【專業(yè)知識】給水系統(tǒng)的組成及用途

1、【專業(yè)知識】給水系統(tǒng)的組成及用途【學(xué)員問題】給水系統(tǒng)的組成及用途?aTS【解答】給水系統(tǒng)的組成及作用給水系統(tǒng)的組成及其作用：給水系統(tǒng)大的組成部分有，除氧器、給水泵組、高加系統(tǒng)三大主要部分組成。其作用主要是把凝結(jié)水經(jīng)過除氧器除氧后，再經(jīng)給水泵升壓，通過高壓加熱器加熱給水，向鍋爐提供具有一定壓力和一定溫度的鍋爐給水，同時提供高壓旁路減溫水、過熱器減溫水和再熱器減溫水。下面就分三部分介紹一下給水系統(tǒng)。一、除氧器部分白音華工程的除氧器為內(nèi)置式除氧器，可以定壓及滑壓運(yùn)行，除氧器為圓筒形壓力容器，是機(jī)組回?zé)嵯到y(tǒng)中的混合式加熱器，運(yùn)行時應(yīng)注意控制除氧器水位及內(nèi)部壓力。除氧器主要技術(shù)規(guī)范：項目單位規(guī)范型號DF

2、ST-2288235/175設(shè)計壓力MPa1.08設(shè)計溫度C350工作壓力MPa0.1650.849耐壓試驗壓力MPa1.64有效容積m3235介質(zhì)水、水蒸汽。1.給水中帶入氣體的危害當(dāng)水與空氣接觸時，就會有一部分溶解到水中，溶解于水中的氣體主要來源有兩個：一是補(bǔ)水帶入；二是處于真空狀態(tài)下的熱力設(shè)備及管道附件不嚴(yán)密進(jìn)入。給水帶入氣體的危害如下：（1）腐蝕熱力設(shè)備及其管道，降低其工作可靠性與使用壽命，給水中溶解氣體危害最大的是氧氣，它會對熱力設(shè)備及管道材料產(chǎn)生腐蝕，所容二氧化碳會加快氧的腐蝕，而在高溫條件下，水的堿性較弱將使氧化腐蝕將加快；（2）阻礙傳熱，影響傳熱效果，降低熱力設(shè)備的熱經(jīng)濟(jì)性，不

3、凝結(jié)氣體附著在傳熱面上，氧化物沉積形成的鹽垢，會增大傳熱熱阻，使熱力設(shè)備傳熱惡化。同時，氧化物沉積在汽輪機(jī)葉片上，會導(dǎo)致汽輪機(jī)出力下降和軸承推動力增加等危害。2,除氧器的作用及原理除氧器的作用主要是除去給水中的氧，其次也是實現(xiàn)給水加熱的過程。它的工作原理如下：亨利定律指出，當(dāng)液體和氣體處于同一平衡狀態(tài)時，在溫度一定的情況下，單位體積液體內(nèi)溶解的氣體量與液面上該氣體分壓力成正比。當(dāng)水溫升高時，水的蒸發(fā)量增大，水面上水蒸汽的分壓力升高，氣體分壓力相對下降，導(dǎo)致水中的氣體不斷析出，達(dá)到新的動態(tài)平衡，除氧器就是利用這種原理進(jìn)行除氧的。道爾頓定律指出：混合氣體的全壓力等于各組分氣體分壓力之和。對于給水而

4、言，水面上混合氣體的全壓力，等于氣體的分壓力與蒸汽的分壓力之和?？梢姰?dāng)增加水面上混合氣體中水蒸汽的量時，就可降低氧氣的分壓力，為除氧創(chuàng)造條件。水達(dá)到飽和溫度時，水面上蒸汽的分壓力接近于其混合氣體的總壓力，而不凝結(jié)氣體的分壓力接近于零，這樣水中溶解的氣體就會不斷的逸出水面，直至達(dá)到此溫度和壓力下的平衡狀態(tài)。熱力除氧過程是個傳熱和傳質(zhì)的過程，傳熱過程是把水加熱到除氧器壓力下的飽和溫度，傳質(zhì)過程是將水中的氣體分離析出。氣體的析出方式大致有兩種：一種是在除氧的初始階段，氣體以小氣泡的形式從水中逸出。此時水中氣體的含量較多，其分壓力大于水面以上氣體的分壓力，氣體會以氣泡的形式克服水的粘滯力和表面張力析出

5、，如此可除去水中80%-90%勺氣體。另一種是氣體以擴(kuò)散形式從水中逸出。經(jīng)過初級除氧的給水中仍含有少量氣體，這部分氣體的不平衡壓差很小，氣體離析的能力較弱，為達(dá)到深度除氧目的，可適當(dāng)增加水的表面積，縮短氣體析出路徑，強(qiáng)化水中氣體的析出。3.除氧器運(yùn)行滿足的幾個條件：第一：有足夠量的蒸汽將水加熱到除氧器壓力下的飽和溫度；第二：及時排走析出的氣體，防止水面的氣體分壓力增加，影響析出；第三：增大水與蒸汽接觸的表面積，增加水與蒸汽接觸的時間，蒸汽與水采用逆向流動，以維持足夠大的傳熱面積和足夠長的傳熱、傳質(zhì)時間。二。給水泵組部分1.給水泵組的介紹本工程的給水泵組主要包括三臺50崎量的電動給水泵、前置泵其

6、及液力偶合器等組成。給水泵組主要設(shè)備技術(shù)規(guī)范如下附表：電動給水泵前置泵項目單位規(guī)范型號SQ300-670型式離心式流量m3/h1324.8揚(yáng)程m134轉(zhuǎn)速r/min1490必需汽蝕余量m4.4制造廠家上海凱士比泵有限公司電動給水泵項目單位規(guī)范型號CHTC6/慳式離心式流量m3/h1321.5揚(yáng)程ttf214轉(zhuǎn)速r/min4960配用功率KW11000制造廠家上海凱士比泵有限公司液力偶合器項目單位規(guī)范型號R18K500施式速比112/33額定輸入轉(zhuǎn)速r/min1490最大輸出轉(zhuǎn)速r/min一次軸轉(zhuǎn)速r/min最大連續(xù)輸出功率MW®定滑差率哂節(jié)范圍®造廠家德國電動給水泵電動機(jī)項

7、目單位規(guī)范型號1TZ1537-8AE02-Z額定電壓V10000額定電流A722額定功率KW1100預(yù)定轉(zhuǎn)速r/min1493絕緣等級F防護(hù)等級IP54/IP55功率因數(shù)0.90冷卻水流量L/min506冷卻水溫度C33制造廠家德國西門子給水泵是汽輪機(jī)的重要輔助設(shè)備，它將旋轉(zhuǎn)機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)榻o水的壓力能和動能，向鍋爐提供所要求壓力下的給水。為提高除氧器在滑壓運(yùn)行時的經(jīng)濟(jì)性，同時又確保給水泵的運(yùn)行安全，通常在給水泵前加設(shè)一臺低速前置泵，與給水泵串聯(lián)運(yùn)行。由于前置泵的工作轉(zhuǎn)速較低，所需的泵進(jìn)口倒灌高度（即汽蝕裕量）較小，從而降低了除氧器的安裝高度，本工程除氧器的安裝平臺高度為27.5米，節(jié)省了主廠房的

8、建設(shè)費(fèi)用；并且給水經(jīng)前置泵升壓后，其出水壓頭高于給水泵所需的有限汽蝕裕量和在小流量下的附加汽化壓頭，能夠有效地防止給水泵的汽蝕。2.電動給水泵的工作過程電動給水泵的工作過程主要是由液力耦合器來控制，液力偶合器可以實現(xiàn)無級變速運(yùn)行，工作可靠操作簡便，調(diào)節(jié)靈活維修方便。采用液力偶合器便于實現(xiàn)工作全程自動調(diào)節(jié)，以適應(yīng)載荷的不斷變化。液力偶合器主要由主動軸、泵輪、渦輪、旋轉(zhuǎn)內(nèi)套、勺管和從動軸等組成。其中泵輪和渦輪分別套裝在位于同一軸線的主、被動軸上，泵輪和渦輪的內(nèi)腔室相對安裝，兩者相對端面間留有一窄縫。泵輪和渦輪的環(huán)形腔室中裝有許多徑向葉片，將其分隔成許多小腔室；在泵輪的內(nèi)側(cè)端面設(shè)有進(jìn)油通道，壓力油經(jīng)

9、泵輪上的進(jìn)油通道進(jìn)入泵輪的工作腔室。在主動軸旋轉(zhuǎn)時，泵輪腔室中的工作油在離心力的作用下產(chǎn)生對泵輪的徑向流動，在泵輪的出口邊緣形成沖向渦輪的高速油流，高速油流在渦輪腔室中撞擊在葉片上改變方向，一部分油由渦輪外緣的泄油通道排出，另一部分回流到泵輪的進(jìn)口，這樣在泵輪和渦輪工作腔室中形成油流循環(huán)。在油循環(huán)中，泵輪將輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橛土鞯膭幽芎蛪毫菽埽瑴u輪則將油流的動能和壓力勢能轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵龅臋C(jī)械能，從而實現(xiàn)主動軸與從動軸之間能量傳遞的過程。3.泵組的汽蝕原因：a.除氧器壓力下降太快；b.泵的進(jìn)口濾網(wǎng)堵塞；c.流量低時再循環(huán)閥未開；d.泵的轉(zhuǎn)速低；e.除氧器水位低；f.前置泵故障。現(xiàn)象：a.泵的電流降

10、低；b.泵的進(jìn)出口壓力變化太大；c.流量劇烈變化；d.泵內(nèi)伴有噪聲和振動聲音;e.機(jī)械密封處有蒸汽冒出。三。高壓加熱器本工程給水系統(tǒng)中3臺高壓加熱器采用大旁路系統(tǒng)，旁路管道由3號高加入口前三通閥接出，在1號高加出口電動閘閥后接入，三通閥要實現(xiàn)快速動作。具有系統(tǒng)簡單，閥門少，投資節(jié)省，運(yùn)行維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。省煤器進(jìn)口的給水管路上設(shè)有止回閥和電動閘閥。給水泵出口母管提供高旁減溫水和過熱器減溫水，給水泵中間抽頭提供再熱器減溫水。本工程配備的三臺高壓加熱器（1號？3號），均為表面式U形管加熱器，全部為臥式結(jié)構(gòu)；具作用是利用汽輪機(jī)的一段、二段及三段抽汽對經(jīng)過給水泵升壓后的給水進(jìn)行加熱，以提高機(jī)組的熱效率。

11、高壓加熱器正常疏水按壓力高低逐級下導(dǎo)，3號高壓加熱器正常疏水導(dǎo)入除氧器；高壓加熱器事故疏水直接導(dǎo)入疏水?dāng)U容器，再進(jìn)入凝汽器。每臺高加換熱部分均設(shè)計有過熱蒸汽冷卻段、蒸汽凝結(jié)段、疏水冷卻段，正常運(yùn)行排氣各自排至除氧器。三臺高壓加熱器設(shè)備規(guī)范及運(yùn)行參數(shù)：名稱單位1號高壓加熱器2號高壓加熱器3號高壓加熱器JG-2063-2-3JG-2231-2-2JG-1745-2-1型式臥式臥式臥式數(shù)量臺111加熱面積m3206322311745f側(cè)設(shè)計壓力MPa32323址側(cè)設(shè)計壓力MPa7.474.82.66管側(cè)設(shè)計溫度C290265230殼側(cè)設(shè)計溫度C420/290360/265490/230管側(cè)工作壓力M

12、Pa323232側(cè)工彳傳玉力MPa7.474.82.66制造廠。1.高壓加熱器的結(jié)構(gòu)高壓加熱器是給水系統(tǒng)的重要組成部分，下面就介紹一下高壓加熱器的情況。為了減小端差，提高表面式加熱器的熱經(jīng)濟(jì)性，現(xiàn)代大型機(jī)組的高壓加熱器和少量低壓加熱器采用了聯(lián)合式表面加熱器。此類加熱器一般由以下三部分組成：（1）過熱蒸汽冷卻段當(dāng)抽汽過熱度較高時，導(dǎo)致回?zé)崞鞯膿Q熱溫差加大，不可逆換熱損失也隨之增大，為此在高壓加熱器和部分低壓加熱器裝設(shè)了過熱蒸汽冷卻段，只利用抽汽蒸汽的過熱度，蒸汽的過熱度降低后，再引至凝結(jié)段，以減小總的不可逆換熱損失。在該冷卻段中，不允許加熱蒸汽被冷卻到飽和溫度，因為達(dá)到該溫度時，管外壁會形成水膜

13、，使該加熱段蒸汽的過熱度被水膜吸附而消失，沒有被給水利用，因此在此段的蒸汽都保留有剩余的過熱度。在該段中，被加熱水的出口溫度接近或略低于抽汽蒸汽壓力下的飽和溫度。（2）凝結(jié)段加熱蒸汽在此段中是凝結(jié)放熱，其出口的凝結(jié)水溫是加熱蒸汽壓力下的飽和溫度，因此被加熱水的出口溫度，低于該飽和溫度。（3）疏水冷卻段設(shè)置該冷卻段的作用是使凝結(jié)段來的疏水進(jìn)一步冷卻，使進(jìn)入凝結(jié)段前的被加熱水溫得到提高，其結(jié)果一方面使本級抽汽量有所減少，另一方面，由于流入下一級的疏水溫度降低，從而降低本級疏水對下級抽汽的排擠，提高了系統(tǒng)的熱經(jīng)濟(jì)性。實現(xiàn)疏水冷卻的基本條件是被冷卻水必須浸泡在換熱面中，是一種水-水熱交換器，該加熱段出

14、口的疏水溫度，低于加熱蒸汽壓力下的飽和溫度。2.高加的連鎖保護(hù)加熱器水位應(yīng)維持在正常水位運(yùn)行，當(dāng)機(jī)組工況發(fā)生變化時，抽汽的壓力和流量也會發(fā)生變化，加熱器水位就會上升或下降，水位太高或太低都不利于正常運(yùn)行。加熱器水位太低，會使疏水冷卻段的吸水口露出水面，蒸汽進(jìn)入該段，這將破壞該段的虹吸作用，造成疏水端差變化和蒸汽熱量損失，而且蒸汽還會沖擊該冷卻段的U形管束，發(fā)生振動。加熱器水位太高，將使部分管子浸在水中，從而減小換熱面積，導(dǎo)致加熱器性能下降；其次，加熱器在過高水位下運(yùn)行，一旦操作稍有失誤或處理不及時，就有可能造成蒸汽管道發(fā)生水擊，甚至汽輪機(jī)進(jìn)水。水位的調(diào)節(jié)通過正常疏水閥和事故疏水閥實現(xiàn)。當(dāng)某加熱器水位升高到高水位時，在控制室內(nèi)報警。水位升高到高-高水位時，報警并開啟加熱器事故疏水閥。到高出水位時，高出水位開關(guān)動作，自動關(guān)閉該抽汽管道上電動隔離閥和氣動逆止閥，水側(cè)走旁路，（對于高加，任何一臺出現(xiàn)高出水位時，自動關(guān)閉13段抽汽管道上的電動隔離閥和氣動逆止閥，大旁路閥動作，高加全部解列）。同時聯(lián)開管道上的氣動疏水閥，這時應(yīng)打開隔離閥和逆止閥之間的手動截止閥，以排除抽汽管道內(nèi)的積水。給水系統(tǒng)相當(dāng)于整臺