§6.1除氧器概述

§6.2除氧器壓力控制系統(tǒng)§6.3除氧器水位控制系統(tǒng)第六章除氧器控制系統(tǒng)/。1§6-1除氧器概述2一、除氧器的主要用途

用汽輪機(jī)的抽汽加熱給水使其達(dá)到該壓力下的飽和溫度，并除去溶于水中的氧（以及其它氣體）。除氧器還作為汽輪機(jī)回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)中的一級(jí)混合式加熱器，同時(shí)擔(dān)負(fù)匯集各種疏水、鍋爐補(bǔ)充水的任務(wù)。除氧器水箱須保證鍋爐所需給水的儲(chǔ)備量。鑒于除氧器的上述作用，其水箱水位和除氧器壓力應(yīng)進(jìn)行控制。3二．除氧器的除氧原理

鍋爐給水中若含氧量較大，就會(huì)使管道及鍋爐受熱面遭到深度針孔腐蝕，給水含有其它氣體也會(huì)妨礙熱交換而降低傳熱效果，因此要對(duì)鍋爐給水進(jìn)行除氧及去除其它氣體。由亨利定理知，在一定壓力下，水的溫度越高氣體的溶解度越??；反之，水的溫度越低則氣體的溶解度越高。此外，某種氣體的溶解度還與水面該氣體的分壓力有關(guān)，因此，當(dāng)鍋爐給水被加熱到沸點(diǎn)時(shí)，水面上的蒸汽壓力就接近全壓力，而其它氣體的分壓力則接近零。這樣，溶解于水中的氣體（包括氧氣）就被分解出來(lái)并及時(shí)地隨部分蒸汽排走，除氧器正是根據(jù)這一原理來(lái)工作的。4§6-2除氧器壓力控制系統(tǒng)5要使除氧器除氧效果好，就應(yīng)該將水加熱到沸點(diǎn)溫度。由于溫度測(cè)量存在較大的延遲，而飽和壓力和飽和溫度間有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，所以一般采用控制除氧器蒸汽空間的壓力來(lái)達(dá)到控制給水加熱至飽和溫度的目的。當(dāng)除氧器壓力超過(guò)原先的飽和壓力時(shí)，開(kāi)始由于除氧器水箱的熱容量大，水的溫度不會(huì)上升，從而使水進(jìn)入未飽和狀態(tài)，水中的含氧量相應(yīng)地增加；隨后由于除氧器排汽口閥門開(kāi)度是根據(jù)額定壓力調(diào)整試驗(yàn)確定的，運(yùn)行中不再調(diào)整，在壓力長(zhǎng)時(shí)間高于額定壓力時(shí)，排汽量必然很大，這就造成額外的汽水損失和熱損失。如果除氧器壓力偏低，說(shuō)明加熱蒸汽不足，故給水達(dá)不到飽和溫度而具有較高的含氧量。6

除氧器壓力對(duì)象可作為一階慣性環(huán)節(jié)來(lái)處理，在除氧器加熱蒸汽閥開(kāi)度作階躍變化時(shí)，由于連接管路很短，所以除氧器內(nèi)部壓力立即隨之變化，只是除氧器體積較大，其壓力變化過(guò)程將是緩慢的。目前，除氧器系統(tǒng)有單臺(tái)運(yùn)行和多臺(tái)并列運(yùn)行兩種。對(duì)于并列運(yùn)行的各臺(tái)除氧器，采用平衡管將蒸汽空間相連接，飽和水空間也由水平衡管連接。對(duì)于壓力控制則以平衡管壓力為被調(diào)量，設(shè)計(jì)與單臺(tái)除氧器獨(dú)立運(yùn)行一樣的單回路控制系統(tǒng)。7左圖是單臺(tái)除氧器獨(dú)立運(yùn)行的壓力控制系統(tǒng)原理方框圖。除氧器的壓力信號(hào)p與其給定值R比較后，差值E經(jīng)比例積分調(diào)節(jié)器運(yùn)算，其結(jié)果作為控制信號(hào)通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)改變進(jìn)入除氧器的蒸汽量，以維持壓力滿足除氧器運(yùn)行要求。

除氧器采用滑壓運(yùn)行方式，可減小定壓運(yùn)行時(shí)抽汽壓力的節(jié)流損失，尤其是在機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，采用定壓運(yùn)行方式就要切換至高一級(jí)壓力的抽汽，從而導(dǎo)致更大的節(jié)流損失。8

滑壓運(yùn)行方式：就是將除氧器加熱蒸汽閥開(kāi)足，除氧器壓力接近抽汽壓力（只差管路壓力損失），這樣除氧器壓力就隨汽輪機(jī)負(fù)荷變化而變化。

采用滑壓運(yùn)行方式要解決以下兩個(gè)問(wèn)題：

(1)在汽機(jī)升負(fù)荷過(guò)程中，除氧器內(nèi)水溫不能及時(shí)隨壓力升高而升高，就會(huì)造成給水含氧量增加；(2)在機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)，壓力降的較快而有可能造成給水泵入口汽化。因此，設(shè)計(jì)滑壓運(yùn)行的除氧器系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)考慮機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)能切換到定壓運(yùn)行，而且機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，除氧器有減溫減壓器供汽，以保證除氧效果。9除氧器壓力控制系統(tǒng)10§6-3除氧器水位控制系統(tǒng)11

一、除氧器水位控制的必要性除氧器的水箱是為保證鍋爐有一定的給水儲(chǔ)備而設(shè)置的，其容量一般應(yīng)不小于鍋爐額定負(fù)荷下連續(xù)運(yùn)行15~20min所需的給水量。除氧器水位過(guò)低，儲(chǔ)水量不足有可能危及鍋爐的安全運(yùn)行，此外還有可能造成給水泵入口汽化。除氧器水位過(guò)高，則妨礙除氧器除氧。因此，除氧器水位應(yīng)維持在允許范圍內(nèi)。由于熱力循環(huán)中不斷有工質(zhì)損失，因此要向熱力系統(tǒng)不斷補(bǔ)充水。補(bǔ)充水來(lái)自化學(xué)水處理裝置。補(bǔ)充水可直接進(jìn)入除氧器，也可送凝汽器進(jìn)行真空除氧后再送除氧器。12二、除氧器水位特性除氧器水箱的容積較大，在補(bǔ)充水調(diào)節(jié)閥開(kāi)度作階躍變化時(shí)，水箱水位不會(huì)立即變化，而表現(xiàn)一定的延遲。對(duì)于化學(xué)水送凝汽器的熱力系統(tǒng)，其水位變化的延遲就更大。此外，由于水箱容積大而進(jìn)水管細(xì)，因此水位上升或下降的速度就較?。▽?duì)象的飛升速度?。?。在負(fù)荷一定時(shí)，除氧器水位對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性近似為有延遲的一階積分環(huán)節(jié)。13三、除氧器水位控制方案

1、對(duì)于補(bǔ)充水直接進(jìn)除氧器的熱力系統(tǒng)，除氧器水位H為被調(diào)量，采用單回路控制系統(tǒng)，控制補(bǔ)充水調(diào)節(jié)閥開(kāi)度，維持水位在允許范圍內(nèi)。2、對(duì)于補(bǔ)充水進(jìn)凝汽器后再入除氧器的熱力系統(tǒng):(1)若凝汽器為高水位運(yùn)行，可除氧器水位應(yīng)與凝汽器水位控制一起考慮。例如,采用改變凝結(jié)水流量來(lái)控制除氧器水位,采用改變化學(xué)補(bǔ)充水量來(lái)控制凝汽器水位。

14(2)若凝汽器為低水位運(yùn)行，可采用左圖所示的三沖量控制系統(tǒng)。

化學(xué)水進(jìn)入凝汽器，凝結(jié)水流量中實(shí)際包括了補(bǔ)充水，而鍋爐給水流量和凝結(jié)水流量的差值，反映了熱力循環(huán)中的汽水損失，因此可組成除氧器水位H、凝結(jié)水量WL、給水量WG三沖量控制系統(tǒng)。151)單級(jí)三沖量控制系統(tǒng)

圖.單級(jí)三沖量控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

凝結(jié)水量WL給水量WGL除氧器水位HIWGIWL162)串級(jí)三沖量控制系統(tǒng)

凝結(jié)水量WLL除氧器水位H給水量WG

副調(diào)節(jié)器的作用主要是通過(guò)內(nèi)回路進(jìn)行給水流量W和凝結(jié)水流量的比值調(diào)節(jié)，并快速消除來(lái)自給水側(cè)的擾動(dòng)。17除氧器水位控制系統(tǒng)18四、凝汽器控制凝汽器水位控制系統(tǒng)的作用是維持凝汽器的熱井水位在允許的范圍之內(nèi)。因熱井水位太高會(huì)使換熱面積減少，真空下降，直接影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)與安全運(yùn)行。凝汽器水位和除氧器水位是關(guān)聯(lián)的，相互影響。除