除氧器结构及工作原理

问题：运行中除氧器的工作压力随机组负荷不断变 化，但除氧器内给水温度的变化总是滞后其压力的变化。 机组负荷增大，除氧效果恶化；机负荷降低，易引起给 水泵汽蚀。 采取的措施：装设再沸腾管；提高除氧器安装高 度；给水泵前设前置泵；加大给水泵汲水管的直径； 快速投入备用汽源；适当增大除氧水箱容积。
二、除氧器主要参数
2）除氧器的振动

危害
除氧器内发生水、汽冲击时，就会引起 振动。如果振动较大时，会使除氧器外部的 保温层脱落，汽水管道法兰连接处松动，焊 缝开裂，引起汽水漏泄，严重时甚至把淋水 盘等部件振掉，使除氧器不能运行。
原因

进水温度低及进水量波动大，使除氧器内蒸汽骤然凝结， 引起汽压波动。 在淋水盘式除氧器中，如果淋水盘中淋水孔锈蚀堵塞， 则盘内水位将超过围缘高度而发生溢水现象。溢流会使 汽流偏斜，使局部区域的汽流速度升高，因而汽流携带 的水珠增多。 喷嘴脱落，使进水呈水柱冲向排气管等。
Baidu Nhomakorabea、 设备性能要求



除氧器的功能 1 除氧器用于从给水中除去溶解氧和其它不凝结的气体，其方法 是用蒸汽直接与给水混和，从而加热给水至除氧器运行压力所对 应的饱和温度。 2 在除氧器入口对含氧无限制的情况下，除氧器在正常运行情况 下（定压-滑压-定压），出力为25%～100%除氧器最大出力范围 之间时，除氧器出口含氧量≤5μg/l。 3 当锅炉冷态启动且使用其它汽源的蒸汽时，除氧器能在指定的 压力、流量下运行。且给水水温能满足锅炉启动的要求。 4 当低压加热器停用或不能正常运行而除氧器的抽汽量增加以维 持水温时，除氧器能适应此时的给水温度和流量要求。 5除氧器有效容积是指除氧器正常水位至出水管顶部水位之间的 贮水量。水箱有效容积不小于235m3。 6 除氧器的最大出力不小于BMCR工况锅炉蒸发量时所需给水量 的105%。除氧器的喷头均采用荷兰stork公司进口的产品。
影响除氧器除氧效果的因素有：

（1）水须加热至沸点：为了确保除氧器内的水处于 沸腾状态，运行中需注意汽量和水量的调节，若进汽 量不足，则水温低于沸点，溶解氧升高，若进汽量过 多，汽压过高，则会引起水击。 （2）送入的补给水量应尽量稳定：补给水量应连续均 匀地加入，不宜间断送入或变化太大；此外，锅炉运 行中应尽量回收凝结水，因为回水温度高，含氧量 少。 （3）排汽阀开度应合适：太小除氧效果不好，太大则 造成热能损失。一般运行中排汽管应有轻微的蒸汽冒 出，排汽量控制在总进汽量的5%-10%。
2、除氧器汽平衡管

每个加热蒸汽管路上均设一 路蒸汽平衡管，并在蒸汽平 衡管上装有逆止阀，起到平 衡供汽管和除氧器压力的作 用。在正常运行时蒸汽平衡 管不起作用，当供汽压力突 降时逆止阀打开，使除氧器 的压力跟跟随汽源压力一同 变化，减小除氧器和供汽管 的压差，进而防止供汽管内 进水。
3、吹扫管
4、再沸腾管和泡沫发生器


在除氧器底部安装了一根沸腾母管和若干沸腾支管， 在沸腾母管和沸腾支管上又安装了许多泡沫发生器。 在泡沫器发生四壁有许多交错的喷射小孔，加热蒸气 自喷射小孔喷出，与周围的水混合，形成许多泡沫， 强化气水之间传热和传质。 沸腾管和泡沫发生器的原理与传统式除氧器的再沸腾 原理相似，作用相同，但由于内部结构不同，新型除 氧器的泡沫量大、加热速度快，效果较好。




吹扫管布置在水面上。在吹扫管中布置了许多吹扫 口。作用是： （1）吹扫蒸汽吹散聚集在水面上的氧气层，增加水 面上、下的氧气浓度差，有利于氧气的扩散。 （2）吹扫蒸汽吹破水面，减少了水的表面张力，便 于水中的氧气向水面扩散。 （3）吹扫后蒸汽向上流动，加热淋水、填料层中的 水膜和喷嘴喷出的雾化水，充分利用了余热。
除氧器内部结构——再沸腾管
5、排空气管
喷嘴安装口
6、防止满水措施



除氧器水位过高可能引起除氧器超压，当除 氧器水位失控甚至满水时可能使汽轮机进水， 造成恶性事故。 措施：除氧器内设有除氧器溢流与放水口， 并在顺序控制中设有高水位限制。 当水位上升至较高值时，先打开放水阀放掉 部分给水；在除氧器水位上升至溢流水位时， 水经溢流口排掉。在水位上升至更高值之前， 通过联锁使凝结水泵跳闸，停止上水。
二、卧式无头喷雾式除氧器结构

1、总体结构：其主要部件由壳体、恒速喷嘴、加热蒸汽管、挡 板、蒸汽平衡管、排氧口、出水管及安全门、测量装置、人孔等 组成。
各部件名称



1、安全门 2、进水口 3、排气口（每个喷嘴 周围四个） 4、再循环接口 5、四抽供汽接口
6、辅汽供汽接口





除氧器采用滑压运行方式 设有两路汽源：本机四段抽汽和辅汽。 在四抽管路上只设防止汽轮机进水的截止阀和 逆止门，不设调节阀，为滑压运行。 而辅汽供汽管路上设压力调节阀，用于除氧器 定压运行时的压力调节。 正常运行时，除氧器的储水量能维持BMCR工 况运行6.3分钟；

滑压运行
好处：热经济性好，安全性高。



2．亨利定律 气体在水中的溶解度，与该气体在水面上的分压力成正比。 即单位体积水中溶解某气体量b与水面上该气体的分压力pb成正比， 其表达式为： b=Kdpb/p0 mg/L （5－6） 3．传热方程 创造能将水迅速加热到除氧器工作压力下饱和温度的条件，传热 方程为： Qd＝KhAΔt kJ/h （5－7） 必须将水加热到除氧器压力下的饱和温度。 4．传质方程 气体离析出水面要有足够的动力(Δp),传质方程为： G= KmAΔp mg/h (5-8) 若pO2为零，则水中溶氧量为零，这是热除氧的必要条件 要有足够的不平衡压差Δp,这是热除氧的充分条件。

7、疏水闪蒸区 高加的疏水进入除氧器后，先在闪蒸区降压 蒸发，降低品质并释放热量。闪蒸的作用在 于除去疏水中的少量气体，利用释放的热量 加热给水。 8、安全门 为防止除氧器超压，除氧器装有两个安全阀， 其动作压力为1.35Mpa，单个安全阀的通流 量为61.310t/h。


四、除氧器的运行

在初级除氧阶段，凝结水经过高压喷 嘴形成发散的锥形水膜向下进入初级 除氧区，水膜在这个区域内与上行的 过热蒸汽充分接触，迅速将水加热到 除氧器压力下的饱和温度，大部分氧 气从水中析出，在每个喷嘴的周围设 有四个排气口，以及时排出析出的氧 气。
（2）深度除氧过程


经过初步除氧的水落入水空间流向出水口； 加热蒸汽通过排管从水下送入，与水混合加 热，同时对水流进行扰动，并将水中的溶解 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。


三、无头除氧器工作过程

1、除氧器汽源： 除氧器的加热蒸汽 有两路汽源,分别 为四抽和辅汽，四 抽引入底部主要用 于深度除氧和加热 给水；辅汽引入本 体内经分配管后均 匀布置在汽水空间， 供启动时加热用。 加热蒸汽排管沿除
氧器筒体轴向均布.
2、无头除氧器工作过程
进水
排气管 进汽
（1）初级除氧过程
一、给水除氧的任务和方法
给水中溶解氧的主要来源：

化学补充水带进
处于真空下工作的凝汽器、部分低压加 热器等热力设备及管道附件不严密，漏进 空气。

给水中溶有气体带来的危害：

腐蚀金属设备、降低其使用寿命。 增大传热热阻，降低传热效果。
给水除氧的任务： 除去水中的不凝结气体，防止设备腐蚀和传热恶化。 给水除氧的方法： 热力除氧和化学除氧

措施
一般通过调整排气门开度，便可使排气带水现象减少或 基本消除。
自生沸腾：指过量的温度较高的汽、
水流进除氧器，其汽化产生的蒸汽量已满 足加热蒸汽的需要，使进入除氧器的主凝 结水不需要回热抽汽加热就能沸腾。
危害：自生沸腾时，除氧器内部汽与
水的逆向流动遭到破坏，除氧器中形成蒸 汽层，阻碍气体的逸出，使除氧效果恶化。 同时除氧器内压力升高,排汽增大,工质和 热量损失增大。
7、高加疏水接口 8、就地水位计 9、溢流口 10、放水口 11、出水口 12、人孔 13、压力测点
1、蝶形喷嘴

蝶型stork喷嘴
喷嘴的布置和作用

除氧器的两侧分别安装有一个蝶型喷嘴，凝结水分两路进入除氧器。喷 嘴的作用在于使凝结水形成适当的水膜，以获得最佳的水滴，既增大水 与蒸汽的接触表面积，又缩短了气体离析的路径。
4、除氧器的压力调节与保护
1.正常运行时，加热蒸汽由四段抽汽供应，除氧器采 用滑压运行，加热蒸汽进口管道不设调节阀，为防止 除氧器满水时向汽轮机进水并由此引起汽机超速，由 买方在加热蒸汽管道上设置逆止阀和电动隔离阀。 2. 在机组启动或甩负荷时，为保证除氧器的除氧效果， 以及机组在调峰运行时或机组停运期间不使除氧器的 凝结水与大气接触，加热蒸汽改由辅助蒸汽提供。 3.汽机跳闸，当除氧器压力降至0.147MPa(a)时，辅助 蒸汽调节阀自动开启，辅助蒸汽投入
（5）凝结水的化学处理
a
凝结水精处理装置有两种连接方式：
高压系统 ； b 中压系统
二、热力除氧
热力除氧原理
当水被定压加热时，水蒸发的蒸汽量不断增 加，使液面上水蒸气的分压力升高，其他气体的 分压力不断降低，从水中逸出后及时排出。当水 加热至除氧器压力下的饱和温度时，水蒸气的压 力就会接近水面上的全压力，此时水面上其它气 体的分压力将趋近于零，于是溶解在水中的气体 将会从水中逸出而被除去。
1、热除氧的机理
(1)．分压定律（道尔顿定律） 混合气体全压力p0等于其组成各气体分压力之和， 即除氧器内水面上混合气体全压力 p0，应等于溶解水 中各气体（N2、O2、CO2水蒸气等）分压力则pN2、 pO2、pCO2、pH2O之和： p0=pN2+pO2+pCO2+。。。。＋pH2O =Σpj+pH2O （5-5） 若定压加热，使PH2O =P0，则 Σpj=0
1、除氧器运行参数：

汽机各工况参数详见附件中汽机热平衡图，卖方应根据最终的热 平衡图进行核算，该热平衡图为暂定， （VWO）工况除氧器运行参数

（T-MCR）工况除氧器运行参数：
2、设备规范




1. 除氧器采用定-滑方式运行，在机组启动及低负荷时除氧器定 压运行压力： 0.147MPa(a)。 除氧器运行方式：定压-滑压-定压。 2. 设备名称：内置式除氧器 3.型式：卧式 4.数量: 1台/机 5.除氧器有效容积：235 m3 除氧器最大出力： 2250 t/h 6.设计压力为： 1.74 MPa(a)；最高工作压力 1.387 MPa(a)； 设计温度： 400 ℃；最高工作温度 391.4 ℃ 7.滑压范围: 0.147 MPa～1.387MPa

除氧器共布置有两只进口喷 头（流量为1200t/h，由荷 兰STORK公司进口），由于 喷头弧形圆盘的调节作用， 当机组负荷大时，喷头内外 压差增大，弧形圆盘开度亦 增大，流量随之增大。当机 组负荷小时，喷头压差降低， 弧形圆盘开度亦减少，流量 随之减少。使喷出的水膜始 终保持稳定的形态，以适应 机组滑压运行。



除氧器给水温度应达到除氧器压力下的饱和 温度。 当除氧器内压力突然升高，水温会暂时低于 对应的饱和温度，导致给水溶氧增加。压力升得 过高时，会引起安全门动作，严重时会导致除氧 器爆裂。除氧器压力突然降低时，会导致给水泵 入汽蚀。
3、除氧器的常见故障
1）排气带水

原因
一是进水量太大，在淋水盘或配水槽中引起激溅所致； 二是排气量过大，造成排气速度过高而携带水滴。
化学除氧：

利用某些与氧气发生化学反应的化学药剂如联氨和氨，使之和 水中的迅速发生化学反应，生成不与金属发生腐蚀的物质而达 到除氧的目的。(用化学药剂除氧）
常用的化学除氧方法 ： （1）亚硫酸钠Na2SO3地处理 （2）联胺N2H4处理 （3）加贝处理（中性水处理NWT） （4）加氧加氨联合水处理CWT



措施
除氧器在运行中如发生振动，可适当降低除氧器的负 荷或提高进水的温度，振动即能有所改善或基本消除。
3）除氧器水位异常

原因
除氧器水位过高的原因：进水量过大；锅炉 突然降负荷；凝汽器泄漏；给水泵故障。 除氧器水位过低的原因：进水量减少或补充 水中断；事故放水阀误开；锅炉进水突然增 加或排污水量增大；凝结水再循环阀门开度 过大。