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案例名稱 凌源鋼鐵集團(tuán)公司熱電廠鍋爐改造 Boiler Renovation at Thermal Power Plant of Lingyuan Iron and Steel Group Company 案例摘要 本案例是將1臺(tái)老舊的75噸/時(shí)循環(huán)流化床鍋爐，采用新型循環(huán)流化床技術(shù)進(jìn)行改造。項(xiàng)目投資396萬(wàn)元，建成年節(jié)能4110噸標(biāo)準(zhǔn)煤，年減排二氧化碳2921噸碳，二氧化硫、總懸浮顆粒物減排能力74噸/年、58噸/年。年節(jié)能效益239.61萬(wàn)元，年綜合經(jīng)濟(jì)效益441.69萬(wàn)元，項(xiàng)目簡(jiǎn)單投資回收期0.9年。 This case is to renovate an old 75t/h circulating fluidized bed boiler with new technology. The investment of the project is RMB3.96 million. After renovation, it obtains 4110 tce of energy saving capacity in a year. The capacity to mitigate CO2, SO2 and TSP emission is 2921 tc, 74 tons and 58 tons respectively per year. Annual energy saving benefit of the project is RMB 2.3961 million, and annual economic benefit is RMB 4.4169 million, with simple investment return period of 0.9 year. 案例業(yè)主 遼寧凌源鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司是一家中型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，廠區(qū)占地482萬(wàn)平方米，下屬22個(gè)分廠。經(jīng)營(yíng)范圍：燒結(jié)、煉鐵、煉鋼，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)良好，信譽(yù)度高。 案例實(shí)施者 遼寧省節(jié)能技術(shù)發(fā)展有限責(zé)任公司，詳見(jiàn)附錄2。 原系統(tǒng)及耗能情況 該企業(yè)1臺(tái)老舊75噸/時(shí)循環(huán)流化床鍋爐，由于設(shè)計(jì)不合理，制造不良，導(dǎo)致鍋爐出力不足，熱效率低，能耗較高，原系統(tǒng)耗能情況如表1所示。 表1 原系統(tǒng)年耗能情況 年產(chǎn)汽量 （t/a） 年耗原煤量 （t/a） 年耗能量 （tce/a） 97612.5 32056 15588 注：煤的熱值為14251千焦/千克。 案例內(nèi)容 本案例于2003年12月開(kāi)始實(shí)施，2004年8月調(diào)試竣工驗(yàn)收。工程內(nèi)容如下： （1） 爐膛結(jié)構(gòu)改造，增大受熱面； （2） 分離器改造，提高分離效率； （3） 過(guò)熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器改造； （4） 燃燒系統(tǒng)改造； （5） 重做防磨層； （6） 配套輔機(jī)改造； （7） 系統(tǒng)調(diào)試及試運(yùn)行。 新系統(tǒng)及耗能情況 案例實(shí)施后，改善鍋爐的燃燒狀況，提高了鍋爐的熱效率，節(jié)約能源。新系統(tǒng)耗能情況如表2所示。 表2 新系統(tǒng)年耗能情況 年產(chǎn)汽量 （t/a） 年耗原煤量 （t/a） 年耗能量 （tce/a） 97613 23642 11508 節(jié)能效果及其確認(rèn) （1）年節(jié)能量及節(jié)能效益 案例實(shí)施后，年節(jié)能量及年節(jié)能效益如表3表所示。 表3 年節(jié)能量及年節(jié)能效益 原系統(tǒng)年耗能量 （tce/a） 新系統(tǒng)年耗能量 （tce/a） 年節(jié)能量 （tce/a） 年節(jié)能效益 （104yuan/a） 15588 11508 4110 239.61 注：原煤折標(biāo)準(zhǔn)煤價(jià)格583元/噸。 此外，案例實(shí)施后，提高了鍋爐的工作質(zhì)量，減少了維修費(fèi)用202.08萬(wàn)元，案例的年綜合經(jīng)濟(jì)效益為441.69元。 （2）節(jié)能量的確認(rèn) ①案例實(shí)施者與業(yè)主共同確認(rèn)，以案例實(shí)施前1年的鍋爐產(chǎn)汽量、耗煤量、運(yùn)行情況、運(yùn)行時(shí)間作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)； ②案例實(shí)施后，選擇1個(gè)正常供汽時(shí)段，雙方共同測(cè)定鍋爐的蒸汽產(chǎn)量和耗煤量，計(jì)算出噸蒸汽耗煤量； ③依據(jù)基準(zhǔn)年的蒸汽產(chǎn)量，計(jì)算出新系統(tǒng)的年耗煤量，實(shí)測(cè)年節(jié)標(biāo)準(zhǔn)煤4110噸，滿足合同要求。 （3）壽命期節(jié)能量 本案例所使用的設(shè)備壽命期按10年計(jì)，在壽命期內(nèi)可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤4.11萬(wàn)噸。 環(huán)境效果 案例實(shí)施后，主要大氣污染物的減排效果如表4所示。 表4 主要大氣污染物的減排效果 年減排量 壽命期減排量 CO2 （tc/a） SO2 （t/a） TSP （t/a） CO2 （tc） SO2 （t） TSP （t） 2921 74 58 29210 740 580 投資情況 （1）合同額：396萬(wàn)元； （2）資金來(lái)源：案例實(shí)施者出資； （3）合同類型：節(jié)能量保證型合同，新型循環(huán)流化床鍋爐調(diào)試交工驗(yàn)收后，正常運(yùn)行滿1年之后1個(gè)月內(nèi)，業(yè)主從節(jié)能效益中向?qū)嵤┱咧Ц逗贤~的100%； （4）項(xiàng)目簡(jiǎn)單投資回收期：0.9年。 壽命期業(yè)主的收益 案例壽命期業(yè)主的收益如表5所示。 表5 現(xiàn)金流量表 單位：萬(wàn)元 年度 0 1 2 3 4 …… 9 10 項(xiàng)目現(xiàn)金流 -396 441.69 441.69 441.69 441.69 …… 441.69 441.69 業(yè)主現(xiàn)金流 0 441.69 45.69 441.69 441.69 …… 441.69 441.69 節(jié)能設(shè)備 案例所用設(shè)備為定型產(chǎn)品，技術(shù)成熟，質(zhì)量可靠，貨源充足。 參考網(wǎng)站：http://www.esca.org.cn/a_info.php?id=552 鍋爐結(jié)構(gòu)及工作原理鍋：是指鍋爐的水汽系統(tǒng)，由汽包、下降管、聯(lián)箱、水冷壁、過(guò)熱器和省煤器等設(shè)備組成。（1）鍋的任務(wù)是使水吸熱，最后變化成一定參數(shù)的過(guò)熱蒸汽。其過(guò)程是：給水由給水泵打入省煤器以后逐漸吸熱，溫度升高到汽包工作壓力的沸點(diǎn)，成為飽和水；飽和水在蒸發(fā)設(shè)備（爐）中繼續(xù)吸熱，在溫度不變的情況下蒸發(fā)成飽和蒸汽；飽和蒸汽從汽包引入過(guò)熱器以后逐漸過(guò)熱到規(guī)定溫度，成為合格的過(guò)熱蒸汽，然后到汽輪機(jī)做功。 汽包：汽包俗稱鍋筒。蒸汽鍋爐的汽包內(nèi)裝的是熱水和蒸汽。汽包具有一定的水容積，與下降管 ，水冷壁相連接，組成自然水循環(huán)系統(tǒng)，同時(shí)，汽包又接受省煤器的給水，向過(guò)熱器輸送飽和蒸汽；汽包是加熱，蒸發(fā)、過(guò)熱三個(gè)過(guò)程的分解點(diǎn)。 下降管：作用是把汽包中的水連續(xù)不斷地送入下聯(lián)箱，供給水冷壁，使受熱面有足夠的循環(huán)水量，以保證可靠的運(yùn)行。為了保證水循環(huán)的可靠性，下降管自汽包引出后都布置在爐外。 聯(lián)箱：又稱集箱。一般是直徑較大，兩端封閉的圓管，用來(lái)連接管子。起匯集、混合和分配汽水保證各受熱面可靠地供水或匯集各受熱面的水或汽水混合物的作用。（位于爐排兩側(cè)的下聯(lián)箱，又稱防焦聯(lián)箱）水冷壁下聯(lián)箱通常都裝有定期排污裝置。 水冷壁：水冷壁布置在燃燒室內(nèi)四周或部分布置在燃燒室中間。它由許多上升管組成，以接受輻射傳熱為主受熱面。作用：依靠爐膛的高溫火焰和煙氣對(duì)水冷壁的輻射傳熱，使水（未飽和水或飽和水）加熱蒸發(fā)成飽和蒸汽，由于爐墻內(nèi)表面被水冷壁管遮蓋，所以爐墻溫度大為降低，使?fàn)t墻不致被燒壞。而且又能防止結(jié)渣和熔渣對(duì)爐墻的侵蝕；筒化了爐墻的結(jié)構(gòu)，減輕爐墻重量。水冷壁的形式：1.光管式2.膜式 過(guò)熱器：是蒸汽鍋爐的輔助受熱面，它的作用是在壓力不變的情況下，從汽包中引出飽和蒸汽，再經(jīng)過(guò)加熱，使飽和蒸汽成為一定溫度的過(guò)熱蒸汽。 省煤器：布置在鍋爐尾部煙道內(nèi)，利用煙氣的余熱加熱鍋爐給水的設(shè)備，其作用就是提高給水溫度，降低排煙溫度，減少排煙熱損失，提高鍋爐的熱效率。 減溫裝置：保證汽溫在規(guī)定的范圍內(nèi)。汽溫調(diào)節(jié)：1、蒸汽側(cè)調(diào)節(jié)（采用減溫器） 2、煙氣側(cè)調(diào)節(jié)（采用擺動(dòng)式噴燃器）爐爐就是鍋爐的燃燒系統(tǒng)，由爐膛、煙道、噴燃器及空氣預(yù)熱器等組成。工作原理：送風(fēng)機(jī)將空氣送入空氣預(yù)熱器中吸收煙氣的熱量并送進(jìn)熱風(fēng)道，然后分成兩股：一股送給制粉系統(tǒng)作為一次風(fēng)攜帶煤粉送入噴煤器，另一股作為二次風(fēng)直接送往噴煤器。煤粉與一、二次風(fēng)經(jīng)噴燃器噴入爐膛集箱燃燒放熱，并將熱量以輻射方式傳給爐膛四周的水冷壁等輻射受熱面，燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔鈩t沿?zé)煹懒鹘?jīng)過(guò)熱器，省煤器和空氣預(yù)熱器等設(shè)備，將熱量主要以對(duì)流方式傳給它們，在傳熱過(guò)程中，煙氣溫度不斷降低，最后由吸風(fēng)機(jī)送入煙囪排入大氣。 爐膛：爐膛是由一個(gè)爐墻包圍起來(lái)的，供燃料燃燒好傳熱的主體空間，其四周布滿水冷壁。爐膛底部是排灰渣口，固態(tài)排渣爐的爐底是由前后水冷壁管彎曲而形成的傾斜的冷灰斗，液態(tài)排渣爐的爐底是水平的熔渣池。爐膛上部是懸掛有屏式過(guò)熱器，爐膛后上方煙氣流出爐膛的通道叫爐膛出口。 空氣預(yù)熱器：是利用鍋爐排煙的熱量來(lái)加熱空氣的熱交換設(shè)備。它是裝在鍋爐尾部的垂直煙道中。 煤粉在爐膛燃燒產(chǎn)生的熱量，先通過(guò)輻射傳熱被水冷壁吸收，水冷壁的水沸騰汽化，產(chǎn)生大量蒸汽進(jìn)入汽包進(jìn)行汽水分離（直流爐除外），分離出的飽和蒸汽進(jìn)入過(guò)熱器，通過(guò)輻射、對(duì)流方式繼續(xù)吸收爐膛頂部和水平煙道、尾部煙道的煙氣熱量，并使過(guò)熱蒸汽達(dá)到所要求的工作溫度。發(fā)電用鍋爐通常還設(shè)置有再熱器，是用來(lái)加熱經(jīng)過(guò)高壓缸做功后的蒸汽的，再熱器出來(lái)的再熱蒸汽再去中、低壓缸繼續(xù)做功發(fā)電。 鍋爐的工作原理基本相同。 鍋爐的作用是將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽⒗脽崮芗訜徨亙?nèi)的水使之成為具有足夠數(shù)量和一定質(zhì)量（汽溫、汽壓）的過(guò)熱蒸汽，供汽輪機(jī)使用?，F(xiàn)在火力發(fā)電廠的鍋爐容量大、參數(shù)高、技術(shù)復(fù)雜、機(jī)械化和自動(dòng)化水平高，所以燃料主要是煤，并且煤在燃燒之前先制成煤粉，然后送入鍋爐在爐膛中燃燒放熱。 概括地說(shuō)，鍋爐是主要工作過(guò)程就燃料的燃燒、熱量的傳遞、水的加熱與汽化和蒸汽的過(guò)熱等。整個(gè)鍋爐由鍋爐本體和輔助設(shè)備兩部分組成。鍋爐本體：鍋爐本體是鍋爐設(shè)備的主要部分，是由“鍋”和“爐”兩部分組成的?！板仭笔瞧到y(tǒng)，它主要任務(wù)是吸引收燃料放出的熱量，使水加熱、蒸發(fā)并最后變成具有一定參數(shù)的過(guò)熱蒸汽。它由省煤器、汽包、下降管、聯(lián)箱、水冷壁、過(guò)熱器和再熱器等設(shè)備及其連接管道和閥門組成。(1) 省煤器。位于鍋爐尾部垂直煙道，利用煙氣余熱加熱鍋爐給水，降低排煙溫度，提高鍋爐效率，節(jié)約燃料。(2) 汽包。位于鍋爐頂部，是一個(gè)圓筒形的承壓容器，其下是水，上部是汽，它接受省煤器的來(lái)水，同時(shí)又與下降管、聯(lián)箱、水冷壁共同組成水循環(huán)回路。水在水冷壁中吸熱而生成的汽水混合物匯集于汽包，經(jīng)汽水分離后向過(guò)熱器輸送飽和蒸汽。(3) 下降管。是水冷壁的供水管道，其作用是把汽包中的水引入下聯(lián)箱再分配到各個(gè)水冷壁管中。分小直徑分散下降管和大直徑集中下降管兩種。小直徑下降管管徑小，對(duì)水循環(huán)不利。(4) 水冷壁下聯(lián)箱。聯(lián)箱主要作用是將質(zhì)匯集起來(lái)，或?qū)⒐べ|(zhì)通過(guò)聯(lián)箱通過(guò)聯(lián)箱重新分配到其它管道中。水冷壁下聯(lián)箱是一根較粗兩端封閉的管子，其作用是把下降管與水冷壁連接在一起，以便起到匯集、混合、再分配工質(zhì)的作用。(5) 水冷壁。位于爐膛四周，其主要任務(wù)是吸收爐內(nèi)的輻射熱，使水蒸發(fā)，它是現(xiàn)代鍋爐的主要受熱面，同時(shí)還可以保護(hù)爐墻。(6) 過(guò)熱器。其作用是將汽包來(lái)的飽和蒸汽加熱上成具有一定溫度的過(guò)熱蒸汽。(7) 再熱器。其作用是將汽輪機(jī)中做過(guò)部分功的蒸汽再次進(jìn)行加熱升溫，然后再送到汽輪機(jī)中繼續(xù)做功。“爐”是燃燒系統(tǒng)，它的任務(wù)是使燃料在爐內(nèi)良好的燃燒，放出熱量。它由爐膛、燃燒器、點(diǎn)火裝置、空氣預(yù)熱器、煙風(fēng)道及爐墻、構(gòu)架等組成。（1） 爐膛。是由爐墻和水冷壁轉(zhuǎn)成的供燃料燃燒的，燃料在該空間內(nèi)呈懸浮狀燃燒，釋放出大量的熱量。（2）燃燒器。位于爐膛四角或墻壁上，其作用是把燃料和空氣以一定速度噴入爐內(nèi)，使其在爐內(nèi)能進(jìn)行良好的混合以保證燃料及時(shí)著火和迅速完全地燃燒。分直流燃燒器和旋流燃燒器兩種基本類型。（3）空氣預(yù)熱器。位于鍋爐尾部煙道，其作用是利用煙氣余熱加熱燃料燃燒所需要的空氣，不僅可以進(jìn)一步降低排煙溫度，而且對(duì)于強(qiáng)化爐內(nèi)燃燒、提高燃燒的經(jīng)濟(jì)性、干燥和輸送煤粉都是有利的。鍋爐效率可提高2%左右。分管式和回轉(zhuǎn)式兩種。（4）煙風(fēng)道。是由爐墻、部分受熱面管道及包墻管等組成的管道，用以引導(dǎo)煙氣的流動(dòng)，并經(jīng)各個(gè)受熱面進(jìn)行熱量交換，分為水平煙道和尾部煙道。輔助設(shè)備輔助設(shè)備包括通風(fēng)設(shè)備（送、引風(fēng)機(jī)）、燃料運(yùn)輸設(shè)備、制粉系統(tǒng)、除灰渣及除塵設(shè)備、脫硫設(shè)備等。三、燃煤鍋爐的工作過(guò)程由原煤倉(cāng)落下的原煤經(jīng)給煤機(jī)送入磨煤機(jī)磨制成煤粉。在原煤磨制過(guò)程中，需要熱空氣對(duì)煤進(jìn)行加熱和干燥，因此外界冷空氣通過(guò)送風(fēng)機(jī)送入鍋爐尾部煙道的空氣預(yù)熱器中，被煙氣加熱成為熱空氣進(jìn)入熱風(fēng)管道。其中一部分熱空氣經(jīng)排粉機(jī)送入磨煤機(jī)中，對(duì)煤進(jìn)行加熱和干燥，同時(shí)這部分空氣也是輸送煤粉的介質(zhì)；另一部分熱空氣直接經(jīng)燃燒器進(jìn)入爐膛參與煤粉的燃燒。從磨煤機(jī)排出的煤粉和空氣的混合物經(jīng)燃燒器進(jìn)入爐膛內(nèi)燃燒。煤粉在爐膛內(nèi)迅速燃燒后放出大量的熱量，使?fàn)t膛火焰中心的溫度具有1500度或更高的溫度。爐膛四周內(nèi)壁布置有許多的水冷壁管，爐膛頂部布置著頂棚過(guò)熱器及爐膛上方布置著屏式過(guò)熱器等受熱面。水冷壁和頂棚過(guò)熱器等是爐膛的輻射受熱面，其內(nèi)部的工質(zhì)在吸引爐膛的輻射熱的同時(shí)，使火焰溫度降低，保護(hù)爐墻不致被燒壞。為了防止熔化的灰渣黏結(jié)在煙道內(nèi)的受熱面上，煙氣向上流動(dòng)到達(dá)爐膛上部出口處時(shí)，其溫度要低于煤灰的熔點(diǎn)。高溫?zé)煔饨?jīng)爐膛上部出口離開(kāi)爐膛進(jìn)入水平煙道，與布置在水平煙道的過(guò)熱器進(jìn)行熱量交換，然后進(jìn)入尾部煙道，并與再熱器、省煤器、和空氣預(yù)熱器等受熱面進(jìn)行熱量交換，使煙氣不斷放出熱量而逐漸冷卻下來(lái)，使得離開(kāi)空氣預(yù)熱器的煙氣溫度通常在110-160度之間。低溫?zé)煔庠俳?jīng)過(guò)除塵器除去大量的飛灰，最后只有少量的細(xì)微灰粒隨煙氣由引風(fēng)機(jī)送入煙囪排入大氣。煤粉在爐膛中燃燒后所生成的較大灰粒沉降到爐膛底部的冷灰斗中，被冷卻凝固落入排渣裝置中，形成固定排渣。由給水泵送向鍋爐的給水，經(jīng)過(guò)高壓加熱器加熱后進(jìn)入省煤器，吸收鍋爐尾部煙氣的熱量后進(jìn)入汽包，并通過(guò)下降管引入水冷壁下聯(lián)箱再分配給各個(gè)水冷壁管。水在水冷壁中吸收爐膛高溫火焰和煙氣的輻射熱，使部分水蒸發(fā)變成飽和蒸汽，從而在水冷壁內(nèi)形成了汽水混合物。汽水混合物向上流動(dòng)并進(jìn)入汽包，通過(guò)汽包中的汽水分離裝置進(jìn)行汽水分離，分離出來(lái)的水繼續(xù)循環(huán)。 旋風(fēng)分離器由簡(jiǎn)體、引入管、項(xiàng)帽、溢流環(huán)、簡(jiǎn)底導(dǎo)葉和底板等部件組成。 旋風(fēng)分離器是一種分離效果很好的汽水分離設(shè)備。其工作原理及工作過(guò)程是：較高流速的汽水混合物，經(jīng)引入管切向進(jìn)入簡(jiǎn)體而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在離心力的作用下，將水滴拋向筒壁，使汽水初步分離。分離出來(lái)的水通過(guò)筒底四周導(dǎo)葉，流人汽包水容積中。飽和蒸汽在筒體內(nèi)向上流動(dòng)，進(jìn)入頂帽的波形板間隙中曲折流動(dòng)，在離心力和慣性力的作用下，小水滴被拋到波形板上，在附著力作用下形成水膜下流，經(jīng)簡(jiǎn)壁流入汽包水容積，使汽水進(jìn)—步分離，而飽和蒸汽從頂帽上方或四周引入汽包蒸汽空間。 電站鍋爐隨參數(shù)容量的不同，其汽包內(nèi)部裝置也不完全—樣，現(xiàn)以高壓和超高壓鍋爐的汽包為例，介紹其內(nèi)部裝置、它們的布置及主要作用。 沿汽包長(zhǎng)度在兩側(cè)裝設(shè)若干旋風(fēng)分離器，每個(gè)旋風(fēng)分離器筒體頂部配置有百頁(yè)窗(波形板)分離器，它們的主要作用是將由上升管引入的汽水混合物進(jìn)行汽和水的初步分離。在汽包內(nèi)的中上部，水平裝沒(méi)蒸汽清洗孔板，其上有清潔給水層，當(dāng)蒸汽穿過(guò)水層時(shí)，便將溶于蒸汽或攜帶的部分鹽分轉(zhuǎn)溶于水中，以降低蒸汽的含鹽?？拷捻敳吭O(shè)有多孔板，均勻汽包內(nèi)上升蒸汽流，并將蒸汽中的水分進(jìn)一步分離出來(lái)。汽包中心線以下150mm左右設(shè)有事故放水管口；正常水位線下約200mm處設(shè)有連續(xù)排污管口，再下面布置加藥管。下降管入口處還裝設(shè)了十字擋板．以防止下降管口產(chǎn)生漩渦斗造成下降管帶汽。 汽包內(nèi)有哪些汽水分離裝置？其工作原理如何？ 答：汽包內(nèi)比較常用的汽水分離裝置是旋風(fēng)分離器、波形板分離器（百葉窗）和多孔板。 從水冷壁、對(duì)流管束或沸騰式省煤器來(lái)的汽水混合物進(jìn)入汽包內(nèi)的匯流箱，然后從切向進(jìn)入旋風(fēng)分離器。高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力，使汽水混合物中的水滴甩至筒壁，形成水膜，在重力作用下流入汽包水容積。從旋風(fēng)分離器頂部波形板分離器出來(lái)的蒸汽經(jīng)汽包蒸汽空間的重力分離后，再次經(jīng)汽包頂部的波形板分離器分離。 為了防止蒸汽局部流速過(guò)高，將波形板分離器的水膜撕破而帶水，影響汽水分離效果，在波形板分離器的上部裝有多孔板。利用多孔板產(chǎn)生的阻力，使蒸汽沿汽包長(zhǎng)度均勻的進(jìn)入過(guò)熱器。多孔板上的孔徑約為10mm，蒸汽流經(jīng)多孔板的速度，中壓鍋爐未8～10m/s，高壓爐為6～8m/s，超高壓爐為4～6m/s。 除氧器的工作原理： 除氧器是作為驅(qū)除鍋爐給水中所含的溶解氧的設(shè)備，以保護(hù)鍋爐避免氧腐蝕。工作原理給水的除氧是電站鍋爐或工業(yè)鍋爐防止腐蝕的主要方法。在容器中，溶解于水中的氣體量是與水面上氣體的分壓成正比。采用熱力除氧的主法，即用蒸汽來(lái)加熱給水，提高水的溫度，使水面上蒸汽的分壓力逐步增加，而溶解氣體的分壓力則漸漸降低，溶解于水中的氣體就不斷逸出，當(dāng)水被加熱至相應(yīng)壓力下的沸騰溫度時(shí)，水面上全都是水蒸汽，溶解氣體的分壓力為零，水不再具有溶解氣體的能力，亦即溶解于水中的氣體，包括氧氣均可被除去。除氧的效果一方面決定于是否把給水加至相應(yīng)壓力下的沸騰溫度，另一方面決定于溶解氣體的排除速度，這個(gè)速度與水和蒸汽的接觸表面積的大小有很大的關(guān)系。 除氧器的主要作用是除去鍋爐給水中的氧氣和其它不凝結(jié)氣體，以保證給水的品質(zhì)。若水中溶解氧氣，就會(huì)使與水接觸的金屬被腐蝕，同時(shí)在熱交換器中若有氣體聚積，將使傳熱的熱阻增加，降低設(shè)備的傳熱效果。因此水中溶解有任何氣體都是不利的，尤其是氧氣，它將直接威脅設(shè)備的安全運(yùn)行。在火電廠采用熱力除氧，除氧器本身又是給水回?zé)嵯到y(tǒng)中的一個(gè)混合式加熱器，同時(shí)高壓加熱器的疏水、化學(xué)補(bǔ)水及全廠各處水質(zhì)合格的高壓疏水、排汽等均可匯入除氧器加以利用，減少發(fā)電廠的汽水損失。 一、無(wú)頭除氧器工作原理 來(lái)自低壓加熱器的主凝結(jié)水（含補(bǔ)充水）經(jīng)進(jìn)水調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)后，進(jìn)入除氧器，與其他各路疏水在除氧器內(nèi)混合，經(jīng)噴頭或多孔管噴出，形成傘狀水膜，與由下而上的加熱蒸汽進(jìn)行混合式傳熱和傳質(zhì)，給水迅速達(dá)到工作壓力下的飽和溫度。此時(shí)，水中的大部份溶氧及其他氣體基本上被解析出來(lái)，達(dá)到除氧的目的。從水中析出的溶氧及其他氣體則不斷地從除氧器頂部的排汽管隨余汽排出器外。進(jìn)入除氧器的高加疏水也將有一部分水閃蒸汽化作為加熱汽源，所有的加熱蒸汽在放出熱量后被冷凝為凝結(jié)水，與除氧水混合后一起向下經(jīng)出水口流出。為了使除氧器內(nèi)的水溫保持在工作壓力下的飽和溫度，可通過(guò)再沸管引入加熱蒸汽至除氧器內(nèi)。除氧水則由出水管經(jīng)給水泵升壓后進(jìn)入高壓加熱器。 二、除氧設(shè)備技術(shù)參數(shù) 本公司除氧器設(shè)備為東方鍋爐廠有限責(zé)任公司制造，除氧器的型式為：無(wú)頭臥式，型號(hào)為：YC2010。主要技術(shù)參數(shù)如下：設(shè)計(jì)出力2010t/h、最大出力2110t/h，設(shè)計(jì)壓力為1.33MPa 、設(shè)計(jì)溫度為：376℃滑壓運(yùn)行范圍0.15～1.012MPa。 三、 除氧設(shè)備的結(jié)構(gòu) 1、除氧器結(jié)構(gòu) 本除氧器為臥式雙封頭、噴頭、再熱沸騰管結(jié)構(gòu)。外直徑為3850mm，總長(zhǎng)約31800mm，總高5660mm。外殼封頭壁厚為28mm，筒身壁厚為25mm，材質(zhì)均為16MnR。左、右封頭上裝設(shè)有DN600的人孔，供檢修除氧器內(nèi)件用。筒身頂上設(shè)有DN250的安全閥二只及其它接口。內(nèi)件主要由混合水室，噴頭，再熱沸騰管，及下水管等組成。除氧器設(shè)三個(gè)支座，兩端滾動(dòng)，中間限位。相鄰兩支座間距為10000mm，筒體下方裝設(shè)了防渦流裝置的出水口三個(gè)及放水口等，筒身上還裝設(shè)有單室平衡容器，就地磁翻板水位計(jì)，就地溫度計(jì)，壓力表等配套附件。在除氧系統(tǒng)上還裝配有進(jìn)水調(diào)節(jié)閥，進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥，溢流電動(dòng)調(diào)節(jié)閥等。除氧器共布置有兩只進(jìn)口噴頭（流量為1200t/h，由荷蘭STORK公司進(jìn)口），由于噴頭弧形圓盤的調(diào)節(jié)作用，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷大時(shí)，噴頭內(nèi)外壓差增大，弧形圓盤開(kāi)度亦增大，流量隨之增大。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷小時(shí)，噴頭壓差降低，弧形圓盤開(kāi)度亦減少，流量隨之減少。使噴出的水膜始終保持穩(wěn)定的形態(tài)，以適應(yīng)機(jī)組滑壓運(yùn)行。 四、除氧設(shè)備的啟動(dòng) 1、啟動(dòng)前的檢查 （1）確認(rèn)真空泵啟動(dòng)許可條件均滿足，汽輪機(jī)軸封汽已投運(yùn)，軸封壓力正常。 （2）從DCS畫面上啟動(dòng)真空泵運(yùn)行，檢查真空泵進(jìn)口負(fù)壓應(yīng)逐漸增大，入口氣動(dòng)閥自動(dòng)打開(kāi)。 （3）檢查真空泵電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流和返回時(shí)間正常、軸承振動(dòng)、氣水分離器水位和排氣正常。 （4）檢查板式熱交換器工作正常，真空泵入口密封水溫度正常。 （5）按同樣步驟，依次啟動(dòng)另外兩臺(tái)真空泵。 （6）當(dāng)機(jī)組真空正常后，根據(jù)情況停用一臺(tái)真空泵作備用。 （7）啟動(dòng)真空系統(tǒng)可以用真空泵啟動(dòng)功能組投入。 2、除氧器的投入步驟 （1）確認(rèn)除氧器啟動(dòng)排氣電動(dòng)門、連續(xù)排氣旁路門在開(kāi)啟位置。 （2）當(dāng)凝結(jié)水系統(tǒng)沖洗合格后，開(kāi)啟除氧器沖洗放水門，除氧器上水沖洗。 （3）除氧器水質(zhì)合格后，將水位降至-900mm，關(guān)閉除氧器沖洗放水門。 （4）投除氧器輔汽加熱，開(kāi)啟輔汽至除氧器調(diào)門前后隔離門，緩慢開(kāi)啟輔汽至除氧器壓力調(diào)節(jié)閥，控制除氧器給水溫升率不大于4.26℃/min，加熱過(guò)程中注意除氧器振動(dòng)情況，如振動(dòng)大時(shí)，應(yīng)減緩加熱速度。 （5）除氧器投加熱過(guò)程中，繼續(xù)用凝結(jié)水泵將除氧器上水至正常水位。 （6）當(dāng)除氧器水溫達(dá)到100℃以后，關(guān)閉啟動(dòng)排氣電動(dòng)門，將輔汽至除氧器壓力調(diào)節(jié)閥投入自動(dòng)，檢查除氧器溫升率不大于4.26℃/min，除氧器壓力逐漸上升到0.147MPa。 （7）輔汽加熱過(guò)程中，應(yīng)控制除氧器水位，如凝汽器未建立真空，禁止開(kāi)啟溢流、放水至凝汽器電動(dòng)閥。 （8）凝結(jié)水系統(tǒng)啟動(dòng)后，根據(jù)需要，除氧器水位調(diào)節(jié)投自動(dòng)。 （9）當(dāng)四抽壓力達(dá)到0.147MPa，檢查除氧器壓力、水位正常，開(kāi)啟四段抽汽至除氧器電動(dòng)閥，除氧器由輔汽切至四抽供汽，輔汽至除氧器壓力調(diào)節(jié)閥關(guān)閉，除氧器由定壓運(yùn)行變?yōu)榛瑝哼\(yùn)行。 （10）當(dāng)四段抽汽電動(dòng)閥后逆止閥已開(kāi)后，應(yīng)檢查四段抽汽至除氧器電動(dòng)閥前氣動(dòng)疏水閥關(guān)閉。 （11）根據(jù)給水含氧量調(diào)節(jié)除氧器的連續(xù)排氣電動(dòng)門。 3、除氧器的停運(yùn) （1）當(dāng)負(fù)荷小于20％額定負(fù)荷時(shí)，除氧器由四抽切換為輔汽加熱，維持0.147MPa定壓運(yùn)行。 （2）當(dāng)機(jī)組停止運(yùn)行后，根據(jù)具體情況決定是否停止除氧器上水。 （3）除氧器若停運(yùn)兩個(gè)月以上，應(yīng)采用充氮保護(hù)，切斷一切汽源、水源，放盡水箱余水，關(guān)閉放水閥，全面隔離后開(kāi)啟充氮總門和隔離門，對(duì)除氧器充氮并維持一定壓力。 五、除氧設(shè)備的正常運(yùn)行 (1) 當(dāng)機(jī)組正常運(yùn)行后，關(guān)閉除氧器頂部排汽管路上的二只電動(dòng)截止閥，排汽經(jīng)節(jié)流孔板排出。 (2) 汽輪機(jī)甩負(fù)荷時(shí)，當(dāng)機(jī)組進(jìn)入除氧設(shè)備的抽汽壓力小于0.15MPa 時(shí)應(yīng)自動(dòng)關(guān)閉抽汽門，緊急打開(kāi)備用汽源并投自動(dòng)壓力調(diào)節(jié)使除氧設(shè)備維持在0.15MPa 壓力下定壓運(yùn)行。當(dāng)給水泵停運(yùn)時(shí)關(guān)閉備用汽源，關(guān)閉進(jìn)、出水閥門，除氧設(shè)備進(jìn)入停運(yùn)狀態(tài)。 (3) 除氧設(shè)備在正常運(yùn)行情況下如發(fā)現(xiàn)出水含氧量不合格時(shí)，可適當(dāng)開(kāi)大排氣閥開(kāi)度。 (4) 運(yùn)行中應(yīng)經(jīng)常監(jiān)督水位，使之應(yīng)保持在正常水位值，當(dāng)水位過(guò)高或過(guò)低時(shí)自動(dòng)水位調(diào)節(jié)器應(yīng)該動(dòng)作，如發(fā)生故障應(yīng)及時(shí)處理。 (5) 正常運(yùn)行時(shí)，各種閥門、水位表、壓力表、溫度計(jì)等應(yīng)該齊全，靈敏和可靠，并應(yīng)經(jīng)常檢查。(6) 按運(yùn)行規(guī)程要求定時(shí)檢測(cè)并記錄除氧設(shè)備運(yùn)行壓力、溫度、水位、出水含氧量和出力等參數(shù)。[size=+0] 六、除氧器聯(lián)鎖保護(hù) （1）當(dāng)除氧器水位升高到高Ⅰ值時(shí)，報(bào)警。 （2）當(dāng)除氧器水位升高到高Ⅱ值時(shí)，聯(lián)鎖開(kāi)啟除氧器溢放水至凝汽器電動(dòng)門。 （3）當(dāng)除氧器水位升高到高Ⅲ值時(shí)，聯(lián)開(kāi)#3高加危急疏水調(diào)節(jié)門、聯(lián)關(guān)四段抽汽至除氧器電動(dòng)門和四抽逆止門1、2及4抽電動(dòng)總門。 七、加熱汽源的調(diào)節(jié) 當(dāng)機(jī)組采用滑壓運(yùn)行時(shí)，作加熱汽源的汽機(jī)四段抽汽至除氧器管道上不裝設(shè)調(diào)節(jié)閥，除氧器內(nèi)工作壓力隨四段抽汽壓變化而相應(yīng)變化。此時(shí)，調(diào)節(jié)閥裝設(shè)在備用汽源至除氧器的管道上。若四段抽汽壓力降至0.147MPa時(shí)，除氧器汽源應(yīng)自動(dòng)切換至輔助汽源，此時(shí)，除氧器作定壓運(yùn)行。壓力信號(hào)由裝在除氧器上信號(hào)管發(fā)出，再通過(guò)電子儀表控制進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷上升，四段抽汽壓力回升到0.147Mpa時(shí)，輔助汽源亦應(yīng)自動(dòng)切換至四段抽汽。當(dāng)機(jī)組作定壓運(yùn)行時(shí)，調(diào)節(jié)閥裝設(shè)在加熱蒸汽汽源前，壓力信號(hào)由除氧器發(fā)出，再通過(guò)電子儀表控制進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥。壓力信號(hào)亦引至集控室壓力表，供運(yùn)行人員監(jiān)視用。[size=+0] 八、除氧設(shè)備的停運(yùn)保護(hù) 除氧設(shè)備若停運(yùn)在一周以內(nèi)者，可以稍開(kāi)備用汽源并關(guān)閉其它各種汽、水進(jìn)出閥，進(jìn)行熱態(tài)保護(hù)，內(nèi)部壓力可維持在0.02MPa 。當(dāng)設(shè)備較長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)（一周以上）時(shí)，應(yīng)放凈內(nèi)部積水進(jìn)行充氮保護(hù)，維護(hù)充氮壓力0.02MPa ，或采用其它保護(hù)措施（如放防防腐劑等），以防除氧器內(nèi)壁受氧氣或其它有害氣體的侵蝕。 除氧器(作用) 用它來(lái)除去鍋爐給水中的氧氣及其它氣體,保證給水的品質(zhì),同時(shí)除氧器本身又是給水回?zé)嵯到y(tǒng)中的一個(gè)混合式加熱器,起了加熱給水、提高給水溫度作用。 2、除氧器工作原理：（膜式除氧器） 膜式除氧器應(yīng)用了射流和旋轉(zhuǎn)技術(shù)，并采用了比表面積很大的填料—液汽網(wǎng)盒。 除氧器總體設(shè)計(jì)成兩級(jí)除氧結(jié)構(gòu)。 第一級(jí)：除氧裝置由起膜裝置和淋水箅子所組成。 汽輪機(jī)的凝結(jié)水和化學(xué)補(bǔ)充水以及其它低于飽和溫度下的各種疏水都進(jìn)入起膜裝置的水室中混合，混合后的水經(jīng)過(guò)固定在上、下管板上的起膜噴管的噴孔以射流方式在起膜噴管的內(nèi)壁上形成高速向下旋轉(zhuǎn)的水膜。向下流動(dòng)的水膜與上升的加熱蒸汽接觸后產(chǎn)生強(qiáng)烈的熱交換過(guò)程，當(dāng)旋轉(zhuǎn)的水膜流出起膜管時(shí)，水溫基本上接近了飽和溫度，水中的溶解氧將被除掉90%—95%。 水膜流出起膜管后形成椎形裙體，并在重力和蒸汽流的作用下被沖破而形成水滴，降落在淋水箅子上。 淋水箅子由五層30㎜30㎜等邊角鋼構(gòu)成，除氧水經(jīng)過(guò)各層箅子同蒸汽進(jìn)一步的進(jìn)行熱交換，同時(shí)也為除氧水進(jìn)入液體網(wǎng)填料盒進(jìn)行均勻分配。 液汽網(wǎng)填料盒是除氧器第二級(jí)除氧裝置。 液汽網(wǎng)填料盒根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)成單層或雙層。液汽網(wǎng)是一種新型高效填料，它是由不銹鋼扁絲（0.1㎜0.4㎜）以Ω形編織成的網(wǎng)套，把液體網(wǎng)按其自然狀態(tài)盤成圓盤，圓盤直徑相當(dāng)于液汽網(wǎng)盒框體的內(nèi)徑，在圓盤的上下用扁鋼和Φ14鋼筋將其固裝在液汽網(wǎng)的框體內(nèi)， 除氧水經(jīng)過(guò)液汽網(wǎng)盒使汽水更加充分接觸，可將水中溶解最大限度地高析出來(lái)，這一除氧過(guò)程保證了除氧器在變工況運(yùn)行時(shí)的適應(yīng)性能和穩(wěn)定性能