过环
形截面和碟形盘的外缘口喷出,形成一层水膜环。
当进水流量减少时,进水压力降低,上下碟形盘在弹
力作用下,内侧一对凸形半圆环之间的环形截面减
小,喷嘴的喷水量相应减小。在没有进水时,一对凸
形半圆环全部关闭,喷嘴停止喷水。

3无头喷雾式除氧器的技术特点

3.1喷雾式除氧器技术先进

    无头喷雾式除氧器为单容器结构,喷嘴置于水
箱上部,设计、安装简单,结构紧凑。而常规真空除氧器
(喷雾填料式除氧器、喷雾淋水盘式除氧器、旋膜式
除氧器)多为双容器结构,相对比较复杂。
除氧效果好,允许负荷快速变化。在负荷10%
~110%范围内,出水含氧量<5ug/L,正常运行时
通常在2ug/L左右,溶解氧合格率完全满足要求。
而早期的淋水盘式除氧器,对进水温度和负荷要求
严格,适应能力较差。
选用喷嘴的除氧器,其典型的运行范围
见表1。(表1中温差是指凝结水进口与给水出口
之间的温度之差。)

    除氧能力在20~6000t/h之间,单喷头设计流
量为20~1200t/h,600MW机组配2个1200t/h
喷嘴即可满足除氧要求。而旋膜型除氧器大除氧
能力为2200t/h,多喷管布置,单个喷管的出力仅为
3~5t/h。

    采用整体进口件,维护简单、不易结
垢、堵塞,没有填料、衬垫,所以没有泄漏的危险。淋
水盘式除氧器的淋水盘小孔极易堵塞,直接影响除
氧效果。
压力范围为0.02~2.0MPa,可用于真空除氧,
水温低可达60C。
除氧介质可为过热蒸汽、饱和蒸汽、湿蒸汽、蒸
汽/水混合物、也可为单一介质。旋膜型除氧器的除
氧介质只能为过热蒸汽或饱和水。
水箱加热由标准的蒸汽分配管完成,不需要额
外的水箱加热装置,而旋膜型除氧器在除氧头中完
成加热除氧。
电站机组在正常运行时,要求除氧器进水温升
7~48C,在停用一级低压加热器时,要求除氧器温
升29~58C。目前无头喷雾式除氧器对进水加热
温升已达到60.9C,因此,该型式除氧器能满足电
站机组在正常运行和停用一级低压加热器工况时,
对进水加热温升的要求。

3.2喷雾式除氧器节约材料

    与普通除氧器相比,没有除氧头,每台除氧器可
节约优质钢20%左右。随着机组容量的增大,两者
间的成本差距就更大。
以300MW国产机组的喷雾淋水盘除氧器和无
头喷雾式除氧器进行金属耗量比较,见表2(相同水
箱有效容积)。

3.3喷雾式除氧器节约费用
   
对600MW机组而言,整台设备价格低于常规
旋膜型10%~15%。
除氧器无除氧头:整体重量减轻,除氧器基础载
荷减小,减少土建投资;另外,无除氧头可使除氧器
设备自身高度下降近4~5m,相应除氧间封顶高度
也可降低将近4~5m,减少土建投资。
除氧器无除氧头,只需沿水箱布置一层检修平
台。传统有头除氧器需要分层布置2个平台才能满
足检修和运行需要。

    低排汽损失:在排除不凝结气体时,携带排放的
蒸汽量少(约为70kg/h),降低了蒸汽损失,提高了
机组热经济性。传统喷雾淋水盘式除氧器通常要损
失蒸汽600kg/h左右。
单容器结构,保温成本较低。

3.4喷雾式除氧器使用寿命长可靠性高

    由于取消了除氧头,避免了除氧水箱与除氧头
连接处产生应力裂纹。
传统除氧器由除氧头和给水箱两部分组成,给
水箱与除氧头连接处的开孔,极易使该处产生很高
的局部应力和变形。另外,除氧头的集中载荷也作
用在水箱中比较薄弱的截面上,使得该截面底部120°
范围内,特别是焊缝区极易产生高应力引起裂纹。
加热蒸汽从水下送入,使除氧器整体工作温度
降低,减少了金属热疲劳而引起的寿命损失。
关键部件喷嘴为免维护产品,具有高度
可靠性,使用寿命为30年。

3.5喷雾式除氧器设计简单维护方便
   
(1)系统设计简单,只需沿水箱顶部布置-平
台,即可满足检修维护的需要。
   
(2)与之连接的管道和阀门高度降低,运行操
作、检修维护方便。
   
(3)运行噪音低,满负荷运行时噪音水平为58
~63dB。

3.6喷雾式除氧器生产周期短

    例如1台600MW机组配置的YY2010无头内
置式喷雾型除氧器,生产周期约为2个月,而同容
量的有头除氧器生产周期需要3~4个月。这对建
设周期相对较短的火电机组来说,具有独特优势。
   
基于这些优点,无头内置式喷雾型除氧器具有
更广阔的市场前景,特别是在大容量火力发电机组
中被广泛采用,喷嘴技术也在不断创新,更使此种除
氧器受到广大客户的青睐。另外,不仅常规电站采
用该类型除氧器,还被广泛应用于联合循环电站及
核电机组。