1、无头除氧器的工作原理一、火电厂除氧器应用现状除氧器是火力发电厂中的重要热力设备。目前热力发电厂中普遍采用的是热力除氧，它费用低，而且同时可以除去水中的氧气和其他气体，并无任何残留物质。目前国内火力发电厂中普遍采用的是带有除氧头的常规除氧器(以下简称有头除氧器) ，它的类型有喷雾填料式、淋水盘式及喷雾淋水盘式。除氧过程是在除氧头中完成的，包括在喷雾层的初步除氧，可除去水中的大部分气体，在下面的淋水盘层或填料层进行深度除氧，除去水中的残余气体。随着对外技术交流的不断深入，国外先进的除氧技术和设备在国内也有落户。荷兰 StorkThermeqB.V.（以下简称 Stork）公司有几十年生产和设计除氧
2、器的经验，其设计制造的内置式无头除氧器(以下简称无头除氧器)，以其独特的优点占据着强大的市场份额。目前有些国内电力设备制造公司与荷兰 Stork 公司已经开始合作，从事无头除氧器在国内的生产和销售。国内拟建及在建的300MW及以上机组大多采用无头除氧器。二、无头除氧器的工作原理： 凝结水从盘式恒速喷嘴喷入除氧器汽空间，进行初步除氧，进入水空间后流向出水口；加热蒸汽排管沿除氧器筒体轴向均布，加热蒸汽通过排管从水下送入除氧器，加热蒸汽与水混合加热，同时对水流进行扰动，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。
3、未凝结的加热蒸汽（此时为饱和蒸汽）携带不凝结气体逸出水面流向喷嘴的排汽区域（喷嘴周围排汽区域为未饱和水喷雾区） ，在此区域未凝结的加热蒸汽凝结为水、不凝结气体则从排气口排出。不凝结气体在流向排气口的流程中，除氧器筒体直径越大在水容积一定的情况下， 则汽空间不凝结气体分压力越小，这样就能有效控制不凝结气体在液面的扩散，避免二次溶氧的发生， 因此，除氧器筒体采用大直径为佳。三、无头除氧器与常规有头式除氧器比较报告1、基本结构和基本数据的比较1.1除氧形式：A、无头除氧器 ，喷雾型在水箱中完成两步除氧： B、常规有头式除氧器 ，喷雾淋水盘或其他型式在除氧头中完成两步除氧： 1.2除氧原理A、无头除氧
4、器（ 1 ）初级除氧阶段：凝结水通过喷嘴进行充分雾化，进行初步除氧； （ 2 ）深度除氧阶段：蒸汽从液面下的蒸汽分配管喷出，完成最终除氧。B、常规有头式除氧器（ 1 ）初级除氧阶段：通过喷嘴雾化，去除大部分氧气。 （ 2 ）深度除氧阶段：凝结水一层层交错向下流动，蒸汽从下部进入淋水箱。1.3结构A、无头除氧器：单容器结构，除氧喷嘴内置于水箱内B、常规有头式除氧器：双容器机构，除氧头 + 水箱 1.4材料A、无头除氧器：喷嘴及鼓泡管采用不锈钢材料，壳体采用碳钢 B、常规有头式除氧器：除氧头采用不锈钢复合板，水箱采用碳钢 1.5净重量假定 (300MW 为 150m 3 ；600MW 为 235
5、m3)A、无头除氧器：300MW 机组单台约 80 吨；600MW 机组单台约 120 吨。 B、常规有头式除氧器：300MW 机组单台约 90 吨； 600MW 机组单台约 140 吨。1.6喷嘴型式及容量A、无头除氧器：（ 1 ）盘式恒速喷雾喷嘴； （ 2 ） 300MW 机组配一个 1200t/h 喷嘴； 600MW 机组配两个 1200t/h 喷嘴 B、常规有头式除氧器：（ 1 ）弹簧喷嘴； （ 2 ）配多个小流量喷嘴，单喷嘴最大流量 25 吨 / 小时。1.7最大容量A、无头除氧器：可高达 6000 吨 / 小时（ 1300MW 机组）B、常规有头式除氧器：2400 吨 / 小时 （
6、 600MW 机组）1.8寿命比较A、无头除氧器：由于没有了除氧头，从而避免了水箱上部大的集中载荷，筒体应力大大减小，降低了产生应力裂纹的可能性。B、常规有头式除氧器：由于有除氧头，水箱上部有比较大的集中载荷，筒体应力大大增加，在运行中将大量产生应力裂纹，从而降低除氧器设备使用寿命。2、机组安装布置的比较2.1检修维护平台A、无头除氧器：只需沿水箱布置一个平台B、常规有头式除氧器：至少需要两个平台2.2管路系统A、无头除氧器：最少的管路系统B、常规有头式除氧器：除氧头和水箱之间，需要接平衡管，管路较长。2.3保温材料A、无头除氧器：需用较少B、常规有头式除氧器：相对较多2.4是否需要排汽凝汽器
7、A、无头除氧器：由于除氧时被带走的蒸汽量很小，不需要排汽凝汽器。 B、常规有头式除氧器：由于除氧时被带走的蒸汽量很大，需要安装排汽凝汽器进行再回收利用或防止冬天结冰。2.5总高度A、无头除氧器 300M 机组约 45 米；600MW 机组约 56 米。（总高度降低了34 米） B、常规有头式除氧器 300M 机组约 78 米；600MW 机组约 89 米。2.6抗震性能A、无头除氧器：由于单容器结构，因此显然具有极佳的抗震能力。 B、常规有头式除氧器：由于除氧头焊接在水箱的上部，总体高度较高，并且在除氧头和水箱之间存在应力，因此抗震效果相对较差。2.7基础荷载A、无头除氧器：由于重量较轻，对基
8、础的荷载较小， 300MW 机组两支座，600MW 机组三支座。B、常规有头式除氧器：相对较重，基础荷载较大。2.8 外形尺寸（有效容积假定 300MW 为 150m 3 ； 600MW 为 235 m 3 ）A、无头除氧器： 300MW 机组： 约 3.8/4.0 20/21 米 600 MW 机组： 约 3.8 29 米 或其他直径及对应长度 除氧器直径完全根据用户要求和具体的运输条件灵活设置B、常规有头式除氧器：300MW 机组： 除氧头： 2.5 8.6 米 水箱： 3.5 19.4 米 600MW 机组： 除氧头： 2.5 15 米 水箱： 3.86 26 米2.9 有效容积百分比A
9、、无头除氧器：有效容积占总容积的 70 72% 。 （由于将除氧头和水箱合二为一，因此总体积大于常规形式除氧器的水箱，但远远小于常规形式除氧器的除氧头和水箱的总体积之和） 。 B、常规有头式除氧器：有效容积占总容积的 75 80% 。2.10 系统复杂性A、无头除氧器：系统设计简单，符合最小最优化原则，已成为国内和国际市场受欢迎的主流产品。 B、常规有头式除氧器：系统相对复杂。2.11 安装A、无头除氧器：简单容易 B、常规有头式除氧器：相对较复杂3、机组运行及性能比较3.1运行压力范围A、无头除氧器： （1）0.02 2MPa ； （2 ）适合于真空、大气、过压运行；定滑压运行。B、常规有头
10、式除氧器：0.049 0.83MPa 或 0.147 1.202MPa3.2除氧介质A、无头除氧器：可选择： （ 1 ）过热蒸汽； （ 2 ）饱和蒸汽； （ 3 ）湿蒸汽（ 90% ）； （ 4 ）蒸汽 / 水混合物（ 1% 蒸汽）； （ 5 ）热水。 可使用单一介质，也可混合使用，取决于用户选择。 B、常规有头式除氧器：主要使用汽机低压抽汽。3.3被除氧水种类及除氧器进口温度要求A、无头除氧器： （ 1 ）凝结水 / 给水； （ 2 ）补充水 / 化学除盐水。 能够将较低温度的给水加热到除氧器饱和温度。B、常规有头式除氧器：（ 1 ）凝结水 / 给水； （ 2 ）补充水 / 化学除盐水。 在
11、将低温给水加热到除氧器饱和温度时会遇到一些困难。3.4负荷变化范围A、无头除氧器：在 10%110% 范围内，均保证出口含氧值小于 5ppb。（即最低负荷可达 10% ） B、常规有头式除氧器：在 35% 105% 范围内出水含氧值 7ppb 。3.5排汽损失（即排除氧气时所带走的蒸汽损失）A、无头除氧器：300MW 平均 80 千克 / 小时； 600MW 平均 160 千克 / 小时。B、常规有头式除氧器：300MW 平均 300 400 千克/小时；600MW 平均 600 千克/ 小时。3.6水箱加热A、无头除氧器：水箱加热由标准的蒸汽分配管完成，即在除氧过程中保持水箱加热，不需额外的
12、水箱加热装置。B、常规有头式除氧器：需额外的水箱加热装置。3.7 正常运行时的噪音A、无头除氧器：不超过 63.5dB （ A ） 。 B、常规有头式除氧器：符合国内工业标准 85dB （ A ）。3.8 机组运行时的振动A、无头除氧器：当除氧器入口蒸汽在 15m/s 80m/s 时，除氧器几乎没有振动或振动很小。 （低振动是无头内置式除氧器显著的优点） B、常规有头式除氧器：有些设计，振动较大。3.9出水含氧量A、无头除氧器：性能保证值 5ppb，正常运行时 2ppb 左右。 （国电石嘴山电厂 2 300MW 机组，正常运行时 3ppb ；内蒙准格尔电厂 2 300MW 机组，正常运行时只有
13、 2ppb ） B、常规有头式除氧器：5ppb7ppb3.10压力差A、无头除氧器：在蒸汽区域没有压力差B、常规有头式除氧器：在高负荷情况下，水箱和除氧头存在压力差。3.11 压力升高的影响A、无头除氧器：随着压力升高，水仍能保持饱和状态。B、常规有头式除氧器：随着压力升高，水可能出现过冷状态。3.12 启动再循环A、无头除氧器：不需要启动再循环泵。 B、常规有头式除氧器：需要启动再循环泵。4、机组可靠性比较4.1 关键部件喷嘴的可靠性A、无头除氧器：除氧器喷嘴是专利设计，无转动部件，免维护，并具有自身过滤功能，以防堵塞，高度可靠。 B、常规有头式除氧器：除氧头内部存在转动部件，使机组故障率提
14、高。4.2 应力集中A、无头除氧器：由于单容器结构取消了除氧头，避免了水箱与除氧头处的应力裂纹。 B、常规有头式除氧器：除氧头和水箱之间采用焊接连接，因此不可避免的存在着应力裂纹。4.3 热疲劳寿命A、无头除氧器：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。 B、常规有头式除氧器：加热蒸汽直接与筒体接触，除氧器整体工作温度高，金属热疲劳寿命较短。4.4 低负荷或过负荷运行A、无头除氧器：10% 110% 的运行范围，保证机组在恶劣工况下可靠运行。B、常规有头式除氧器：在低于 30% 负荷的恶劣工况下，难以保证出口含氧量。4.5 使用寿命A、无头除氧器：大于 30
15、年B、常规有头式除氧器：不超过 20 年5、节省投资和运行成本的比较5.1整机价格对 ：300MW 或 600MW 机组，整机价格低于常规有头式除氧器市场平均价格的 5% 10% 。5.2土建投资A、无头除氧器：除氧间土建高度降低了 3 4 米，土建费用可相应节省几十万至上百万元。 B、常规有头式除氧器：由于除氧头的存在，土建高度较高，土建费用较多。5.3运行费用5.3.1 排气损失A、无头除氧器：300MW 平均 80 千克 / 小时； 600MW 平均 160 千克 / 小时。B、常规有头式除氧器：300MW 平均 300400 千克/小时；600MW 平均 600 千克 / 小时。5.3
16、.2每年每台机组蒸汽损失A、无头除氧器：（假设蒸汽费用为：每公斤 0.08 元） 300MW ： 80 千克 / 小时 24 小时 360 天 0.08 元 = RMB55,296 元 600MW ： = RMB110,592 元B、常规有头式除氧器：（假设蒸汽费用为：每公斤 0.08 元） 300MW ： 400 千克 / 小时 24 小时 360 天 0.08 元 = RMB276,480 元 600MW ： = RMB414,720 元5.3.3 每年每台机组节省费用：300MW ： RMB276,480 元 RMB55,296 元 节省运行费用： RMB221,184 元 600MW
17、： RMB414,720 元 RMB110,592 元 节省运行费用： RMB304,128 元3.3.4 30 年节省费用：30 年每台机组可节省接近 700 1000 万元 RMB四、结论从以上的分析和对比看，内置式无头除氧器采用先进的设计方案和制造工艺，同常规除氧器相比具有很多优点。除氧效果好，可靠性高，能保证各工况下除氧水含氧量5g/L，正常运行时通常在 1g/L 左右。适应负荷变化能力强，采用定、滑压运行方式，负荷在额定负荷的10110之间变化时均能保证上述除氧效果。内置式无头除氧器启动时不存在常规除氧器启动时振动现象。加热蒸汽从上面下送入，使除氧器整体工作温度降低，金属热疲劳寿命大
18、大提高。此外其系统设计简单，结构紧凑，检修维护方便。工作过程中，排气损失极少，大大节约了运行费用。目前国内已有数家已建和在建的电厂采用无头除氧器技术。投运的电厂均达到良好的运行效果。无头除氧器总体上包括三个工作过程 一次除氧：软水经软水进水盘管进入汽水混合加热器，在此过程中与罐体内的除氧出水进行热交换，将除氧出水降温，同时对软水盘管内的软水进水预热。此过程有两个好处： a.让软水多吸收热能。 b.对除氧出水降温防止水泵汽蚀。 汽水混合加热器直接联接于软水进口。被加热软水在喷管内高速流动，蒸汽从喷管外侧壁面上的小斜孔高速压入喷管内的被加热液体中，二者在高速流动中瞬时良好混合，从而实现加热水的目的
19、。实现了启动无冲击、运行无震动、噪声极小，在装有温度自动控制系统的情况下，仍能平稳运行。通过一次测温检测调节进水电动调节阀与进蒸汽电动调节阀相互匹配，达到除氧温度，一次除氧完成。 二次除氧：二次除氧的目的是保证罐体内温度始终保持在除氧温度，以保证除氧效果的最大化。过程实现是根据二次测温开启二次加热进蒸汽电动球阀，蒸汽通过二次加热再沸腾管结水罐体内的水进行加温，二次除氧完成。 排汽 ：除氧器在工作过程中，会定时排出罐体内脱出的氧气。除氧器的主要作用是除去锅炉给水中的氧气和其它不凝结气体，以保证给水的品质。若水中溶解氧气，就会使与水接触的金属被腐蚀，同时在热交换器中若有气体聚积，将使传热的热阻增加
20、，降低设备的传热效果。因此水中溶解有任何气体都是不利的，尤其是氧气，它将直接威胁设备的安全运行。在火电厂采用热力除氧，除氧器本身又是给水回热系统中的一个混合式加热器，同时高压加热器的疏水、化学补水及全厂各处水质合格的高压疏水、排汽等均可汇入除氧器加以利用，减少发电厂的汽水损失。 一、无头除氧器工作原理 来自低压加热器的主凝结水（含补充水）经进水调节阀调节后，进入除氧器，与其他各路疏水在除氧器内混合，经喷头或多孔管喷出，形成伞状水膜，与由下而上的加热蒸汽进行混合式传热和传质，给水迅速达到工作压力下的饱和温度。此时，水中的大部份溶氧及其他气体基本上被解析出来，达到除氧的目的。从水中析出的溶氧及其他
21、气体则不断地从除氧器顶部的排汽管随余汽排出器外。进入除氧器的高加疏水也将有一部分水闪蒸汽化作为加热汽源，所有的加热蒸汽在放出热量后被冷凝为凝结水，与除氧水混合后一起向下经出水口流出。为了使除氧器内的水温保持在工作压力下的饱和温度，可通过再沸管引入加热蒸汽至除氧器内。除氧水则由出水管经给水泵升压后进入高压加热器 二、除氧设备技术参数 除氧器的型式为：无头卧式，型号为：YC2010。主要技术参数如下：设计出力2010t/h、最大出力2110t/h，设计压力为1.33MPa 、设计温度为： 376滑压运行范围0.151.012MPa。 三、 除氧设备的结构2 1、除氧器结构 本除氧器为卧式双封头、喷
22、头、再热沸腾管结构。外直径为3850mm，总长约31800mm，总高5660mm。外壳封头壁厚为28mm，筒身壁厚为 25mm，材质均为16MnR。左、右封头上装设有 DN600的人孔，供检修除氧器内件用。筒身顶上设有 DN250的安全阀二只及其它接口。内件主要由混合水室，喷头，再热沸腾管，及下水管等组成。除氧器设三个支座，两端滚动，中间限位。相邻两支座间距为10000mm，筒体下方装设了防涡流装置的出水口三个及放水口等，筒身上还装设有单室平衡容器，就地磁翻板水位计，就地温度计，压力表等配套附件。在除氧系统上还装配有进水调节阀，进汽调节阀，溢流电动调节阀等。除氧器共布置有两只进口喷头（流量为1
23、200t/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。 四、除氧设备的启动 1、启动前的检查 1）确认真空泵启动许可条件均满足，汽轮机轴封汽已投运，轴封压力正常。 （2）从 DCS 画面上启动真空泵运行，检查真空泵进口负压应逐渐增大，入口气动阀自动打开。 （3）检查真空泵电动机启动电流和返回时间正常、轴承振动、气水分离器水位和排气正常 （4）检查板式热交换器工作正常，真空泵入口密封水温度正常
24、。 （5）按同样步骤，依次启动另外两台真空泵。 （6）当机组真空正常后，根据情况停用一台真空泵作备用。 （7 ）启动真空系统可以用真空泵启动功能组投入。 2、除氧器的投入步骤 （1 ）确认除氧器启动排气电动门、连续排气旁路门在开启位置。 （2）当凝结水系统冲洗合格后，开启除氧器冲洗放水门，除氧器上水冲洗. （3）除氧器水质合格后，将水位降至-900mm，关闭除氧器冲洗放水门。 （4）投除氧器辅汽加热，开启辅汽至除氧器调门前后隔离门，缓慢开启辅汽至除氧器压力调节阀，控制除氧器给水温升率不大于4.26/min，加热过程中注意除氧器振动情况，如振动大时，应减缓加热速度 （5）除氧器投加热过程中，继续
25、用凝结水泵将除氧器上水至正常水位。 （6）当除氧器水温达到100以后，关闭启动排气电动门，将辅汽至除氧器压力调节阀投入自动，检查除氧器温升率不大于4.26/min，除氧器压力逐渐上升到0.147MPa。 （7 ）辅汽加热过程中，应控制除氧器水位，如凝汽器未建立真空，禁止开启溢流、放水至凝汽器电动阀 （8）凝结水系统启动后，根据需要，除氧器水位调节投自动。 （9）当四抽压力达到0.147MPa，检查除氧器压力、水位正常，开启四段抽汽至除氧器电动阀，除氧器由辅汽切至四抽供汽，辅汽至除氧器压力调节阀关闭，除氧器由定压运行变为滑压运行。 （10）当四段抽汽电动阀后逆止阀已开后，应检查四段抽汽至除氧器电
26、动阀前气动疏水阀关闭。 （11）根据给水含氧量调节除氧器的连续排气电动门。3、除氧器的停运 （1 ）当负荷小于20额定负荷时，除氧器由四抽切换为辅汽加热，维持0.147MPa 定压运行。 （2）当机组停止运行后，根据具体情况决定是否停止除氧器上水。 （3）除氧器若停运两个月以上，应采用充氮保护，切断一切汽源、水源，放尽水箱余水，关闭放水阀，全面隔离后开启充氮总门和隔离门，对除氧器充氮并维持一定压力。 五、除氧设备的正常运行 (1) 当机组正常运行后，关闭除氧器顶部排汽管路上的二只电动截止阀，排汽经节流孔板排出。 (2) 汽轮机甩负荷时，当机组进入除氧设备的抽汽压力小于0.15MPa 时应自动关
27、闭抽汽门，紧急打开备用汽源并投自动压力调节使除氧设备维持在0.15MPa 压力下定压运行。当给水泵停运时关闭备用汽源，关闭进、出水阀门，除氧设备进入停运状态。 (3) 除氧设备在正常运行情况下如发现出水含氧量不合格时，可适当开大排气阀开度。 (4) 运行中应经常监督水位，使之应保持在正常水位值，当水位过高或过低时自动水位调节器应该动作，如发生故障应及时处理。 .(5) 正常运行时，各种阀门、水位表、压力表、温度计等应该齐全，灵敏和可靠，并应经常检查。(6) 按运行规程要求定时检测并记录除氧设备运行压力、温度、水位、出水含氧量和出力等参数. 六、除氧器联锁保护 (1）当除氧器水位升高到高值时，报
28、警。 （2）当除氧器水位升高到高值时，联锁开启除氧器溢放水至凝汽器电动门。 （3）当除氧器水位升高到高 值时，联开#3高加危急疏水调节门、联关四段抽汽至除氧器电动门和四抽逆止门1、2 及4抽电动总门。 七、加热汽源的调节 当机组采用滑压运行时，作加热汽源的汽机四段抽汽至除氧器管道上不装设调节阀，除氧器内工作压力随四段抽汽压变化而相应变化。此时，调节阀装设在备用汽源至除氧器的管道上。若四段抽汽压力降至0.147MPa 时，除氧器汽源应自动切换至辅助汽源，此时，除氧器作定压运行。压力信号由装在除氧器上信号管发出，再通过电子仪表控制进汽调节阀，当机组负荷上升，四段抽汽压力回升到0.147Mpa 时，
29、辅助汽源亦应自动切换至四段抽汽。当机组作定压运行时，调节阀装设在加热蒸汽汽源前，压力信号由除氧器发出，再通过电子仪表控制进汽调节阀。压力信号亦引至集控室压力表，供运行人员监视用. 八、除氧设备的停运保护 除氧设备若停运在一周以内者，可以稍开备用汽源并关闭其它各种汽、水进出阀，进行热态保护，内部压力可维持在0.02MPa 。当设备较长时间停运（一周以上）时，应放净内部积水进行充氮保护，维护充氮压力0.02MPa ，或采用其它保护措施（如放防防腐剂等） ，以防除氧器内壁受氧气或其它有害气体的侵蚀。 除氧器(作用) 用它来除去锅炉给水中的氧气及其它气体,保证给水的品质,同时除氧器本身又是给水回热系统
30、中的一个混合式加热器,起了加热给水、提高给水温度作用。 2、除氧器工作原理：（膜式除氧器）? 膜式除氧器应用了射流和旋转技术，并采用了比表面积很大的填料 液汽网盒。 除氧器总体设计成两级除氧结构。 第一级：除氧装置由起膜装置和淋水箅子所组成汽轮机的凝结水和化学补充水以及其它低于饱和温度下的各种疏水都进入起膜装置的水室中混合，混合后的水经过固定在上、下管板上的起膜喷管的喷孔以射流方式在起膜喷管的内壁上形成高速向下旋转的水膜。向下流动的水膜与上升的加热蒸汽接触后产生强烈的热交换过程，当旋转的水膜流出起膜管时，水温基本上接近了饱和温度，水中的溶解氧将被除掉90% 95%。 水膜流出起膜管后形成椎形裙
31、体，并在重力和蒸汽流的作用下被冲破而形成水滴，降落在淋水箅子上 淋水箅子由五层3030等边角钢构成，除氧水经过各层箅子同蒸汽进一步的进行热交换，同时也为除氧水进入液体网填料盒进行均匀分配。 液汽网填料盒是除氧器第二级除氧装置。 液汽网填料盒根据实际情况设计成单层或双层。液汽网是一种新型高效填料，它是由不锈钢扁丝（0.10.4）以 形编织成的网套，把液体网按其自然状态盘成圆盘，圆盘直径相当于液汽网盒框体的内径，在圆盘的上下用扁钢和 14钢筋将其固装在液汽网的框体内，除氧水经过液汽网盒使汽水更加充分接触，可将水中溶解最大限度地高析出来，这一除氧过程保证了除氧器在变工况运行时的适应性能和稳定性能。 你的除氧器的型号是？不过工作原理都近乎一样，理解了工作原理就自然明白其作用了。
