发电厂的回热加热系统.pptx

第一节第一节 回热加热器的型式回热加热器的型式卧式加热器卧式加热器回热循环回热循环 ：由回热加热器、回热抽汽管道、由回热加热器、回热抽汽管道、水管道、疏水管道等组成的一个加热系统；水管道、疏水管道等组成的一个加热系统；加热器的类型：加热器的类型：汽、水接触方式：汽、水接触方式：混合式加热器：汽水直接接触：混合式加热器：汽水直接接触：表面式加热器：汽水不接触，通过金属壁面换热表面式加热器：汽水不接触，通过金属壁面换热立式加热器立式加热器受热面布置方式：受热面布置方式：一、混合式加热器一、混合式加热器混合式加热器：混合式加热器：加热蒸汽与水在加热器内直接加热蒸汽与水在加热器内直接接触，来完成热量交换，从而提高水温。接触，来完成热量交换，从而提高水温。1、混合式加热器的结构、混合式加热器的结构（1）按布置方式分：卧式和立式）按布置方式分：卧式和立式卧式混合式加热器卧式混合式加热器1、外壳；、外壳；2、多孔淋水盘组；、多孔淋水盘组；3、凝结水入口；、凝结水入口；4、凝结水出口；、凝结水出口；5、汽水混合物引出口；、汽水混合物引出口；6、事故时凝结水到凝结水泵进口联箱的引、事故时凝结水到凝结水泵进口联箱的引出管；出管；7、加热蒸汽进口；加热蒸汽进口；8、事故时凝结水往凝汽器的引出管；、事故时凝结水往凝汽器的引出管；C、加热蒸汽入口、加热蒸汽入口D、凝结水出口、凝结水出口A、汽气混合物出口、汽气混合物出口B、凝结水进口、凝结水进口（2）结构设计：）结构设计：汽水接触面积尽量大，热交换时间汽水接触面积尽量大，热交换时间尽量长。故将水变微细雾化和薄膜，逆向流动和多尽量长。故将水变微细雾化和薄膜，逆向流动和多层横向冲刷，目的增加传热量，使水出口温度达到层横向冲刷，目的增加传热量，使水出口温度达到该级加热器蒸汽压力下的饱和温度。该级加热器蒸汽压力下的饱和温度。（3）以除氧为主的混合式加热器，称除氧器。）以除氧为主的混合式加热器，称除氧器。（4）混合式加热器在加热或冷凝过程中分离出来的）混合式加热器在加热或冷凝过程中分离出来的不凝结气体和部分余汽被引至凝汽器或专设的冷却不凝结气体和部分余汽被引至凝汽器或专设的冷却器中。器中。（5）在非重力式混合加热器和除氧器，应在出口设）在非重力式混合加热器和除氧器，应在出口设置一定容积的集水箱，以确保其后水泵运行安全可置一定容积的集水箱，以确保其后水泵运行安全可靠。靠。2、混合式加热器及其系统的特点：、混合式加热器及其系统的特点：（1）可以将给水加热到该级加热器压力下的饱和）可以将给水加热到该级加热器压力下的饱和温度。由于汽水直接混合，充分利用了蒸汽的能位，温度。由于汽水直接混合，充分利用了蒸汽的能位，热经济性比表面式的高。热经济性比表面式的高。（2）由于汽水直接混合，无金属传热面，结构简）由于汽水直接混合，无金属传热面，结构简单，金属耗量少，造价低。便于汇集各种不同参数单，金属耗量少，造价低。便于汇集各种不同参数的汽、水流量，如：疏水，补充水，扩容蒸汽等。的汽、水流量，如：疏水，补充水，扩容蒸汽等。（3）可以兼作除氧设备使用；）可以兼作除氧设备使用；（4）全部由混合式加热器组成的系统：安全）全部由混合式加热器组成的系统：安全性可靠性低，系统投资大性可靠性低，系统投资大（每级都设置泵，才每级都设置泵，才能将饱和水压入高一级的加热器内能将饱和水压入高一级的加热器内）。图图2 21 1 全混合式加热器回热系统全混合式加热器回热系统（5）重力布置方式的混合式加热器回热系统）重力布置方式的混合式加热器回热系统采用重力式回热系统布置方式的混合低压加热器采用重力式回热系统布置方式的混合低压加热器组可以解决前面的问题，同时提高热经济性。组可以解决前面的问题，同时提高热经济性。图图22 带有两组重力布置方式的混合式加热器回热系统带有两组重力布置方式的混合式加热器回热系统12345678CH1H2H3H4H5H6H7H8SG2SG1至至C图图2 23 3带有部分混合式低压加热器的热力系统带有部分混合式低压加热器的热力系统二、二、表面式加热器表面式加热器 加热过程：加热过程：加热蒸汽与水在加热器内通过金属管壁进加热蒸汽与水在加热器内通过金属管壁进行传热，通常水在管内流动，加热蒸汽在管外。行传热，通常水在管内流动，加热蒸汽在管外。疏水疏水 表面式加热器中加热蒸汽在管外冲刷放热后的表面式加热器中加热蒸汽在管外冲刷放热后的凝结水。凝结水。端差端差（上端差、出口端差）（上端差、出口端差）表面式加热器管内流表面式加热器管内流动的水吸热升温后的出口温度与疏水温度之差。动的水吸热升温后的出口温度与疏水温度之差。1、表面式加热器的结构表面式加热器的结构（1）分类：）分类：布置方式：布置方式：卧式卧式（大容量常采用）（大容量常采用）、立式、立式水的引入引出方式：水的引入引出方式：水室结构、联箱结构水室结构、联箱结构管板管板U U形管束卧式高压加热器结构示意形管束卧式高压加热器结构示意 1-U1-U形管；形管；2-2-拉杆和定距管；拉杆和定距管；3-3-疏水冷却段端板；疏水冷却段端板；4-4-疏水冷却段进口；疏水冷却段进口；5-5-疏水冷却段隔板；疏水冷却段隔板；6-6-给水进口；给水进口；7-7-人孔密封板；人孔密封板；8-8-独立的分流隔板；独立的分流隔板；9-9-给给水出口；水出口；10-10-管板；管板；11-11-蒸汽冷却段遮热板；蒸汽冷却段遮热板；12-12-蒸汽进口；蒸汽进口；13-13-防冲板；防冲板；14-14-管束保护环；管束保护环；15-15-蒸汽冷却段隔板；蒸汽冷却段隔板；16-16-隔板；隔板；17-17-疏水进口；疏水进口；18-18-防冲板；防冲板；19-19-疏水出口疏水出口 （2 2）水室结构加热器（）水室结构加热器（U U形管管板式加热器）形管管板式加热器）用途：低压加热器、用途：低压加热器、中小机组高压加热器中小机组高压加热器（2 2）联箱结构加热器）联箱结构加热器用途：用途：大机组高压加热器大机组高压加热器1 1给给水水入入口口联联箱箱；2 2正正常常水水位位；3 3上上级级疏疏水水入入口口；4 4给给水水出出口口联联箱箱；5 5凝凝结结段段；6 6人人孔孔；7 7安安全全阀阀接接口口；8 8过过热热蒸蒸汽汽冷冷却却段段；9 9蒸蒸汽汽入入口口；1010疏疏水水出出口口；1111疏水冷却段；疏水冷却段；1212放水口放水口2 2、表面式加热器的特点、表面式加热器的特点（1 1）有端差存在，蒸汽能量利用率较低，热经）有端差存在，蒸汽能量利用率较低，热经济性比混合式差；济性比混合式差；（2 2）有金属传热，金属耗量大，内部结构复杂，）有金属传热，金属耗量大，内部结构复杂，制造困难，造价高；制造困难，造价高；（3 3）不能除去水中的氧和其它气体，未能有效）不能除去水中的氧和其它气体，未能有效地保护高温金属件。地保护高温金属件。（4 4）全部由表面式加热器组成地系统简单，运）全部由表面式加热器组成地系统简单，运行安全可靠，布置方便，系统投资和土建费行安全可靠，布置方便，系统投资和土建费用少；用少；图图26 全表面式加热器回热系统全表面式加热器回热系统图图2 27 7 实际电厂采用的典型系统：高、低加热实际电厂采用的典型系统：高、低加热器为表面式的系统器为表面式的系统（5）由于给水被加热后是送入锅炉，因此加）由于给水被加热后是送入锅炉，因此加热器的水泵出口压力比锅炉压力高，各加热器的水泵出口压力比锅炉压力高，各加热器内水管应能承受比锅炉压力还高的水热器内水管应能承受比锅炉压力还高的水压，导致加热器地材料价格上升。压，导致加热器地材料价格上升。第二节第二节 表面式加热器及系统的热经济性表面式加热器及系统的热经济性一、表面式加热器的端差一、表面式加热器的端差1加热蒸汽加热蒸汽2汽测压力汽测压力 下的饱和状态下的饱和状态tsj 疏水温度疏水温度twj+1 进入加热器的凝结水温度进入加热器的凝结水温度twj离开加热器的凝结水温度离开加热器的凝结水温度 端差：端差：=tsj twj分析：分析：，热经济性，热经济性tabA,m212abtwj+1twjtsj12 t分析：分析：，热经济性热经济性（1）如加热器出口水温）如加热器出口水温twj不变，端不变，端差减少意味着差减少意味着tsj不需要原来的那不需要原来的那样高，回热抽汽压力可以降低一样高，回热抽汽压力可以降低一些，回热抽汽做功比些，回热抽汽做功比Xr增加，热增加，热经济性变好；经济性变好；（2）如加热蒸汽压力不变，）如加热蒸汽压力不变，tsj不不变，端差变，端差 减少意味着出口水温减少意味着出口水温twj升高，其结果是减少了压力较升高，其结果是减少了压力较高的回热抽汽做功比而增加了压高的回热抽汽做功比而增加了压力较低的回热抽汽做功比，热经力较低的回热抽汽做功比，热经济性得到改善。济性得到改善。tabA,m212abtwj+1twjtsj12 t表面式加热器端差的选择表面式加热器端差的选择端差与换热面积的关系：端差与换热面积的关系：换热面积换热面积，减少，减少端差是以端差是以付出金属耗量付出金属耗量和投资为代价。和投资为代价。无过热蒸汽冷却段：无过热蒸汽冷却段：=36C有过热蒸汽冷却段：有过热蒸汽冷却段：=-12CtabA,m212abtwj+1twjtsj12t二、抽汽管道压降二、抽汽管道压降pj及热经济性及热经济性twj+1twjtsjjj+1抽汽管道压降抽汽管道压降ppj j：汽轮机抽汽口压力汽轮机抽汽口压力p pj j和和j j级回热级回热加热器内汽侧压力加热器内汽侧压力 之差，即之差，即影响因素：影响因素：蒸汽流速、局部阻力蒸汽流速、局部阻力一般一般 p pj j不大于抽汽压力不大于抽汽压力p pj j的的10%10%大容量机组取大容量机组取4%4%6%6%；二、抽汽管道压降二、抽汽管道压降pj及热经济性及热经济性抽汽管道介质流速：抽汽管道介质流速：过热蒸汽：过热蒸汽：3560m/s；饱和蒸汽：饱和蒸汽：3050m/s;湿蒸汽：湿蒸汽：2035m/s。twj+1twjtsjjj+1分析：分析：pj ，热经济性，热经济性三、蒸汽冷却器及其热经济性分析三、蒸汽冷却器及其热经济性分析1 1、蒸汽冷却器作用、蒸汽冷却器作用 回热加热器内汽水换热的不可逆损失回热加热器内汽水换热的不可逆损失 加热器出口水温，加热器出口水温，端差端差，热经济性热经济性2 2、蒸汽冷却器类型、蒸汽冷却器类型内置式蒸汽冷却器：内置式蒸汽冷却器：与加热器本体合成一体与加热器本体合成一体（过热蒸汽冷却段）（过热蒸汽冷却段）外置式蒸汽冷却器：外置式蒸汽冷却器：具有独立的加热器外壳，布具有独立的加热器外壳，布置灵活置灵活讨论讨论P57：第三段中：内置式蒸汽加热器中：第三段中：内置式蒸汽加热器中有有2030的过热度是如何反映在图的过热度是如何反映在图212中的？中的？(b)(a)(a)内置式；内置式；(b)(b)外置式，外置式，SC2SC2与主水流并联；与主水流并联；(c)(c)外置式，外置式，SC2SC2与主水流串联与主水流串联（1 1）内置式蒸汽冷却器（过热蒸汽冷却段）内置式蒸汽冷却器（过热蒸汽冷却段）优点：优点：简单，投资小简单，投资小缺点：缺点：冷却段面积小，只能提高本级出口水温，冷却段面积小，只能提高本级出口水温，热经济性改善小，提高热经济性改善小，提高0.15%0.15%0.20 0.20%（2 2）外置式蒸汽冷却器）外置式蒸汽冷却器优点：优点：减少本级端差，提高最终给口水温度；换减少本级端差，提高最终给口水温度；换热面积大，热经济性可提高热面积大，热经济性可提高0.3%0.3%0.5%；布置方式灵活布置方式灵活缺点：缺点：造价高造价高3、特点、特点外置式蒸汽冷却器经济性分析外置式蒸汽冷却器是一个独立的换热器，具有较大外置式蒸汽冷却器是一个独立的换热器，具有较大的换热面积，钢材耗量大，造价高，但其布置方式的换热面积，钢材耗量大，造价高，但其布置方式灵活，即可减少本级加热器的端差，又可提高最终灵活，即可减少本级加热器的端差，又可提高最终给水温度，降低机组热耗，从而使热经济性获得较给水温度，降低机组热耗，从而使热经济性获得较大提高。大提高。（1）用做功能力法分析：）用做功能力法分析：A：提高给水温度，减少：提高给水温度，减少锅炉换热温差；锅炉换热温差；B：蒸汽温度降低，减少了本级加：蒸汽温度降低，减少了本级加热器换热温差，佣损减少，同时提高给水出口温度，热器换热温差，佣损减少，同时提高给水出口温度，减少高压力级回热抽汽量。减少高压力级回热抽汽量。（2）热量法：最终给水温度提高，使热耗降低，回）热量法：最终给水温度提高，使热耗降低，回热抽汽做功增加，凝汽做功减少，冷源损失降低更热抽汽做功增加，凝汽做功减少，冷源损失降低更多，热经济性提高。多，热经济性提高。4 4、蒸汽冷却器的连接方式、蒸汽冷却器的连接方式水侧连接方式：水侧连接方式：（1 1）内置式蒸汽冷却器：）内置式蒸汽冷却器：串联连接（加热器顺序连接）串联连接（加热器顺序连接）（2 2）外置式蒸汽冷却器：）外置式蒸汽冷却器：串联连接：串联连接：全部给水流经冷却器全部给水流经冷却器并联连接：并联连接：只有一部分给水进入冷却器只有一部分给水进入冷却器提问：提问：P58?图2-13 内置蒸汽冷却器单级串联内置式蒸汽冷却器单级串联内置式蒸汽冷却器单级串联？外置式蒸汽冷却器连接方式外置式蒸汽冷却器连接方式(a)(a)单级并联；单级并联；(b)(b)单级串联；单级串联；(c)(c)与主水流分流两级并联；与主水流分流两级并联；(d)(d)与主水流串联与主水流串联两级并联；两级并联；(e)(e)先先j-1j-1级，后级，后j j级的两级串联；级的两级串联；(f)(f)先先j j级，后级，后j-1j-1级的两级串联级的两级串联 （1 1）串联连接）串联连接优点：优点：进水温度高，换热温差小，火用损小；进水温度高，换热温差小，火用损小；缺点：缺点：给水全部流经冷却器，给水系统阻力大，给水全部流经冷却器，给水系统阻力大，泵功消耗多泵功消耗多（2 2）并联连接）并联连接优点：优点：给水系统阻力小，泵功消耗少给水系统阻力小，泵功消耗少缺点：缺点：进水温度小，换热温差大，火用损大；进水温度小，换热温差大，火用损大；回热抽汽做功少，热经济性稍差回热抽汽做功少，热经济性稍差5 5、外置式蒸汽冷却器连接方式比较、外置式蒸汽冷却器连接方式比较四、表面式加热器的疏水方式及热经济性分析四、表面式加热器的疏水方式及热经济性分析1 1、疏水收集、疏水收集将将疏疏水水收收集集并并汇汇集集于于系系统统的的主主水水流流（主给水或主凝结水）中。（主给水或主凝结水）中。疏疏水水收收集集方方式式分分为为：疏疏水水逐逐级级自自流流方方式式和和疏疏水水泵方式泵方式疏水逐级自流方式疏水逐级自流方式（1）疏水逐级自流方式）疏水逐级自流方式利用相邻表面式加热器汽侧压差，将利用相邻表面式加热器汽侧压差，将压力较高的疏水自流到压力较低的加热器中，压力较高的疏水自流到压力较低的加热器中，逐级自流直至与主水流汇合。逐级自流直至与主水流汇合。（2 2）疏水泵方式）疏水泵方式 由于表面式加热器汽侧压力远小于水由于表面式加热器汽侧压力远小于水侧压力（特别是高压加热器），疏水必须侧压力（特别是高压加热器），疏水必须借助疏水泵将疏水与水侧的主水流汇合，借助疏水泵将疏水与水侧的主水流汇合，汇入点常为该加热器的出口水流中，由于汇入点常为该加热器的出口水流中，由于此汇入地点的温差最小，因此混合产生的此汇入地点的温差最小，因此混合产生的附加冷源损失小。附加冷源损失小。2 2两种疏水方式的热经济性分析两种疏水方式的热经济性分析热量法：热量法：考虑对高一级与低一级抽汽量的影响；考虑对高一级与低一级抽汽量的影响；做功能力法：做功能力法：考虑换热温差和相应的佣损变化考虑换热温差和相应的佣损变化（1 1）疏水泵方式）疏水泵方式疏水与主水流混合后，疏水与主水流混合后，端差端差，热经济性热经济性（2 2）疏水逐级自流方式）疏水逐级自流方式高一级抽汽量高一级抽汽量，低一级抽汽量，低一级抽汽量，热经济性热经济性 h hwj-1wj-1 pj-1Dj-1 pjDj pj+1Dj+1 b ahj h hwj-1wj-1 pj-1Dj-1 pjDj pj+1Dj+1图图217 表面式加热器表面式加热器j级疏水不同收集方式的分析级疏水不同收集方式的分析图图218 表面式加热器表面式加热器j级疏水不同收集方式级疏水不同收集方式（a）疏水逐级自流；（）疏水逐级自流；（b）疏水逐级直流加外置式疏水冷却器；）疏水逐级直流加外置式疏水冷却器；（c）采用疏水泵；（）采用疏水泵；（d）加疏水冷却器对）加疏水冷却器对j级换热的影响；级换热的影响；（e）加疏水冷却器对在）加疏水冷却器对在j-1级发生压降的影响。级发生压降的影响。3 3、疏水冷却器的设置、疏水冷却器的设置目的：目的：减少疏水逐级自流排挤低压抽汽所引起的减少疏水逐级自流排挤低压抽汽所引起的附加冷源热损失或因疏水压力降产生热能贬值附加冷源热损失或因疏水压力降产生热能贬值带来的火用损；带来的火用损；降低疏水经节流后产生蒸汽形降低疏水经节流后产生蒸汽形成两相流的可能性。成两相流的可能性。布置方式：布置方式：外置式、内置式外置式、内置式pjhjhwjpj+1hj+1 h jh j+1hwj+1hwj+2 图图212 带有内置式蒸汽冷却段和带有内置式蒸汽冷却段和疏水冷却段的加热器示意图疏水冷却段的加热器示意图下端差（入口端差）下端差（入口端差）加装疏水冷却器（段）加装疏水冷却器（段）后，疏水温度与本级加热后，疏水温度与本级加热器进口水温之差器进口水温之差 一般推荐一般推荐 =5=510 10 设置疏水冷却段的意义：设置疏水冷却段的意义：提高热经济性，对系统的安全运行也有好处。提高热经济性，对系统的安全运行也有好处。因为：原来的疏水为饱和水，当自流到压力较低的因为：原来的疏水为饱和水，当自流到压力较低的加热器时，经过节流降压后，疏水会产生蒸汽而形加热器时，经过节流降压后，疏水会产生蒸汽而形成两相流动，对管道下一级加热器产生冲击振动等成两相流动，对管道下一级加热器产生冲击振动等不良后果，加装疏水冷却器后，这种可能性就降低不良后果，加装疏水冷却器后，这种可能性就降低了。对高压加热器而言，加装疏水冷却段后，疏水了。对高压加热器而言，加装疏水冷却段后，疏水最后流入除氧器时，也将降低除氧器自生沸腾的可最后流入除氧器时，也将降低除氧器自生沸腾的可能性。能性。4 4实际系统疏水方式的选择实际系统疏水方式的选择 技术经济比较：技术经济比较：对热经济性影响约为对热经济性影响约为0.5%0.5%0.15%0.15%（1 1）疏水逐级自流方式：）疏水逐级自流方式：简单、可靠、费用少简单、可靠、费用少应用：高压加热器、低压加热器应用：高压加热器、低压加热器 （2 2）疏水泵方式）疏水泵方式 ：系统复杂，投资大系统复杂，投资大应用：大、中型机组的最后一、二级低压加热器应用：大、中型机组的最后一、二级低压加热器 N600MWN600MW机组：全疏水逐级自流方式机组：全疏水逐级自流方式 N300MWN300MW机机组组：全全疏疏水水逐逐级级自自流流方方式式或或第第3 3台台低低加加采采用用疏疏水水泵泵方式方式五五、实际机组回热原则性热力系统实际机组回热原则性热力系统 回热系统基本连接方式：回热系统基本连接方式：（1 1）一一台台混混合合式式加加热热器器作作为为除除氧氧器器，将将回回热热加加热热器器分分为为高高压压加热器组和低压加热器组；加热器组和低压加热器组；（2 2）高压加热器疏水逐级自流进入除氧器）高压加热器疏水逐级自流进入除氧器（3 3）低低压压加加热热器器疏疏水水逐逐级级自自流流方方式式进进入入凝凝汽汽器器热热井井或或在在末末级级或次末级加热器采用疏水泵将疏水打入加热器出口水管道中。或次末级加热器采用疏水泵将疏水打入加热器出口水管道中。回热抽汽过热度较小时不宜采用蒸汽冷却器；回热抽汽过热度较小时不宜采用蒸汽冷却器；小机组不宜采用蒸汽冷却器和疏水冷却器。小机组不宜采用蒸汽冷却器和疏水冷却器。第三节第三节 给水除氧及除氧器给水除氧及除氧器一、给水除氧的必要性一、给水除氧的必要性（1）给水由主凝结水和补充水组成，水中溶解）给水由主凝结水和补充水组成，水中溶解了氧气和二氧化碳等气体，这些气体易与金属了氧气和二氧化碳等气体，这些气体易与金属发生化学反应，使金属表面遭到腐蚀，影响电发生化学反应，使金属表面遭到腐蚀，影响电厂的安全运行。厂的安全运行。（2）不凝结气体将使传热恶化，热阻增加，降）不凝结气体将使传热恶化，热阻增加，降低机组热经济性。低机组热经济性。（3）锅炉过热蒸汽压力为）锅炉过热蒸汽压力为5.8MPa以下，给水溶以下，给水溶解氧应小于或等于解氧应小于或等于 ；锅炉过热蒸汽压；锅炉过热蒸汽压力为力为5.9MPa以上，给水溶解氧应小于或等于以上，给水溶解氧应小于或等于 。二、给水除氧方法二、给水除氧方法1、化学除氧、化学除氧（1）是向水中加入化学药剂，使水中溶解氧与）是向水中加入化学药剂，使水中溶解氧与它发生化学反应生成无腐蚀性的稳定化合物，它发生化学反应生成无腐蚀性的稳定化合物，达到除氧的目的，但不能除去其它气体，而且达到除氧的目的，但不能除去其它气体，而且价格贵还产生盐类，电厂少采用。价格贵还产生盐类，电厂少采用。（2）现在常用在给水中加入联胺）现在常用在给水中加入联胺N2H4，既可以，既可以除氧还可以提高给水的除氧还可以提高给水的pH值，同时有钝化钢铜值，同时有钝化钢铜表面的优点。表面的优点。（3）采用联胺需维持以下条件：）采用联胺需维持以下条件：A：必须使水保持足够的温度；：必须使水保持足够的温度；B：必须使水维持一定的：必须使水维持一定的Ph值；值；C：必须使水中有足够的过剩联胺。：必须使水中有足够的过剩联胺。（4）另外可在水中加气态氧或过氧化氢，使金）另外可在水中加气态氧或过氧化氢，使金属表面形成稳定的钝化膜。或同时加氧和联胺属表面形成稳定的钝化膜。或同时加氧和联胺的方法。的方法。2、物理除氧、物理除氧 是借助于物理手段，将水中溶解氧和其是借助于物理手段，将水中溶解氧和其它气体除掉，并且在水中无任何残留物质。它气体除掉，并且在水中无任何残留物质。火电厂普遍应用的是热力除氧法，价格低，火电厂普遍应用的是热力除氧法，价格低，经济性高。热力除氧法是主要的方法。经济性高。热力除氧法是主要的方法。1 1、除氧原理：、除氧原理：建立于亨利定理和道尔顿定律基建立于亨利定理和道尔顿定律基础之上。础之上。2 2、亨利定理：亨利定理：反映了气体在水中溶解和离析的反映了气体在水中溶解和离析的规律，即在一定温度条件下，气体溶于水中规律，即在一定温度条件下，气体溶于水中和气体自水中逸出是动态的过程，当处于动和气体自水中逸出是动态的过程，当处于动态平衡时，单位体积中溶解的气体量态平衡时，单位体积中溶解的气体量b b与水面与水面上该气体的分压力上该气体的分压力p pb b成正比：成正比：三、热力除氧原理三、热力除氧原理分析：分析：当水面上气体压力当水面上气体压力p p大于该气体溶解于水大于该气体溶解于水中的压力时，原来的平衡（溶解和析出）被中的压力时，原来的平衡（溶解和析出）被破坏，则水面上有更多的该气体溶解于水中，破坏，则水面上有更多的该气体溶解于水中，反之则有更多的该气体自水中逸出，直至新反之则有更多的该气体自水中逸出，直至新平衡的建立。平衡的建立。3、道尔顿定律、道尔顿定律 指出混合气体全压力与各组成气（汽）指出混合气体全压力与各组成气（汽）体分压之间的关系，即混合气体的全压等于体分压之间的关系，即混合气体的全压等于各组成气（汽）体分压之和。对于给水而言，各组成气（汽）体分压之和。对于给水而言，混合式加热器（除氧器）中的全压混合式加热器（除氧器）中的全压p等于溶解等于溶解于水中各气体分压于水中各气体分压 与水蒸气压力之和，即：与水蒸气压力之和，即：要除掉水中某种气体，则只需将水面上该要除掉水中某种气体，则只需将水面上该种气体的分压力将为零即可。种气体的分压力将为零即可。4、除氧器工作过程、除氧器工作过程 对除氧器中的水进行定压加热时，随着对除氧器中的水进行定压加热时，随着温度上升，水蒸发过程不断加深，水面上水温度上升，水蒸发过程不断加深，水面上水蒸气的分压力逐渐加大，溶于水中的其它气蒸气的分压力逐渐加大，溶于水中的其它气体的分压力逐渐减少。当水被加热到除氧器体的分压力逐渐减少。当水被加热到除氧器工作压力下的饱和温度时，水蒸气的分压力工作压力下的饱和温度时，水蒸气的分压力接近或等于水面上气体的全压力时，则水面接近或等于水面上气体的全压力时，则水面上其他气体的分压力趋于零，水中也就不含上其他气体的分压力趋于零，水中也就不含其它气体。因此除氧器不但除去了氧气，而其它气体。因此除氧器不但除去了氧气，而且还除去了其它气体。且还除去了其它气体。5、保证热力除氧效果的基本条件、保证热力除氧效果的基本条件（1）水应该加热到除氧器工作压力下的饱和温）水应该加热到除氧器工作压力下的饱和温度；度；（2）必须把水中逸出的气体及时排走，以保证）必须把水中逸出的气体及时排走，以保证液面上氧气及其它气体分压力维持为零或最小。液面上氧气及其它气体分压力维持为零或最小。（3）被除氧的水与加热蒸汽应有足够的接触面）被除氧的水与加热蒸汽应有足够的接触面积，蒸汽与水应逆向流动，确保有较大的不平积，蒸汽与水应逆向流动，确保有较大的不平衡压差。衡压差。6、初期除氧与深度除氧、初期除氧与深度除氧（1）初期除氧阶段：）初期除氧阶段：此时由于有大量溶解气体，不此时由于有大量溶解气体，不平衡压差较大，通过加热给水，气体以小汽泡形式平衡压差较大，通过加热给水，气体以小汽泡形式克服水的黏滞力和表面张力离析出来，占克服水的黏滞力和表面张力离析出来，占8090；水含氧量减少为：水含氧量减少为：50100ug/L；（2）深度除氧阶段：）深度除氧阶段：此时水中留有少量气体，相应此时水中留有少量气体，相应不平衡压差小，气体难以克服水的黏滞力和表面张不平衡压差小，气体难以克服水的黏滞力和表面张力离析出来，自由靠单个分子的扩散作用慢慢的离力离析出来，自由靠单个分子的扩散作用慢慢的离析出来，消耗时间长。因此需要加强深度除氧，可析出来，消耗时间长。因此需要加强深度除氧，可采用水膜替代水滴，增加水流紊流，蒸汽鼓泡等措采用水膜替代水滴，增加水流紊流，蒸汽鼓泡等措施。施。四、热力除氧器类型及结构四、热力除氧器类型及结构1、除氧器的类型及选、除氧器的类型及选择择（1）真空式除氧器）真空式除氧器：是设置在凝汽器内是设置在凝汽器内的除氧装置，借助的除氧装置，借助凝汽器内的高真空，凝汽器内的高真空，通过加热蒸汽的加通过加热蒸汽的加热而进行除氧的。热而进行除氧的。该种方式不单独设该种方式不单独设置，是一种辅助装置，是一种辅助装置。置。（2）大气压式除氧器：大气压式除氧器：是指其工作压力较大气是指其工作压力较大气压力稍高（约压力稍高（约0.118MPa），以便使离析出来），以便使离析出来的气体能够在该压差的作用下自动排出除氧的气体能够在该压差的作用下自动排出除氧器。器。特点：特点：压力低，土建费用低，适用于中、低压力低，土建费用低，适用于中、低参数发电厂、热电厂补充水及生产返回水的参数发电厂、热电厂补充水及生产返回水的除氧设备。除氧设备。（3）高压除氧器）高压除氧器 指压力大于指压力大于0.343MPa的除氧器，多用的除氧器，多用于高参数电厂中。采用高压除氧器后，可以于高参数电厂中。采用高压除氧器后，可以将汽轮机相应的抽汽口位置随压力提高（抽将汽轮机相应的抽汽口位置随压力提高（抽汽温度也提高）向前推移，所以减少了高压汽温度也提高）向前推移，所以减少了高压加热器的台数，且使给水有较高的温度，可加热器的台数，且使给水有较高的温度，可以避免除氧器的自身沸腾现象。同时，提高以避免除氧器的自身沸腾现象。同时，提高压力也就提高相应的饱和水温度，使气体在压力也就提高相应的饱和水温度，使气体在水中的溶解度降低，提高了除氧效果。水中的溶解度降低，提高了除氧效果。2、除氧器的结构、除氧器的结构（1）大气式除氧器）大气式除氧器（立式淋水盘式）。（立式淋水盘式）。（2）喷雾式除氧器）喷雾式除氧器（3）卧式除氧器与给水箱）卧式除氧器与给水箱1、除氧器的热平衡、除氧器的热平衡（1）进入除氧器的物质等于离开除氧器的物质）进入除氧器的物质等于离开除氧器的物质（2）进入除氧器的热量离开除氧器的热量）进入除氧器的热量离开除氧器的热量五、除氧器的热平衡及自生沸腾五、除氧器的热平衡及自生沸腾2、除氧器的自生沸腾及防止方法、除氧器的自生沸腾及防止方法（1）自生沸腾：）自生沸腾：是指由除氧器的热力计算中，是指由除氧器的热力计算中，若计算出的加热蒸汽量为零或负，说明不需若计算出的加热蒸汽量为零或负，说明不需要回热仅凭其它进入除氧器的蒸汽和疏水就要回热仅凭其它进入除氧器的蒸汽和疏水就可以满足将水加热到除氧器工作压力下的饱可以满足将水加热到除氧器工作压力下的饱和温度，这种现象就叫自生沸腾。和温度，这种现象就叫自生沸腾。（2）自生沸腾的危害：）自生沸腾的危害：除氧器自生沸腾时，回除氧器自生沸腾时，回热抽汽管上的逆止阀关闭，破坏了汽水逆向热抽汽管上的逆止阀关闭，破坏了汽水逆向流动，排气工质损失大，热量损失也大，除流动，排气工质损失大，热量损失也大，除氧效果恶化，同时还威胁除氧器的安全。氧效果恶化，同时还威胁除氧器的安全。（3）防止除氧器自生沸腾的方法：）防止除氧器自生沸腾的方法：A：可将放热物流如：排污扩容器来的蒸汽：可将放热物流如：排污扩容器来的蒸汽（或高加疏水等）等引至它处。（或高加疏水等）等引至它处。B：设置高加疏水冷却器降低疏水焓值后再引：设置高加疏水冷却器降低疏水焓值后再引至除氧器。至除氧器。第四节第四节 除氧器的运行及其热经济性除氧器的运行及其热经济性一、除氧器的运行方式：定压运行、滑压运行一、除氧器的运行方式：定压运行、滑压运行1、定压运行：、定压运行：是指保持除氧器工作压力为一定是指保持除氧器工作压力为一定值，故所以在除氧器进汽管上安装一压力调值，故所以在除氧器进汽管上安装一压力调节器，将压力较高的回热抽汽降低至定值，节器，将压力较高的回热抽汽降低至定值，造成抽汽节流损失。同时，在低负荷时，切造成抽汽节流损失。同时，在低负荷时，切换到更高压力的回热抽汽上，此时的节流损换到更高压力的回热抽汽上，此时的节流损失更大。常用于中小型机组上。失更大。常用于中小型机组上。2、滑压运行：、滑压运行：是指在滑压运行范围内运行时，是指在滑压运行范围内运行时，其压力随主机负荷与抽汽压力的变动而变化其压力随主机负荷与抽汽压力的变动而变化（滑压），启动时除氧器保持最低恒定压力，（滑压），启动时除氧器保持最低恒定压力，抽汽管上只有一逆止阀防止蒸汽倒流入汽轮抽汽管上只有一逆止阀防止蒸汽倒流入汽轮机，没有压力调节阀及其引起的额外节流损机，没有压力调节阀及其引起的额外节流损失。与定压运行除氧器相比，经济性更高些。失。与定压运行除氧器相比，经济性更高些。3、中间再热机组的除氧器，宜采用滑压运行。、中间再热机组的除氧器，宜采用滑压运行。除氧器采用滑压运行可以使回热加热分配更除氧器采用滑压运行可以使回热加热分配更加接近最佳值。加接近最佳值。图图228 除氧器不同运行方式的热经济性除氧器不同运行方式的热经济性二、除氧器汽源的连接方式二、除氧器汽源的连接方式1、单独连接定压除氧器方式、单独连接定压除氧器方式（1）该级回热抽汽压力高于除）该级回热抽汽压力高于除氧器运行压力。氧器运行压力。（2）抽汽管道上设置有压力调抽汽管道上设置有压力调节阀，节阀，（3）在负荷降低到该级抽汽压在负荷降低到该级抽汽压力不能满足除氧器的运行压力不能满足除氧器的运行压力时，应能切换到高一级抽力时，应能切换到高一级抽汽并能关闭原级抽汽的装置。汽并能关闭原级抽汽的装置。（4）特点：）特点：A、由于有阀存在，节流损失大，降低了该级由于有阀存在，节流损失大，降低了该级抽汽的能位；使压力较高一级抽汽量抽汽的能位；使压力较高一级抽汽量，回，回热抽汽做功比热抽汽做功比Xr冷源损失冷源损失，机组，机组 。B、同时低负荷时，原级抽汽关闭，回热级数同时低负荷时，原级抽汽关闭，回热级数减少，回热过程不可逆损失增大。减少，回热过程不可逆损失增大。常用于高中压电厂带基本负荷时。常用于高中压电厂带基本负荷时。2、前置连接定压除氧器方式、前置连接定压除氧器方式（1）该种方式是在除氧器出口水前方设置一）该种方式是在除氧器出口水前方设置一高压加热器并与除氧器共用同一级回热抽汽，高压加热器并与除氧器共用同一级回热抽汽，组成一级加热。组成一级加热。（2）虽然该除氧器抽汽管）虽然该除氧器抽汽管上仍然有压力调节阀的作上仍然有压力调节阀的作用，但是由于前置的高压用，但是由于前置的高压加热器的抽汽管没有节流加热器的抽汽管没有节流作用，其出水口水温仍然作用，其出水口水温仍然可以达到该级抽汽压力下可以达到该级抽汽压力下相应的最高水温。相应的最高水温。（3）压力调节阀起到分流）压力调节阀起到分流作用，对出口水温无影响。作用，对出口水温无影响。3、滑压除氧器方式、滑压除氧器方式（1）这种连接本级回热抽汽）这种连接本级回热抽汽管道上不设压力调节阀，管道上不设压力调节阀，因此在滑压范围（因此在滑压范围（20100）内，其加热蒸汽压力）内，其加热蒸汽压力随机组负荷变化而变化，随机组负荷变化而变化，避免了加热蒸汽的节流损避免了加热蒸汽的节流损失。失。为确保除氧器在低负荷（为确保除氧器在低负荷（20以下）时仍能够自动向以下）时仍能够自动向大气排汽，仍需装有至高大气排汽，仍需装有至高一级回热抽汽管道上的切一级回热抽汽管道上的切换阀和压力调节阀。换阀和压力调节阀。（2）与单独连接相比，）与单独连接相比，关闭本级抽汽的负荷由关闭本级抽汽的负荷由70降到降到20。（3）与前置式相比，无）与前置式相比，无出口水的温差，热经济出口水的温差，热经济性高，适于再热机组和性高，适于再热机组和调峰机组。调峰机组。三、除氧器的滑压运行三、除氧器的滑压运行除氧器滑压运行的特征：除氧器滑压运行的特征：（1）除氧器内的压力、水箱水温以及给水泵除氧器内的压力、水箱水温以及给水泵入口水温均会随机组负荷而变化；入口水温均会随机组负荷而变化；（2）在额定工况下运行时，滑压除氧器与定在额定工况下运行时，滑压除氧器与定压除氧器的出口水温均为饱和水温。压除氧器的出口水温均为饱和水温。（3）当机组负荷变化时，会对除氧器效果和当机组负荷变化时，会对除氧器效果和给水泵的安全运行带来不利影响。给水泵的安全运行带来不利影响。三、除氧器的滑压运行三、除氧器的滑压运行1、负荷骤升、负荷骤升 负荷骤升的结果：除氧器压力能够很快上升，负荷骤升的结果：除氧器压力能够很快上升，然而水箱中的水因热惯性使水温温升滞后于然而水箱中的水因热惯性使水温温升滞后于压力的变化，由原饱和状态变为未饱和状态，压力的变化，由原饱和状态变为未饱和状态，水面上已离析出的气体又重新返回水中，即水面上已离析出的气体又重新返回水中，即发生：发生：“返氧返氧”现象，使除氧器出口的含氧现象，使除氧器出口的含氧量增大，恶化除氧效果。但是，压力上升而量增大，恶化除氧效果。但是，压力上升而水温滞后对于水泵的运行更安全。水温滞后对于水泵的运行更安全。（2）解决方法：）解决方法：A：控制负荷骤升速度，一般在每分钟：控制负荷骤升速度，一般在每分钟5内就内就可以确保除氧效果。可以确保除氧效果。B：在给水箱内加装再循环管。当机组负荷骤：在给水箱内加装再循环管。当机组负荷骤升时，给水箱内水温滞后于压力的变化，将升时，给水箱内水温滞后于压力的变化，将加热蒸汽通入再沸腾管中，直接对水箱的水加热蒸汽通入再沸腾管中，直接对水箱的水进行加热，使水温的变化跟上压力的变化，进行加热，使水温的变化跟上压力的变化，则除氧效果可得到很大改善。则除氧效果可