CN108980814A - 空冷机组凝结水物理除氧方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种空冷机组凝结水物理除氧方法，其包括如下步骤：使汽轮机低压缸输出的部分排汽进入排汽装置的热井内；使空冷岛冷却的凝结水进入排汽装置的热井上方，将其雾化后自上而下与热井内自下而上的排汽进行对流，从而将凝结水中的部分溶解氧除去。相应地，还提供一种空冷机组凝结水物理除氧装置。本发明能够对凝结水中的含氧量进行初步物理处理。

Description

空冷机组凝结水物理除氧方法和装置

技术领域

本发明涉及发电厂汽轮机生产技术领域，具体涉及一种空冷机组凝结水物理除氧方法，以及一种空冷机组凝结水物理除氧装置。

背景技术

在直接空冷燃煤发电机组中，凝结水溶解氧是化学监督的主要指标之一，特别是大型直接空冷机组对凝结水溶解氧的含量有更高的要求。而溶解氧大幅度超标或长期不合格，会加速凝结水管道及设备的腐蚀，并使凝结水中含有氧化铁离子，引起电化腐蚀，使传热恶化，机组溶解氧超标，最直接的可以引起给水系统和锅炉省煤器氧腐蚀，并且锅炉一旦发生腐蚀，往往都是大面积的，锅炉金属构件会变薄、凹陷甚至穿孔，更为严重的时腐蚀会使得金属内部结构遭到破坏，当腐蚀严重时，必须更换大量的管道，浪费金属材料，如果不及时更换很大程度上会引起锅炉爆管等恶性事故发生，严重威胁机组安全、经济运行。因此，需要降低凝结水中溶解氧的含量，避免其超标。

为了解决上述问题，需要在正常生产运行过程中由人工向凝结水中添加大量化学除氧剂。但是，长时间向凝结水中添加大量的化学除氧剂会对机组造成不确定影响；而且，现有的化学除氧剂具有一定的毒性，长期使用会影响操作者的身体健康。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中所存在的上述缺陷，提供一种空冷机组凝结水物理除氧方法，以及一种空冷机组凝结水物理除氧装置，能够对凝结水中的含氧量进行初步物理处理。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种空冷机组凝结水物理除氧方法，其包括如下步骤：

使汽轮机低压缸输出的部分排汽进入排汽装置的热井内；

使空冷岛冷却的凝结水进入排汽装置的热井上方，将其雾化后自上而下与热井内自下而上的排汽进行对流，从而将凝结水中的部分溶解氧除去。

可选地，所述部分排汽占汽轮机低压缸输出的总排汽量的1/10～1/7。

可选地，所述使汽轮机低压缸输出的部分排汽进入排汽装置的热井内的步骤具体为：

使汽轮机低压缸输出的部分排汽通过与排汽装置的排气管道的水平管段底部相连的除氧蒸汽管道进入排汽装置的热井内。

可选地，所述使空冷岛冷却的凝结水进入排汽装置的热井上方的步骤具体为：

使空冷岛冷却的凝结水依次通过凝结水管道和回水管道进入排汽装置的热井上方，其中，凝结水管道的首端与空冷岛连接，凝结水管道的末端与回水管道的首端连接，回水管道的末端进入排汽装置内部并位于热井上方。

可选地，所述进入排汽装置的热井上方的凝结水雾化的步骤具体为：

通过连接在回水管道末端的雾化喷头组件使回水管道输出的凝结水雾化。

本发明还提供一种空冷机组凝结水物理除氧装置，其包括：

除氧蒸汽管道，用于使汽轮机低压缸输出的部分排汽进入排汽装置的热井内；

回水管道，用于使凝结水管道输出的空冷岛冷却的凝结水进入排汽装置的热井上方；

雾化喷头组件，用于使回水管道输出的凝结水雾化，雾化后自上而下与热井内自下而上的排汽进行对流，从而将凝结水中的部分溶解氧除去。

可选地，所述除氧蒸汽管道的首端与排汽装置的排气管道的水平管段底部相连，除氧蒸汽管道的末端进入热井内。

可选地，所述除氧蒸汽管道的直径为250mm-350mm。

进一步地，所述除氧蒸汽管道的直径为300mm。

可选地，所述雾化喷头组件包括30组雾化喷头，其中每组包括15个雾化喷头，所有雾化喷头以圆形阵列的方式排布，每个雾化喷头的流量为0.8～1.5t/h，以将凝结水全部雾化喷出。

有益效果：

本发明所述空冷机组凝结水物理除氧方法和装置有效利用了现有直接空冷机组的凝结水系统的结构，将凝结水管道输出的空冷岛冷却的凝结水通过回水管道引至排汽装置的热井上方，与进入空冷岛前分离出的汽轮机低压缸输出的部分排汽进行对流，从而采用物理方法有效地将凝结水中的部分溶解氧除去，解决了长时间添加化学除氧剂对机组造成的不确定影响，保证机组安全稳定运行。

附图说明

图1为现有技术中直接空冷机组的凝结水系统示意图；

图2为本发明实施例1所述空冷机组凝结水物理除氧方法的流程图；

图3为应用了本发明实施例2所述空冷机组凝结水物理除氧装置的直接空冷机组的凝结水系统示意图。

图中：1－空冷岛；2－空冷风机；3－排汽管道；4－凝结水管道；5－热井；6－汽轮机低压缸；7－真空泵；8－导流板；9－排汽装置；10－雾化喷头组件；11－除氧蒸汽管道；12－回水管道。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。

现有大型直接空冷燃煤发电机组包括锅炉、汽轮机、发电机、排汽装置和空冷岛等。其中，锅炉用于将燃料的化学能转换成蒸汽的热能并输出至汽轮机，汽轮机用于将蒸汽的热能转换成汽轮机转子旋转的机械能并输出至发电机，发电机用于将汽轮机转子旋转的机械能转换成电能并输出。如图1所示，汽轮机作功排出的乏汽经过排汽装置9的导流板8和排汽管道3进入空冷岛1，经空冷岛1和空冷风机2进行空气冷却形成凝结水后经过凝结水管道4送入排汽装置9的热井5内，然后通过凝结水泵返回汽轮机的回热系统，从而形成完整的热力循环。本发明仅在现有直接空冷机组的凝结水系统的基础上稍作改进，就能对凝结水中的溶解氧进行初步物理处理，有效解决了在正常生产运行过程中需要由人工向凝结水中添加大量化学除氧剂所带来的问题，只需添加少量、甚至不添加化学除氧剂就能有效降低凝结水的含氧量，从而保证机组安全稳定运行。下面通过实施例1和实施例2详细说明本发明的技术方案。

本发明中，“首”、“末”方位词的定义均与管路中的水流方向相关。具体地，如图1和图3所示，在水流方向上，先经过的端为“首端”，后经过的端为“末端”。

实施例1：

本实施例提供一种空冷机组凝结水物理除氧方法，如图2所示，所述物理除氧方法包括如下步骤S101至S103。

S101.使汽轮机低压缸输出的部分排汽进入排汽装置的热井内。

本步骤中，进入排汽装置的热井内的部分排汽占汽轮机低压缸输出的总排汽量的1/10～1/7。

所述步骤S101具体为，使汽轮机低压缸输出的部分排汽通过与排汽装置的排气管道的水平管段底部相连的除氧蒸汽管道进入排汽装置的热井内。例如，从热井的下部进入热井内。

所述除氧蒸汽管道的直径为250mm-350mm，优选为300mm。

S102.使空冷岛冷却的凝结水进入排汽装置的热井上方。

所述步骤S102具体为，使空冷岛冷却的凝结水依次通过凝结水管道和回水管道进入排汽装置的热井上方。其中，凝结水管道的首端与空冷岛连接，凝结水管道的末端与回水管道的首端连接，回水管道的末端进入排汽装置内部并位于热井上方。

需要说明的是，本实施例所述凝结水管道可采用现有凝结水系统中的凝结水管道，且仅需改变其末端的连接方式。具体地，凝结水管道的首端仍与空冷岛连接，用于运输空冷岛冷却的凝结水，而凝结水管道的末端不再直接进入热井内，而是与回水管道的首端连接，所述回水管道用于将凝结水管道运送来的凝结水引至排汽装置内部、热井上方。其中，凝结水管道和回水管道均位于排汽装置外部。

S103.将进入热井上方的凝结水雾化后自上而下与热井内自下而上的排汽进行对流，从而将凝结水中的部分溶解氧除去。

本步骤中，凝结水雾化的方式为，通过连接在回水管道末端的雾化喷头组件使回水管道输出的凝结水雾化。其中，所述雾化喷头组件位于排汽装置的导流板下方。

所述步骤S103还可包括如下步骤：通过真空泵将对流时解析出的溶解氧抽走。

其中，所述真空泵可采用现有凝结水系统中的真空泵，其用于去除从空冷岛漏进排汽装置内的空气，以使得排汽装置内部保持真空状态。本实施例利用现有的真空泵，在去除空气的同时，将解析出的溶解氧一并抽走，从而节约了成本。

实施例2：

本实施例提供一种空冷机组凝结水物理除氧装置，以350MW机组为例，如图3所示，所述物理除氧装置包括：

除氧蒸汽管道11，用于使汽轮机低压缸6输出的部分排汽进入排汽装置9的热井5内；

回水管道12，用于使凝结水管道4输出的空冷岛1冷却的凝结水进入排汽装置9的热井5上方；

雾化喷头组件10，用于使回水管道12输出的凝结水雾化，雾化后自上而下与热井内自下而上的排汽进行对流，从而将凝结水中的部分溶解氧除去。

本实施例中，所述除氧蒸汽管道11的首端与排汽装置的排气管道3的水平管段底部相连，除氧蒸汽管道11的末端进入热井5内，以使得汽轮机低压缸输出的部分排汽通过与排汽装置的排气管道的水平管段底部相连的除氧蒸汽管道进入排汽装置的热井内。例如，从热井5的下部进入热井内。

较优地，排汽装置9的排汽管道3的直径为6m，除氧蒸汽管道11的直径为250mm-350mm，以使得进入排汽装置9的热井5内的部分排汽与汽轮机低压缸6输出的总排汽的流量比范围为1/10～1/7。进一步地，所述除氧蒸汽管道11的直径为300mm。

本实施例中，凝结水管道4的首端与空冷岛1连接，凝结水管道4的末端与回水管道12的首端连接，回水管道12的末端进入排汽装置9内部并位于热井5上方。

需要说明的是，本实施例所述凝结水管道4可采用现有凝结水系统中的凝结水管道，且仅需改变其末端的连接方式。具体地，凝结水管道的首端仍与空冷岛连接，用于运输空冷岛冷却的凝结水，而凝结水管道的末端不再直接进入热井内，而是与回水管道的首端连接，所述回水管道用于将凝结水管道运送来的凝结水引至排汽装置内部、热井上方。其中，凝结水管道4和回水管道12均位于排汽装置9外部。

本实施例中，所述雾化喷头组件10位于排汽装置9的导流板8下方。所述雾化喷头组件10包括30组雾化喷头，其中每组包括15个雾化喷头，每个雾化喷头的流量为0.8～1.5t/h，用以将回水管道12输出的凝结水全部雾化喷出，雾化后的凝结水在自身重力的作用下向下运动，与向上运动的所述部分排汽发生对流，从而极大地降低了凝结水的含氧量。

较优地，所有雾化喷头以阵列的方式排布。

进一步地，所有雾化喷头以圆形阵列的方式排布。具体地，所述雾化喷头组件10包括30根细管，每根细管的内径为30-40mm(优选为35mm)、长度为1.5-2.5m(优选为2m)，各细管的一端连接在一起并与回水管道12的末端连接、另一端等间距地固定在中空的圆环上，所述圆环的内径略大于细管长度的2倍，各细管和所述圆环组成车轮状结构，且回水管道12、各细管和所述圆环依次连通，每根细管上均匀地安装有15个雾化喷头。

所述物理除氧装置还可包括真空泵7，用于将对流时解析出的溶解氧抽走。其中，所述真空泵7可采用现有凝结水系统中的真空泵，其用于去除从空冷岛漏进排汽装置内的空气，以使得排汽装置内部保持真空状态。本实施例利用现有的真空泵，在去除空气的同时，将解析出的溶解氧一并抽走，从而节约了成本。

可见，本实施例所述物理除氧装置的主体部分位于排汽装置内部，能够有效节约占地空间，有利于推广；所述物理除氧装置能够在短时间内组装完成，可以在电厂检修期间进行实施。

本实施例所述装置与实施例1所述方法中的相关特征可以相互参考。

综上所述，本发明对凝结水进行物理除氧后，能够避免凝结水中含有氧化铁离子，防止引起电化腐蚀，除氧效果良好，从而有效解决了在正常生产运行过程中需要由人工向凝结水中添加大量化学除氧剂的问题，只需少量添加、甚至不添加化学除氧剂就可以有效降低凝结水的含氧量，从而保证机组安全稳定运行；而且。本发明可以永久使用，解决了长时间、大量添加化学除氧剂对机组造成的不确定影响。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种空冷机组凝结水物理除氧方法，其特征在于，包括如下步骤：

使汽轮机低压缸输出的部分排汽进入排汽装置的热井内；

使空冷岛冷却的凝结水进入排汽装置的热井上方，将其雾化后自上而下与热井内自下而上的排汽进行对流，从而将凝结水中的部分溶解氧除去。

2.根据权利要求1所述的物理除氧方法，其特征在于，所述部分排汽占汽轮机低压缸输出的总排汽量的1/10～1/7。

3.根据权利要求1所述的物理除氧方法，其特征在于，所述使汽轮机低压缸输出的部分排汽进入排汽装置的热井内的步骤具体为：

使汽轮机低压缸输出的部分排汽通过与排汽装置的排气管道的水平管段底部相连的除氧蒸汽管道进入排汽装置的热井内。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的物理除氧方法，其特征在于，所述使空冷岛冷却的凝结水进入排汽装置的热井上方的步骤具体为：

使空冷岛冷却的凝结水依次通过凝结水管道和回水管道进入排汽装置的热井上方，其中，凝结水管道的首端与空冷岛连接，凝结水管道的末端与回水管道的首端连接，回水管道的末端进入排汽装置内部并位于热井上方。

5.根据权利要求4所述的物理除氧方法，其特征在于，所述进入排汽装置的热井上方的凝结水雾化的步骤具体为：

通过连接在回水管道末端的雾化喷头组件使回水管道输出的凝结水雾化。

6.一种空冷机组凝结水物理除氧装置，其特征在于，包括：

除氧蒸汽管道，用于使汽轮机低压缸输出的部分排汽进入排汽装置的热井内；

回水管道，用于使凝结水管道输出的空冷岛冷却的凝结水进入排汽装置的热井上方；

雾化喷头组件，用于使回水管道输出的凝结水雾化，雾化后自上而下与热井内自下而上的排汽进行对流，从而将凝结水中的部分溶解氧除去。

7.根据权利要求6所述的物理除氧装置，其特征在于，所述除氧蒸汽管道的首端与排汽装置的排气管道的水平管段底部相连，除氧蒸汽管道的末端进入热井内。

8.根据权利要求7所述的物理除氧装置，其特征在于，所述除氧蒸汽管道的直径为250mm-350mm。

9.根据权利要求8所述的物理除氧装置，其特征在于，所述除氧蒸汽管道的直径为300mm。

10.根据权利要求6-9中任一项所述的物理除氧装置，其特征在于，所述雾化喷头组件包括30组雾化喷头，其中每组包括15个雾化喷头，所有雾化喷头以圆形阵列的方式排布，且每个雾化喷头的流量为0.8～1.5t/h，以将凝结水全部雾化喷出。