王鵬宇

一、研究背景及目的意義

火電廠中鍋爐給水主要由主凝結(jié)水及補充水組成。由于水中經(jīng)常含有大量溶解性氣體，如氧氣、二氧化碳等，它們不僅存在于化學(xué)補充水中，而且也存在于主凝結(jié)水中。因此，主凝結(jié)水在凝汽器中或通過在真空條件下工作的低壓加熱器和管道時，空氣會通過不嚴密處滲入到主凝結(jié)水中，使水中含有可溶解的活性氣體。溶解在水中的氣體溶解度隨溫度升高而下降，溫度越高這些氣體就越容易直接和金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，腐蝕熱力設(shè)備及管道，降低其工作可靠性與使用壽命。同時不凝結(jié)氣體會附著在傳熱面，以及氧化物沉積形成的鹽垢，都會增大傳熱熱阻，使熱力設(shè)備熱經(jīng)濟性下降。而氧化物沉積在汽輪機葉片，會導(dǎo)致汽輪機出力下降和軸向推力增加，使機組安全性下降。其中危害最大的是氧氣，氧對鋼鐵構(gòu)成的熱力設(shè)備及管道會產(chǎn)生較強的氧腐蝕，而二氧化碳將加劇這種腐蝕。隨著鍋爐蒸汽參數(shù)的提高，對給水品質(zhì)的要求也越來越高，尤其是對給水中溶解氧量的限制更嚴格。因此，對給水進行除氧是十分必要。

二、連續(xù)排污擴容器

連續(xù)排污膨脹器是與鍋爐的連續(xù)排污口連接的，是用來將鍋爐的連續(xù)排污減壓擴容，排污水在連續(xù)排污膨脹器內(nèi)絕熱膨脹分離為二次蒸汽和廢熱水，并在膨脹器內(nèi)經(jīng)擴容、降壓、熱量交換，然后排放，二次蒸汽由專門的管道引出，廢熱水通過浮球液位閥或溢流調(diào)節(jié)閥自動排走，熱能可以得到回收再利用。連續(xù)排污量隨鍋爐給水負荷變化自動調(diào)節(jié)，保持相對穩(wěn)定的排污率。

三、定期排污擴容器

定期排污擴容器是將爐水從鍋爐最底部為易積存水渣放出，以排放爐內(nèi)水渣。排污水在擴容器內(nèi)擴容，降溫降壓，產(chǎn)生二次蒸汽，熱量得以回收利用。

定期排污膨脹器的作用就在于將鍋爐排污水擴容蒸發(fā)出蒸汽并將蒸汽與污水分離開來。分離出來的蒸汽可回收到熱力系統(tǒng)中去，如將蒸汽引至除氧器等;未蒸發(fā)的排污水可送入排污冷卻器，以加熱軟化水等。

工作原理

來自鍋爐的定期排污水為鍋爐工作壓力下的飽和水，溫度高、焓值大，若突然降低其壓力，水的汽化點降低，使原來的飽和狀態(tài)被破壞，一部分水放出過熱熱量成為新壓力下的飽和水，一部分水吸收蒸發(fā)潛熱而成為蒸汽。這種蒸發(fā)稱為閃蒸蒸發(fā)。定期排污膨脹器就是利用閃蒸蒸發(fā)的原理來獲得二次蒸汽的，其有一定參數(shù)的鍋爐排污水從管道突然被輸入體積比管道大若干倍的膨脹器后，壓力降低，體積增大，從而閃蒸蒸發(fā)出蒸汽。

四、輔助蒸汽系統(tǒng)？

輔助蒸汽系統(tǒng)主要包括：輔助蒸汽聯(lián)箱、供汽汽源、用汽支管、減溫減壓裝置、疏水裝置及其連接管道和閥門等。輔助蒸汽聯(lián)箱是輔助蒸汽系統(tǒng)的核心部件。單元制機組均設(shè)置輔助蒸汽系統(tǒng)。輔助蒸汽系統(tǒng)的作用是保證機組安全可靠地啟動和停機，及在低負荷和異常工況下提供必要的、參數(shù)和數(shù)量都符合要求的汽源，同時向有關(guān)設(shè)備提供生產(chǎn)加熱用汽。

輔助蒸汽系統(tǒng)一般有三路汽源，分別考慮到機組啟動、低負荷、正常運行及廠區(qū)的用汽情況。這三路汽源是其他機組供汽或啟動鍋爐、再熱蒸汽泠段（即二段抽汽）和四段抽汽。設(shè)置三路啟動汽源的。目的是減少啟動供汽損失，減少啟動工況的經(jīng)濟性。

1.??? 啟動蒸汽

當?shù)谝慌_機組啟動運行時，需要由其他機組供汽或者增設(shè)啟動鍋爐;當?shù)诙_機組投產(chǎn)后，兩臺機組可相互供給啟動用汽。供汽管道沿汽流方向安裝氣動薄膜調(diào)節(jié)閥和逆止閥。為便于檢修調(diào)節(jié)閥，在其前后均安裝一個電動截止閥，在檢修時切斷來汽。第一個電動截止閥前有疏水點，將暖管疏水排至無壓放水母管。

2.??? 再熱蒸汽冷段

在機組低負荷期間，隨著負荷增加，當再熱蒸汽冷段壓力符合要求時，輔助蒸汽由啟動鍋爐切換至再熱冷段供汽。供汽管道沿汽流方向安裝的閥門包括：流量測量裝置、電動截止閥、逆止閥、氣動薄膜調(diào)節(jié)閥和閘閥。逆止閥的作用是防止輔助蒸汽倒流入汽輪機。調(diào)節(jié)閥后設(shè)置兩個疏水點，排水至輔汽疏水擴容器和無壓放水母管。

3.??? 汽輪機四段抽汽

當機組負荷上升到70～85%MCR時，四段抽汽參數(shù)符合要求，可將輔助汽源切換至四段抽汽。機組正常運行時，輔助蒸汽系統(tǒng)也由四段抽汽供汽。采用四段抽汽為輔助蒸汽系統(tǒng)供汽的原因是：在正常運行工說下，其壓力變動范圍與輔助蒸汽聯(lián)箱的壓力變化范圍基本接近。在這段供汽支管上，依次設(shè)置流量測量裝置、電動截止閥和逆止閥，不設(shè)調(diào)節(jié)閥。因此，在一定范圍內(nèi)，輔助蒸汽聯(lián)箱的壓力隨機組負荷和四段抽汽壓力變化而滑動，從而減少了節(jié)流損失，提高機組運行的熱經(jīng)濟性。

五、再循環(huán)系統(tǒng)

再循環(huán)管的主要作用是防止水泵在剛啟動或極低負荷運行時，出現(xiàn)水溫升高而汽化的現(xiàn)象。給水泵的給水量是隨鍋爐負荷而變化的。在啟動時或在負荷很低時，給水泵很可能在給水量很小或給水量為零的情況下運行，水在泵體內(nèi)長期受葉輪的摩擦發(fā)熱，而使水溫升高，水溫升高到一定程度后，會發(fā)生汽化，形成汽蝕。為防止上述現(xiàn)象的發(fā)生，在泵剛啟動時或在給水量小到一定程度時，或打開再循環(huán)管，將一部分水返回除氧器水箱，以保證有一定的水量（一般約為額定流量的30%）通過水泵，而不致使泵內(nèi)水溫升高而汽化，是保證給水泵安全運行的措施之一。

六、除氧器熱力系統(tǒng)運行中要注意的問題

1.??? 低負荷汽源切換及備用汽源的設(shè)置

除氧器在低負荷運行時本級抽汽壓力降低，定壓運行除氧器為維持恒定壓力應(yīng)切換到一級抽汽;滑壓運行除氧器為保證自動向大氣排氣，也需改變運行方式及切換汽源。一般在上一級較高抽汽管至本級抽汽管上裝設(shè)自動切換閥，當除氧器工作壓力降至某一最低值，本級抽汽滿足不了除氧器壓力，自動切換至上一級抽汽而停止本級抽汽。在鍋爐開始啟動而汽輪機未投運前，或鍋爐需要清洗、點火上水時，其用水都必須經(jīng)過除氧，為此應(yīng)該設(shè)置備用汽源以代替汽輪機抽汽向除氧器供汽。對母管制電廠可以利用母管上運行的其他機組抽汽作為備用汽源。而單元制機組，一般設(shè)置輔助蒸汽聯(lián)箱（稱廠用蒸汽聯(lián)箱），用輔助蒸汽聯(lián)箱的蒸汽作備用汽源。向輔助蒸汽聯(lián)箱供汽的汽源，運行機組一般取自高壓缸排汽（即冷再熱蒸汽），新建電廠來自啟動鍋爐，擴建的老廠可用老機組抽汽。

2.??? 除氧器再沸騰管和啟動時的循環(huán)加熱系統(tǒng)

機組啟動前和機組負荷小于15%時，除氧器工作壓力僅有0.12mpa，給水溫度偏低，難免加熱不足，為了縮短機組冷態(tài)啟動時間，力求充分加熱給水使其盡快加熱到相應(yīng)壓力下的飽和水溫度，采取的措施是在除氧器給水箱內(nèi)加裝再沸騰管和設(shè)置啟動循環(huán)加熱系統(tǒng)?，F(xiàn)代所有型式除氧器均在給水箱內(nèi)設(shè)置再沸騰管，再沸騰管有如下作用：鍋爐啟動上水時，利用再沸騰管將給水加熱至鍋爐所需水溫;其次是滑壓運行除氧器負荷驟升時，由于壓力升高快，給水溫度的升高滯后于壓力升高，此時投入再沸騰管在給水箱內(nèi)對給水再次加熱以改善除氧效果，同時完成給水的深度除氧。再沸騰管的汽源一般為除氧器加熱蒸汽。

參考文獻：

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