关于直接空冷汽轮机排汽装置补给水的除氧探讨
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摘 要 本文探讨系统的补给水除氧方式，并结合当前的空冷排气装置特点与结构，设计补给水的除氧装置方案，较好地提高机组运行的安全性与效率。
中图分类号 TM621 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2012）121-0164-01
当前厂区的热力系统在运行的过程中，凝水系统常常出现溶解氧气现象，使得机组的运行及设备系统的安全受到威胁；此外还可导致氧化腐蚀、给水的系统出现凹坑或者穿孔现象，不利于系统的顺利运行，严重时将导致设备的受热面以及汽轮机内部系统产生沉积与结垢现象，影响设备的使用。为此，进行给水除氧十分必要，能够较好地解决溶解氧气对设备、对系统造成的腐蚀与损坏问题，从而提高机组运行的稳定性与安全性。
1 补给水除氧方式
补给水的除氧方式主要有物理与化学两种方法，物理方法主要有热力除氧以及解析除氧的方法。化学方法有电化学除氧以及化学除氧两种主要的方法。热力除氧方法是最物理方法中常用的除氧方法之一，是利用加热给水，使水满足饱和的温度，使氧溶解度降低进而逸出，进而将水面上的氧气排除。化学方法主要是添加化学药剂除氧（该化学药剂能与氧发生反应），进而生成产物（该产物的氧化性较小）。较为常用的化学药剂通常为亚硫酸钠、钢屑以及联氨。采用添加化学药剂的除氧方式可满足水质的标准，但是运行的成本均较高且对环境也有一定的污染。
2 空冷汽轮机组化学补给水的除氧装置方案
2.1 外置真空除氧器
在排汽装置的旁边设置真空除氧器进行补给水的除氧，装置中的部分蒸汽利用真空除氧器对补给水进行加热，待除氧之后，已冷却的蒸汽与补给水均被送至排气装置。该除氧方法可以有效除氧，并且除氧的设计系统也较为简单，无需对蓄水箱的内部结构进行改变；真空除氧器系统的安装都在蓄水箱以及排气装置的外部，方便了今后的检测与维修。与此同时，安装真空除氧器会增加企业设备的投入成本，因此较少使用该方法。
2.2 鼓泡除氧装置
该除氧装置是模仿法国鼓泡式热井的除氧箱而设计的，并且安装于蓄水箱中。集水盘对管束凝结水进行收集之后再淋至淋水盘，最后进入到除氧箱。除氧箱中凝结水的流动能够加快蒸汽预热效果，鼓泡蒸汽对凝结水加热至饱和的温度，通过热力达到除氧目的。此除氧方案使用淋水盘-鼓泡的方式给予除氧，为此需要对汽轮机的部分排汽或者蒸汽进行抽取用于鼓泡，使管路的系统以及汽轮机的汽路系统均出现了改变。
2.3 Stork除氧装置
2.3.1 蒸汽对补充水的加热过程
1）蒸汽加热补充水。蒸汽对补充水进行加热，假设汽轮机的排汽压力是10 kPa，排汽的温度是45.810℃，且汽轮机的排汽属于饱和的蒸汽、补充水是20℃。计算出汽轮机单位质量的排汽能够加热的补充水质量。查过水蒸汽表可知压力是10 kPa、20℃的补充水其的焓值h1=83.930 kJ/kg；其饱和水的焓值h2＇=191.810 kJ/kg；饱和蒸汽焓值h2＇＇=2583.890 kJ/kg。则1千克的饱和蒸汽所释放的汽化潜热转换成饱和水即能加热补充水的质量设为m，得出列式：1×（h2＇＇-h2＇）=m（h2＇-h1），带入相关数据计算得m=22.170 kg。计算结果表明1千克饱和蒸汽能够把22.170千克的补充水加热到排汽压力饱和水，对于饱和蒸汽所释放的汽化潜热之后还可变成饱和水。
2）蒸汽加热凝结水。假设汽轮机的排汽压力是10 kPa，并且排汽的温度是45.810℃，则汽轮机的排汽属于饱和蒸汽，并且空冷岛进行凝结水还具备过冷度（过冷度为2-3℃），进行计算时对空冷岛中凝结水的温度取43℃；计算出汽轮机单位质量排汽能够加热多少千克的凝结水。查水蒸气表可知压力为10 kPa、凝结水的温度为43℃时其的焓值h1=180.080 kJ/kg；饱和水焓值h2＇=191.810 kJ/kg；饱和的蒸汽焓值h2＇＇=2583.890 kJ/kg。由此可知1千克的饱和蒸所汽释放的汽化潜热转换成饱和水能够加热的凝结水质量设为m，由计算公式：1×（h2＇＇-h2＇）=m（h2＇-h1），带入数据解出m=203.930 kg。通过计算能够得出1千克的饱和蒸汽，能够把203.930千克的过冷凝结水与22.170千克的补充水加热到饱和状态，由此一来使得排汽的焓值较大，并且换热的效果较为明显。
2.3.2 喷雾除氧过程
使用喷嘴对补充水、凝结水给予雾化，有效使加热蒸汽与水的接触面增大；更好地为热交换创造有力的条件，确保快速地将溶解在水中的氧气去除。同时该喷雾除氧方法对于水温的要求不高，较低温度的水进到除氧端头之后仍可加热到饱和的温度，并且不会影响到除氧的效果。进行喷雾的过程中，大部分溶解在水中的氧气以小气泡的形式较快逸出，剩下的残余部分则靠扩散去除，有效达到除氧目的。
2.3.3 疏水加热过程
1）疏水加热补充水。汽轮机当中的排汽压力是10 kPa、疏水饱和温度是45.81℃、压力是100 kPa，疏水的温度是99℃。疏水闪蒸之后变成排汽压力不饱和的湿蒸汽且干度X等于0.05，并且温度是45.810℃，计算疏水能够加热补充水的质量。查表可得排汽压力位10000 Pa、温度为20℃的补充水，其的焓值h1=83.930 kJ/kg；饱和水焓值h2＇=191.810 kJ/kg；饱和蒸汽焓值h2＇＇=2583.890 kJ/kg；疏水焓值h3=417.440 kJ/kg。那么1千克的疏水转换成湿蒸汽能够加热的补充水质量为m，由等式1×{h3-〔X× h2＇＇+（1-X）×h2＇〕}=m（h2＇-h1），带入数据计算得m=1.0 kg。表明1千克的疏水闪蒸汽能够把1千克的补充水加热成饱和水，并且疏水还能够换成湿蒸汽。
2）疏水加热凝结水。汽轮机的排汽压力是10 kPa、饱和的温度是45.81℃；疏水的压力是100 kPa、疏水的温度是99℃。疏水闪蒸之后变成排汽压力不饱和的湿蒸汽且干度X等于0.05，温度是45.810℃；计算出单位质量疏水能够加热凝结水的质量。查表可知排汽压力为10000 Pa、凝结水温度是43℃，其的焓值h1=180.080 kJ/kg；饱和水焓值h2＇=191.810 kJ/kg；饱和蒸汽焓值
h2＇＇=2583.890 kJ/kg；温度为99℃的疏水其的焓值h3=417.440 kJ/kg，1千克的疏水转换成湿蒸汽能够加热的凝结水质量m为：1×{h3-〔X× h2＇＇+（1-X）×h2＇〕}=m（h2＇-h1），带入数据计算m=9.10 kg；1千克的疏水闪蒸能够把9.1千克的凝结水（其的过冷度是2℃）加热为饱和水，并且疏水转变成湿蒸汽。
3 结束语
上述几种除氧方案都各自存在优点与不足；空冷系统当中的凝结水溶解氧大部分来自化学补给水，为此除氧的方案还可以通过汽轮机的排汽对化学补给水进行预热，进而达到除氧的目的。
参考文献
[1]赵耀华.直接空冷机组排汽装置内除氧分析[J].山西电力，2009，04：28-28.
[2]王建新，杨芳.简述几种除氧器的结构特点[J].现代制造技术与装备，2007，06：47-48.