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旋膜式除氧器结构特点、性能与技术经济性在火力发电厂中的应用
发布时间:2024/1/22 点击次数:138

旋膜式除氧器结构特点、性能与技术经济性在火力发电厂中的应用 

     旋膜式除氧器结构特点、性能与技术经济性在火力发电厂中的应用,基于某660MW超超临界机组除氧器配置方案,对旋膜式除氧器的结构特点、性能和技术经济性等方面进行简要介绍。
    
旋膜式除氧器是火力发电厂的重要辅机设备之一,除氧器的型式和布置方式对电厂的安全、经济运行起着极其重要的作用。
     目前,国内火电机组中常用到的除氧器可划分为有头和无头(又叫内置式)除氧器两种。旋膜式除氧器以其较高的除氧能力、更高的安全可靠性和较轻的设备重量等特点逐渐成为绝大多数新建机组的选配置。将基于某660MW级超超临界机组除氧器配置方案,综合对比、分析旋膜式除氧器在结构型式、机组性能和运行可靠性等各方面的特点。
1机组参数
     本工程设2台660MW超超临界燃煤汽轮发电机组。锅炉为超超临界参数变压运行直流п型炉,单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、前后墙对冲燃烧、全钢构架悬吊锅炉,大连续蒸发量(BMCR)1923t/h。
     汽轮机采用超超临界、一次中间再热、四缸四排汽、单轴、双背压、凝汽式汽轮机。汽机的入口参数270bar/600/610℃。
    
旋膜式除氧器采用定压-滑压运行方式,除氧器主要技术参数表如表1所示:
表1除氧器主要技术参数表
序号 项目 单位 参数
1 型号 -- GC-1952/GS-235
2 设计压力 bar 14.0
3 设计温度 ℃ 350/412
4 有效容积 m3 235
5 总容积 m3 314
6 腐蚀裕度 mm 3.2
7 额定出力 t/h 1952
8 大出力 t/h 2115
9 喷嘴材料 STORK(进口) X2CrNiMo18.12及X10CrNiMoTi18.10
10 筒体及封头材料 -- SA516Gr70
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旋膜式除氧器的结构特点及工作原理
    
旋膜式除氧器技术在国内、外已有多年的运行经验,技术成熟可靠,目前旋膜式除氧器已成为国内电站除氧器的选产品。
     旋膜式除氧器主要由封头、筒体、支座及其内部组件构成,筒体内部设有喷嘴和挡板。盘型喷嘴是旋膜式除氧器的核心部件,目前常用的是荷兰STORK公司的盘型喷嘴,其单喷嘴的处理能力可达1200t/h。
旋膜式除氧器的主要特点有以下几点:
     除氧效果好,出水含氧量小于5μg/L;较强的负荷变化(10%~110%)适应能力,且运行稳定;单只喷嘴流量大,喷嘴可靠性高;设备整体高度较有头式除氧器明显降低,维护方便;低排期损失,蒸汽消耗量低,提高了机组热效率;加热蒸汽从水下引入,除氧器整体工作温度低;使用寿命长,可靠性高,运行噪音低。
旋膜式除氧器采用物理除氧技术,除氧过程分为初步除氧和深度除氧两个阶段:
     初步除氧阶段是由喷嘴来完成的。凝结水被喷嘴雾化后,和蒸汽充分接触,并被加热到饱和温度,由于在饱和状态下,氧气在水中的溶解度为零,因此溶解氧从水中析出,并聚集在喷嘴附近。当氧气和不凝结气体聚集到一定浓度后,随同少量蒸汽一起由排气管排出除氧器。在该阶段除去大部分的氧气。
     在深度除氧阶段,通过蒸汽喷射至饱和水中,通过对蒸汽装置的合理设计,并考虑水箱中的流体动力特性,使蒸汽和饱和水进一步充分接触,溶解氧将遵循亨利定律从水中扩散到蒸汽中,以达到深度除氧的目的。
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旋膜式除氧器与传统除氧器的比较
表2基本结构及性能对比表
序号 项目 旋膜式除氧器 传统除氧器
1 除氧型式 喷雾型 喷雾淋水盘式或其他型式
2 结构 单容器结构,除氧喷嘴内置于水箱内。 双容器结构,除氧头+水箱
3 材料 除喷嘴采用不锈钢材料外,壳体及内件均采用碳钢。 除氧头用不锈钢复合钢板;水箱采用碳钢。
4 净重量 空重:约150t;
运行重:约480t。 空重:约300t;运行重:约880吨(水箱+除氧头)
5 喷嘴型式 两个STORK技术的1200t/h喷嘴 弹簧喷嘴;配多个小流量喷嘴,单喷嘴大流量25t/h
6 除氧效果 ≤5μg/L ≤7μg/L
7 负荷变化范围 10%~110% 35%~105%
8 检修维护平台 沿水箱布置一个平台 至少需要两个平台
9 管道系统 简单 需外接平衡管,复杂
10 排气损失 排气损失小,约140kg/h 约700kg/h~800kg/h
11 设备尺寸 结构紧凑,总高度降低约3-5m 有头式除氧器,高度大
12 抗震性能 单容器结构,具有极佳的抗震能力 除氧头和水箱之间存在焊接应力,抗震效果相对较差
13 运行压力范围 0.02~2MPa,适合与真空、大气、过压运行;定--滑压运行 0.049~0.83MPa或0.147~1.202MPa,定--滑压运行
14 运行噪音 小于65dB(A) 噪音高于旋膜式除氧器
表3投资及运行成本比较
序号 项目 
旋膜式除氧器 传统除氧器
1 整机价格 整机价格低于传统除氧器5%~8%。
2 土建投资 除氧间高度降低了4~5m,土建费用可相应节省几十万至上百万元。 由于除氧头的存在,除氧层高度较高。
3 运行费用(排汽损失) 140kg/h。(假定蒸汽费用:0.2元/kg,15.4万元/年) 约800kg/h(88万元/年)
4 其他节省 检修平台 只需一个平台 至少需要两个平台
 保温材料 由于单容器结构,所需保温材料较少 需用较多保温材料
 管路 管路简单 管路相对较长较复杂
 再循环泵 不需要 需要
旋膜式除氧器作为火力发电厂中的重要辅机设备之一,选型合理是机组安全、稳定、经济运行的必要前提。通过不同型式除氧器结构特点、性能及投资运行成本比较,为大型火力发电厂除氧器选型提供了一定依据。

 

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