给水及凝结水系统

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1、给水系统一、给水系统概述给水系统的主要功能是将除氧器水箱中的主凝结水通过给水泵提高压力，经过高压加热器 进一步加热之后，输送到锅炉的省煤器入11,作为锅炉的给水。此外，给水系统还向锅炉 再热器的减温器、过热器的一、二级减温器以及汽轮机高压旁路装置的减温器提供减温水, 用于调节上述设备出I蒸汽的温度。给水系统的最初注水来自凝结水系统。给水系统由给水泵组、高加自动旁路、给水操作台及其相关管路构成。本机组采用了单元 制给水系统，它由三台电动调速给水泵组成，其中两台运行，一台备用。三台泵的入11管均接除氧器水箱的落水管，在入II管上分别布置有电动隔离阀，用以切 除泵的运行；装有滤网，用以滤掉给水中的铁

2、锈等杂质；装有安全门，用以防止泵的低压 部分被返回的高压水损坏。三台泵的出II管并联的一根高压母管上送往高加，经过高加送往锅炉。三台给水泵出11,都有最小流量再循坏管单独接到除氧器水箱，以防止泵在低负荷时汽蚀。 每根再循坏管上均装有自动再循坏调节门，此外在进水箱侧装有止回阀，以防停泵时蒸汽 倒流，在泵出丨|侧装有电动隔离阀，以便于调节门的检修和再循坏管路的有效隔离。三台泵均设有中间抽头，它们连接在一根母管上送往再热器作为减温水。给水泵出11的水, 一路作为高压旁路减温水，另一路作为一、二次过热器的减温水。二、热力除氧原理气体在水中的溶解度与气体的种类及该气体在水面的分压力和水的温度有关。 在一

3、定压力下，水的温度越高，气体的溶解度越小。 气体在水面上的分压力越高，其溶解度就越大。内置式除氧器的工作原理：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，水中的犬部份溶氧及其 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II流出

4、。为了使除氧器内的水温保持在工作压力卞的饱和温度，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。内置式除氧器主要优点有：系统简单，结构安全，加热温升大，负荷变化范围宽广、除氧效果好，排汽损失小。 除氧器的运行：除氧器、给水泵及其相应的汽、水联接管道构成除氧器相关系统，它应在各种运行工况卞 具备稳定的除氧效果，保证给水泵正常工作。除氧器的运行方式分为定压运行和滑压运行。（1）除氧器定压运行这种运行方式卞，除氧器内压力维持不变，供给除氧器的抽汽压力高于除氧器的额定工作 压力，经压力调节阀节流调整到所需压力。当汽轮机负荷下降到原抽汽压力不足以满足要 求时，由高一

5、级抽汽供汽。这种运行方式存在节流损失，低负荷时要切换到高一级抽汽， 经济性差。故口趋淘汰。（2 ）除氧器滑压运行除氧器滑压运行指除氧器工作压力随汽轮机负荷变化而变动的运行方式。由于不需维持恒 定的抽汽压力，抽汽管道上不需调节阀，但为防止超压需添置卸压设备。由于克服了定压 运行时的节流损失，滑压运行下的经济性优于定压运行。除氧器滑压运行存在的问题：在变工况下除氧器内水温滞后于压力变化，在负荷骤升时，压力升高较水温升高快，形成 水过冷，造成除氧效果恶化；负荷骤降时，除氧器内压力下降，容易使下游的给水泵发生汽蚀。解决方法：（1）对于负荷骤升时除氧效果恶化问题，采用给水箱内设置再沸腾装置解决，即在除氧

6、水箱 水面以下通蒸汽鼓泡，起到保证水处于沸腾状态，并进一步减低出水的含氧量的作用。运行 实践表明，这种设计除氧效果甚佳。（2）对于负荷骤降，防止给水泵发生汽蚀的主要办法是提高除氧器安装高度H,增人净正汲 入压头；还要加大给水泵汲水管的直径，减小阻力损失hwo设置低转速的前置泵，提高富裕 压头。三、给水泵液力偶合器原理液力偶合器由泵轮、涡轮、转动外壳、导流管等组成。泵轮和涡轮对称布置，中间保持一 定间隙，轮内有几十片径向辐射的叶片，运转时在偶合器中充油，当输入轴带动泵轮旋转 时，进入泵轮的油在叶片带动下，因离心力作用由泵轮内侧流向外缘，形成高压高速流冲 向涡轮叶片，使涡轮跟随泵轮作同向旋转，从而

7、实现能量的柔性传递。液力偶合器的特点 （1）节省能源。输入转速不变的情况可获得无级变化的输出转速，对离心机械（如泵） 在部分负荷的工作情况下，与节流式相比节省了相当大的功率损失。 （2）空载启动。电动机启动后工作油系统开始工作，按需要加载控制、无级变速，电动 机启动电流小，延长了使用寿命，并可选用较小电动机，节省投资。 （3）离合方便。充油即行接合，传递扭矩、平稳升速；排油即行脱离。 （4）振动阻尼与冲击吸收。工作轮之间无机械联系，通过液体传递扭矩，柔性连接，具 有良好的隔振效果；并能大大减缓两端设备的冲击负荷。 （5）结构紧凑。增速齿轮和工作轮安装在同一箱体中，只需很小空间。 （6）无磨损，

8、坚固耐用，安全可靠。 （7）润滑油系统可供工作机和电动机所用润滑油。 （8）过载保护。当从动轴阻力矩突然增加时，滑差增人直至制动，而原动机仍能继续运 转而不致损坏，同时保护了从动机不致进一步损坏。四、高压加热器 国产直接空冷机组多采用U形管作为传热管的管壳式加热器。布置方式有立式和卧式两 种，立式加热器占地面枳小，便于检修，但对厂房高度有要求，且传热系数不及卧式加热 器。单管试验表明，在同一凝结放热条件卞，横管放热系数约为竖管的1.7倍。因此，卧 式加热器得到口益广泛的应用。图3-6所示为电厂采用的高压卧式加热器。为提高效率，高加分为过热蒸汽冷却段、凝结段、疏水冷却段，过热蒸汽冷却段是利用从

9、汽轮机抽出的过热蒸汽的一部分加热来提高给水温度的；它位于给水出I I流程侧，并有包 壳板密闭。采用过热蒸汽冷却段可提高离开加热器的给水温度，使它接近或略超过该抽汽 压力下的饱和温度。凝结段是利用蒸汽冷凝时的潜热加热给水的。一组隔板使蒸汽沿着加热器长度方向均匀地 分布，起支撑传热管的作用。进入该段的蒸汽，根据气（汽）体冷却原理，自动平衡，直至 由饱和蒸汽冷凝成饱和的凝结水，并汇集在加热器的尾部或底部，收聚非凝结气体的排气 管必须置于管束最低压力处以及壳体内容易集聚非冷凝气体处。非冷凝气体的集聚影响了 有效传热，因而降低了效率并造成腐蚀。疏水冷却段是把离开凝结段的疏水的热屋传给进入加热器的给水，而

10、使疏水温度降至饱和 温度以下。疏水冷却段位于给水进II流程侧，并有包壳板密闭。疏水温度降低后，当流向 下一个压力较低的加热器时，减弱了在管道内发生汽化的趋势。加热器疏水冷却段有足够 的深度，当最低水位时保证水封不破坏。包壳板在内部与加热器壳侧的总体部分隔开，从 端板和吸入II或进II端保持一定的疏水水位，使该段密闭。疏水进入该段，由一组隔板引 导流动，从疏水出口管疏出。高加进水联成阀的作用高加进水联成阀是高压加热器配备的自动保护装置，以保证在高加管系发生泄漏，或疏水 调整门卡死等异常情况时，由此阀门自动关闭向高加管系通水而打开旁路通水，使汽轮机 不致于进水，同时能保证高加筒体不爆破和锅炉不断水

11、。高加进水联成阀的工作原理高加联成阀由进出水门和旁路组成，主要是利用进水门阀门体上下两面面枳差，在相同的 水压下产生不同的压力，推动进水门打开，同时关闭旁路门。进水门实际上是分成三个杆段的，上部有个水室，正常运行时通过节流空水室充水，水压 极低；水位高动作时，电磁阀动作，水室迅速冲压，推动进水门阀杆下移，关闭进水门， 同时上部的旁路进水门打开。凝结水系统一. 系统概述 1、凝结水系统的主要功能是将凝结水箱中的凝结水由凝结泵送出，经凝结水精处理装置、轴封冷凝器、低压加热器 输送至除氧器，期间还对凝结水进行加热、除氧、化学处理和除杂质。此外，凝结水系统 还向各有关用户提供水源，如有关设备的密封水、

12、减温器的减温水、各有关系统的补给水 以及汽轮机低压缸喷水等。 2、凝结水系统主要构成凝结水系统主要包扌舌排汽装置、凝结水泵、凝结水精除盐装置、轴封冷凝器、低压加热器、 除氧器及水箱以及连接上述各设备所需要的管道阀门等。二. 的装置我国直接空冷机组，排汽装置上部与汽轮机低压缸连接，卞部侧面与排汽管道相连，排汽 装置中心做成“死点”，排汽管道的推力作用在排汽装置上，较好解决了排汽管道对汽轮 机低压缸的推力问题。排汽装置底部为凝结水热井，空冷凝汽器的凝结水直接回到热井， 然后通过凝结水泵送入热力系统。排汽管道的疏水通过疏水管道自流进入热井。在排汽装 置上与湿冷凝汽器一样，布置了各种疏水扩容器，汽机旁

13、路三级减温减压装置、末级低加 等。这样就使得整个热力系统的设置基本与湿冷机组系统相同，简化了系统，节省了投资 与占地。三. 凝结水回收装置的确定直接空冷汽轮机的排汽是通过排汽管道送到室外的空冷岛内，轴流空冷风机使空气通过散 热器外表面将排汽凝结成水，在翅片管中等温凝结后，所有凝结水靠自身的重力回到凝结 水收集装置中。根据汽轮机的结构形式及设计的不同，凝结水的回收有两种型式： (1)单独配置一个凝结水箱，使凝结水回到凝结水箱中，然后用凝结水泵输送至除氧器。 (2)低压缸排汽装置和凝结水箱合为一体，即凝结水直接回到汽轮机低压缸排汽壳体的下 部，然后由凝泵输送到除氧器。第二种型式的主要优点是：降低了

14、凝结水的过冷度。汽轮机的疏水、管道排汽等一些具有热量的工质要返回汽轮机的排汽装置中，当凝结水直 接回到排汽装置中时，可以用这些工质来给凝结水加热。在汽轮机的排汽管道的弯头处（此部分管道包含在排汽装置中）开一些孔。引出一部分低 压缸排的乏汽，用来加热凝结水。这样既利用了一部分乏汽的热能，又减少了空冷换热装 置的换热量，节省了一部分电能。根据凝结水流量人，换热过程短的现彖，我们在凝结水回水管的末端加上了喷嘴，这样可 使凝结水呈喷雾状回到排汽装置中，加强了同具有一定热能的工质的换热效果。四、空冷机组凝结水精处理系统1空冷系统水质和水工况特点（1）水质特点a. 含盐量低直接空冷系统没有常规湿冷机组的凝

15、汽器，汽机尾汽直接进入空冷散热器 冷凝成水。b. Si02比例高 由于SiO2在蒸汽水和混床出水中所占比例比天然水中人，且空冷系统没 有冷却水泄漏或渗漏，所以其凝结水中SiO2所占比例较高。c. 水汽接触的换热表面积人 凝结水中C02含量较高，铁的腐蚀产物含量高。（2）水工况特点a. 由于空冷机组汽轮机工况受外界气彖影响较大，汽轮机尾部参数变化也大，年平均背压高, 所以凝结水温度高。b. 由于系统容积人，所以启动时需维持排气管真空所需时间长。（3）凝结水温度由于空冷机组的背压比湿冷机组高，直接空冷机组凝结水温度比大气环境温度约高36C,因 此凝结水水温比较高。故在选择精处理系统的设备时，不仅要

16、考虑水工况，还须适应耐较高水温 的要求。2凝结水处理的必要性根据空冷机组中水汽系统容积人、接触表面人的特点，尽管冷却水没有污染凝结水，但庞人的系 统也很难保持绝对的真空。这并非焊接不好所致，而泄漏人多是发生在法兰连接部位。由于密 封材料的老化等，甚至与人气接触的细小连接处，都会因空气漏入使C02进入汽水系统，使pH 值降低，引起腐蚀。现系统材质多为碳钢，因此系统中腐蚀产物多为金属氧化物，其中铁的腐蚀 产物最多。正常运行时腐蚀速率不人，但在机组基建阶段，停运期间，启动时保护不当、冲洗 不净、未采用除盐水冲洗及负荷的变动等原因使腐蚀加剧。当锅炉补给水操作控制不当时，会 带入一些可溶性盐类，当疏水未经处理回到系统中时也会造成一些污染。因此凝结水处理的首 要任务是除掉金属的腐蚀产物、胶硅、悬浮杂质，同时还应除掉可溶盐类，为此应考虑设置凝结水 精处理装置。3高温凝结水精处理系统凝结水精处理的方式应根据空冷机组水汽系统特点进行选择，较适用的方案有3类：除铁过滤器、 阳一阴分床式除盐设备、覆盖过滤器。五低压加热器低压加热器均为U形管管板结构（如图3-7）采用卧式布置，均为两段式（即分别设有 凝结段和疏水冷却段），疏水冷却段的设置是为了提高热经济性。每台低加本体均由水室, 管系、外壳、支座等组成。