表1除氧器尺寸对比
机组
类型
除氧头
水箱
直径
长度
直径
长度
300MW
有头
2.5
8.6
3.5
19.4
无头
-
-
3.8/4.0
20/21
600MW
有头
2.5
15.0
3.9
26
无头
-
-
3.8
29
3.3设备运行及性能比较
3.3.1无头除氧器
a.运行压力0.02~2MPa,适合于真空、大气、过压运行,定滑、运行。
b.可选择过热蒸汽、饱和蒸汽、湿蒸汽(90)、蒸汽/水混合物、热水单一除氧介质,也可混合使用,取决于用户。
c.被除氧水种类有凝结水/给水、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。
d.负荷变化范围在10~110,均保证出水含氧量小于5×10-6(即最低负荷可达10)。
e.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,不需额外的水箱加热装置。
f.正常运行时的噪音不超过63.5dB(A)。
g.当除氧器入口蒸汽在15~80m/s时,运行的除氧器几乎没有振动或振动很小(低振动是内置式无头除氧器的显著优点)。
h.出水含氧量性能保证值不高于5×10-6,正常运行时2×10-6左右(国电石嘴山电厂2×300MW机组,正常运行时不高于2×10-6;内蒙准格尔电厂2×300MW机组,正常运行时只有1.5×10-6)。
i.在蒸汽区域没有压力差。
j.随着压力升高,水仍能保持饱和状态。
k.不需要启动再循环泵。
3.3.2有头除氧器
a.运行压力0.049~0.83MPa或0.147~1.202MPa。
b.主要使用汽机低压抽汽。
c.被除氧水种类有凝结水/给水、补充水/化学除盐水,在将低温给水加热到除氧器饱和温度时会遇到一些困难。
d.负荷变化范围在35~105,出水含氧量小于等于7×10-6。
e.需额外的水箱加热装置。
f.符合国内噪音工业标准85dB(A)。
g.有些设计振动较大。
h.出水含氧量5×10-6~7×10-6。
i.随着压力升高,水可能出现过冷状态。
j.需要启动再循环泵。
3.4机组可靠性比较
a.喷嘴的可靠性:无头除氧器喷嘴是Stork公司的专利设计,无转动部件,免维护,具有自身过滤功能以防堵塞,高度可靠;有头除氧器除氧头内部存在转动部件,机组故障率提高。
b.应力集中:无头除氧器由于采用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;有头除氧器在除氧头和水箱之间采用焊接连接,因此不可避免地存在着应力裂纹。
c.热疲劳寿命:无头除氧器的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;有头除氧器的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。
d.低负荷/过负荷运行:无头除氧器保证机组在10~110的运行工况下可靠运行;在低于30负荷的恶劣工况下,有头除氧器难以保证出口水含氧量。
e.使用寿命:无头除氧器大于30年,有头除氧器不超过20年。
3.5节省投资和运行成本的比较
a.无头除氧器:对300MW或600MW机组,整机价格低于有头除氧器市场平均价格的5~10;除氧间土建高度降低了3~4m,土建费用可相应节省几十万至上百万元;300MW机组排汽损失平均为80kg/h,按蒸汽损失0.08元/kg计算,造成的费用55296元。
b.有头除氧器:由于除氧头的存在,除氧间所需建筑高度较高,土建费用较多;300MW机组排汽损失为300~400kg/h,按蒸汽损失0.08元/kg计算,造成的损失费用276480元。相比有头除氧器,采用无头式除氧器,对于300MW机组,每年每台机组节省费用221184元,30年每台机组可节省近700万元。
4、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≤5μg/L,正常运行时通常在1μg/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10~110%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。