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内置式真空除氧器除氧过程分析比较说明?
步骤1、喷雾装置作用:百分百加热,部分除氧70%-80%初级除氧阶段。
步骤2、蒸汽分配装置作用:蒸汽冷却至饱和温度;蒸汽通过位于液面下的分配管喷入水中。
步骤3、水箱作用:给水储存(不需额外加热装置);非凝结气体的排放。完成最终除氧一深度除氧阶段。
内置式真空除氧器与常规有头除氧器比较
内置式真空除氧器:降低土建高度至少2-4米;节省保温、管道及平台费用。
与常规有头除氧器布置方案比较
内置式真空除氧器:不需排气凝汽装置;单容器结构;总高度降低了2-4米,除氧间的高度也相应降低;只需顶部布置一个维护平台;需要最少的保温材料。
常规有头除氧器:需排汽凝汽装置或较大的排汽损失;水箱加除氧头;除氧头增加了额外高度;至少需要两个平台;使用较多的保温材料。
与常规有头除氧器布置方案比较2
内置式真空除氧器:最少的管路系统;安装简单容易,总重量较轻;优异的抗震性能;系统设计简单最小最优化;
常规有头除氧器:需外接平衡管,管路较长较复杂;安装包括水箱、除氧头和管路比较复杂;由于存在除氧头和水箱连接处的应力,因此不利于抗震。
运行比较排汽损失
内置式除氧器:水箱加热由结构上具有的蒸汽分离配管完成;负荷变化范围可在额定负荷的10%-110%之间,保证出口含氧量,适应恶劣工况的能力强,在蒸汽区域没有压力差;随着压力升高,水仍能保持饱和状态;排汽损失远低于有头除氧器,参见下图。
常规除氧器:水箱需额外的加热装置;一般运行范围低限在20%或30%左右;在高负荷情况下,水箱和除氧头存在压力差,随着压力升高,水可能会出现过冷状态。
1、运行压力--喷嘴的排汽损失之间典型的关系曲线
排汽损失曲线:---300MW平均只有70kt/h;---600MW平均只有140kt/h;---只有常规有头除氧器排汽损失的1/5~1/10;---每台机组每年可节省运行费用几十万元。
2、排汽损失实例比较(改造实例)
改造前的淋水盘式除氧器排汽损失较大,改造后的内置式除氧器。
3、600MW运行费用的节省
常规有头除氧器:排汽损失kg/h 1200.00;每年运行费用RMB 420000.00元。
内置式真空除氧器:排汽损失kg/h140.00;每年运行费用RMB90000.00元。
常规有头除氧器与内置式除氧器相比每年运行费用节省:330000.00元。30年运行费用节省:约1000万人民币。
除氧介质
被除氧水:凝结水/给水;补水/化学除盐水可以100%比例;
除氧介质:过热蒸汽;饱和蒸汽;湿蒸汽90%;蒸汽/水混合物1%蒸汽;热水(水箱内部闪蒸)。
内置式除氧器技术参数范围:
1、压力0.2-1.0bara真空运行直到1.3bara;1.2-20bara过压运行。
2、容量2-120T/H 型式DN150;弹簧型;容量7-450T/H 型式DN250;弹簧型;容量60-660T/H 型式DN600;盘型;容量120-1320T/H 型式DN1200;盘型;容量600-6000T/H 型式DN600;最大容量6000T/H,5个1200型喷嘴;
3、直径:1.6-5.0m,正常范围;
4、长度:取决于车间内的空间,通常整体交货,如过长,可考虑分段现场焊接。
内置式除氧器热力系统示意图
除氧器低压汽包
5、材质选择
水箱:碳钢;蒸汽分配管:碳钢或不锈钢(在高腐蚀和高水容量情况下);流动隔板:碳钢;喷射挡水罩:碳钢;喷嘴:不锈钢。
6、高可靠性
80多年的经验,其高可靠性已被遍布世界的
数千台除氧器所证明;
除氧器喷嘴是施托克专利设计,无转动部件
免维护;
单容器结构取消了除氧头,避免了水箱与除
氧头处的应力集中及由此可能产生的裂纹;
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。
7、经济性:节约总体投资和运行费用
极具竞争力和吸引力的整机价格(300MW及以
上,整机价格略低于常规有头除氧器);
灵活的设计,较低的高度,大幅节约土建费用;
系统简单,喷嘴免维护且排汽损失小---维护和
运行费用低。
减少保温、管路、平台、启动再循环泵等配套
设施的投资。
8、与其它多喷嘴内置式除氧器的比较
1除氧原理及结构的比较
A、除氧原理不同
内置式除氧器:?分两步除氧;
(1)首先通过喷嘴初步除氧70
~80%;
(2)蒸汽从水面下的鼓泡管喷
入水中,完成最终除氧。
其它多喷嘴内置式除氧器:?(1)喷嘴的除氧效果很弱,
水喷出后向下流动,蒸汽向上
流动,
通过位于水面上的多层
淋水盘来除氧,水面下无鼓泡
管;
(2)相当于:取消了常规除氧
头,
但是把除氧头内原有内件
藏在水箱上部,
仍然是淋水盘
式除氧,在原理和性能上没有
变化,只是改变了外形。因此
有头除氧器通过淋水盘除氧
方式的缺点,
它也一样存在。
B、内部结构不同
内置式除氧器:600MW机组只需2个1200T/H型
喷嘴;
1000MW机组只需2~4个喷嘴;
-内部部件较少,水、汽管路连
接简单。
其它多喷嘴内置式除氧器:600MW机组需要多达14个弹簧
型喷嘴,1000MW机组 多达近30个
喷嘴;
把淋水盘放置于 水面以上,内
部部件较多;
-通过给水母管来连接14个以上
喷嘴,很显然水、汽管路连接非
常复杂。
C、喷嘴结构不同
喷嘴属于盘式弹性喷嘴,靠
水压自动调节,
内部无位移部
件,故障率低,
很少维护;
喷嘴内部共有九层,水喷出后形
成九层水膜,充分保证水、汽之
间的热交换而达到高效除氧;
-可靠性得到了几十年的运行经验
所证明,保证寿命至少30年。
使用普通的小容量喷嘴;
喷嘴内部靠弹簧伸缩位移调节
,
且一个喷嘴 失效(如弹簧 卡
死的情况),除氧器将不能正常
工作,因此故障率较高;
一喷嘴的喷水只有一层,
水汽
间的热交换效率低,只能
除掉少部分氧气,主要依
靠淋水盘来除氧;
.弹簧喷嘴,很难保证30年的
使用寿命。
D、尺寸不同
600MW:
3.8米直径X 30米长;
1000MW核电: 4. 5米X 50米长。
在同样出力和直径的情况下:
600MW: 比施托克长3~4米;
1000MW核 电:比施托 克长5~
7米;
因此不仅浪费了空间,
而且限
制了运输。
E、正常水位线
1、内置式除氧器:较高;
2、其它多喷嘴内置式除氧器:由于将喷嘴和淋水盘置于水面
以上,因此水面上部空间较大,
正常水位线较低。
F、安装布置
1、内置式除氧器:喷嘴少,接口简便。
2、其它多喷嘴内置式除氧器:喷嘴太多,管线连接复杂。
2、运行、性能及安全性比较
A、温度场分布
内置式除氧器:?过热蒸汽从水面下送入,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,保持水箱内的温度场分布
均匀。
其它多喷嘴内置式除氧器:?由于过热蒸汽直接送入除氧
器的上部空间,造成了水箱内
上部和下部的很大温差。较高
的加热蒸汽温度恶化了除氧器
工作条件,对简体的材料也会
造成较大的内部应力。
B、在汽机旁路工况下
内置式真空除氧器:?保持一个蒸汽连通空间,无压
力差,仍能保持高效而安全地除
氧
其它多喷嘴内置式除氧器:?在旁路工况下,除氧器的运
行存在较大的安全隐患:
(1)由于内置淋水盘,
在旁路
工况下,将造成两个分开的不
同压力的蒸汽空间,从而引起
压差,
所造成的压差能够损坏
除氧器的内件;
(2)由于通过一根长的母
管给各个喷嘴供水,在旁
路工况下,当水箱处于热
态,
而给水温度突然降低
时,
将会产生巨大的应力
作用在喷嘴的接口位置(
因为没有办法来消除由此
引起的热膨胀差)
。
C、负荷变化适应能力
内置式除氧器:?除氧器能够在10
~110%负荷之间正常运行
。
其它多喷嘴内置式除氧器:?与有头除氧器一样,在
低负荷情况下,很难正常
工作
。
D、排气损失
内置式真空除氧器:?由于采用了高
效雾化喷嘴以及整体设计,其
排汽损失为:
600MW机组最大140千克/小时
;
-1000MW核电机组最大280千克
/小时(只相当于其他型式除氧
器的1/4左右,大幅节省运行
费用)
其它多喷嘴内置式除氧器:?由于在除氧原理上与常规的
淋水盘式有头除氧器没有区别
因此其排汽损失为:
一600MW机组约600千克/小时;
- 1000MW核电机组约1000千克/
小时。
E、启动速度
内置式除氧器:?由于在除氧器内部专门设有
的一套除氧器工作用加热装置
(鼓泡管)用于启动,冷启动
时间为2~4个小时
。
其它多喷嘴内置式除氧器:?启动与有头除氧器没有区别
,
时间较长。
F、振动和噪音
内置式真空除氧器:?虽然蒸汽从水面下通过鼓泡
管送入,只要保证蒸汽流速在
15~80m/s之间,除氧器无振动
,噪音很小,已被多台国内运
行的除氧器所证明。
其它多喷嘴内置式除氧器:?由于水箱内温度场分布不均
以及内件过多,在启动或旁路
运行时,可能会造成振动。
G、筒体强度与应力
内置式真空除氧器:?整体设计保证筒体
具有较高的强度和较小的应力
。
其它多喷嘴内置式除氧器:?(1)水箱内上、
下部存在较
大的温差,筒体材料会出现较
大应力,易使除氧器变形;
(2)由于喷嘴太多,相应地筒
壁也开孔较多,降低了简体的
强度。
H、日常维护
内置式除氧器:?喷嘴由于内部无位移部
件,日常不需要维护,只在大修
期间检查滤网看是否需要清洗。
其它多喷嘴内置式除氧器:?弹簧式喷嘴位移部件较多;
由于将除氧头藏于水箱内,造成水
箱内件较多,维修起来很不方便。
运行效果:
内置式除氧器:大亚湾和岭澳核电站运行多年
来,运行可靠;
华润常熟电厂(3X 600MW超临
界机组)投运几个月来,出口含
氧量只有1~2ppb,运行稳定,
排汽损失和噪音较小。
其它多喷嘴内置式除氧器:由于在国内无机组运行,
因此无
法知晓。
经济性的比较:
内置式真空除氧器:A、整机价格:与常规有头除氧器相似。B、运行费用:?由于排汽损失低,与其他形式
除氧器相比,每年给电厂节省至
少几十万元的运行费用。
C、土建投资:由于长度相对较短,节省空间。
其它多喷嘴内置式除氧器:A、整机价格:不同项目,情况不同。B、运行费用:与常规有头除氧器相同。C、土建投资:长度比内置式除氧器多出几米相对占空间加大。
总结:内置式除氧器优点1、在额定负荷10~110%范围内保持高效除氧
出口含氧量小于5ppb;结构紧凑,显著降低整机高度2-4米,节
省土建投资;
高抗震性能,而且自身振动较小;
容易安装和运行;节省保温、管路和平台费用;
整机价格极具竞争力。
优点2:低排汽损失,较低的运行维护费用;
快速调节;不需外部平衡管(当汽机甩负荷时,自动
保持蒸汽空间);
运行压力范围较宽;
高可靠性。
内置式真空除氧器蒸汽排管装置之一照片
内置式真空除氧器蒸汽排管装置之二照片
内置式真空除氧器蒸汽排管装置之三照片
内置式真空除氧器蒸汽排管装置之四照片
水压试验合格证后的内置式除氧器