第四章給水除氧和輔助水汽系統主要內容汽水損失廢熱及工質的回收利用化學除氧熱力除氧及原則性熱力系統凝結水凈化處理（精處理）補充水引入系統具有汽輪發電機組的熱力發電廠，無論采用何種動力循環，總是有原因不同、數量不等的汽水損失，同時伴隨熱量損失。必須予以補充和回收利用一、汽水損失一、汽水損失汽水損失類型

汽水損失內部損失外部損失正常性汽水損失偶然性汽水損失一、汽水損失正常性汽水損失

熱力設備及其管道的暖管疏放水，加熱重油、各種汽動設備用汽，蒸汽吹灰用汽，汽包爐排污水，汽封用汽，汽水取樣，設備檢修時的排放水…偶然性汽水損失

熱力設備或管道的跑冒滴漏一、汽水損失外部損失

對外供熱設備及其管道的工質損失，與熱負荷性質、供熱方式以及回水質量有關，變化范圍大，可能完全不能回收。一、汽水損失汽水損失的危害

既是工質損失，又有熱量損失，影響電廠經濟性，某些還危及設備安全運行和使用壽命。一、汽水損失減少汽水損失的措施

1、選擇合理的熱力系統及汽水回收方式2、改進公藝過程3、提高安裝檢修質量4、管理的完善一、汽水損失序號損失類別正常損失考慮機組啟動或事故而增加的水處理系統出力（按4臺機組計）1廠內水汽循環損失300MW以上機組為鍋爐最大連續蒸發量的1.5%為全廠最大一臺鍋爐最大連續蒸發量的6%125MW～200MW機組為鍋爐最大連續蒸發量的2.0%2對外供汽損失根據資料—3發電廠其他用水、用汽損失根據資料—4汽包鍋爐排污損失根據計算，但不少于0.3%—5閉式輔機冷卻系統損失冷卻水量的0.5%—6閉式熱水網損失熱水網水量的1%～2%或根據資料熱水網水量的1%～2%，但與正常損失之和不少于20t/h7廠外其他用水量根據資料—一、汽水損失水汽質量

鍋爐給水、爐水、蒸汽、汽輪機凝結水、疏水、生產返回水、熱網補給水、冷卻水等

《火力發電機組及蒸汽動力設備水汽質量標準》（GB/T12145-1999)《超臨界火力發電機組水汽質量標準》（DL/T912-2005）

《電力工業技術管理法規（試行）》《火電廠排水水質分析方法》（DL/T935-2005）一、汽水損失蒸汽質量標準

蒸汽帶出鹽類和硅酸鹽越多，其品質越低。蒸汽帶了含鹽濃度大的爐水水滴，稱為水滴攜帶；蒸汽直接溶解某些鹽類，稱為溶解攜帶，溶解度隨蒸汽壓力升高而增大。一、汽水損失蒸汽質量標準

一、汽水損失爐水質量標準

爐水水質應保證蒸汽品質，防止積鹽和腐蝕，保持受熱面和非受熱面潔凈，pH值一般大于9.0，用化學軟水做補給水的，pH值應大于10。一、汽水損失給水質量主要控制指標

（1）給水含氧量工作壓力為5.88MPa（60ata）及以下鍋爐，給水含氧量應小于或等于15μg/L工作壓力為5.98MPa（61ata）及以上鍋爐，給水含氧量應小于或等于7μg/L對亞臨界和超臨界壓力的直流鍋爐，由于無排污、蒸汽溶鹽能力強等原因，給水要求徹底除氧。一、汽水損失給水質量主要控制指標

（2）給水pH值水的pH值在9.2-9.6范圍內抗腐蝕效果最佳，但對凝汽器和低壓加熱器采用銅管的系統，pH值過高會加劇腐蝕，對采用銅管的系統給水pH值控制在8.8-9.2。一、汽水損失給水質量標準

一、汽水損失給水質量標準

二、廢熱及工質的回收利用鍋爐連排、汽輪機的門桿與軸封漏氣、發電機冷卻水、廠用蒸汽、疏放水等，均屬“廢熱、廢水”，應設法利用其熱量或回收部分工質。1、鍋爐連續排污擴容系統2、汽輪機汽封系統3、公用輔助蒸汽系統4、廢熱利用及工質回收的原則1、鍋爐連續排污擴容系統1、鍋爐連續排污擴容系統工藝流程汽包內含鹽濃度較高的爐水通過連續排污管引至連續排污擴容器，擴容降壓蒸發出部分工質，引入除氧器，以回收工質熱量；擴容蒸發后的剩余排污水引入排污冷卻器加熱化學車間軟化水，排污水溫度降至50℃，排入地溝。1、鍋爐連續排污擴容系統工質回收率（閃蒸率）計算（1）擴容器物料平衡（2）擴容器熱量平衡（3）排污冷卻器熱量平衡1、鍋爐連續排污擴容系統工質回收率（閃蒸率）計算

當汽包壓力一定時，工質回收率取決于擴容器的壓力Pf，Pf越低，工質回收率越大，一般為30%-50%。1、鍋爐連續排污擴容系統擴容器壓力確定為了穩定擴容器壓力，通常將擴容蒸汽接到除氧器。如果除氧器是定壓運行，根據除氧器壓力再考慮管道壓損即可確定；如是滑壓運行，則應以額定工況時進入除氧器回熱抽汽壓力為基準，再考慮管道壓損確定。1、鍋爐連續排污擴容系統鍋爐排污率

鍋爐排污量占鍋爐額定蒸發量的百分比。汽包爐排污率不得小于鍋爐最大連續蒸發量的0.3%，不超過如下數值：以化學除鹽水為補充水的凝汽式電廠為1%，供熱式熱電廠為2%。以化學軟化水為補充水的供熱式熱電廠為5%1、鍋爐連續排污擴容系統設計規定汽包爐應采用單級連續排污擴容系統，對于高壓熱電廠的汽包爐，因有外部工質損失，補充水量大，可采用兩級系統。125MW以下機組，兩臺鍋爐應設一套連排擴容系統；125MW及以上機組，每臺鍋爐應設一套連排擴容系統。1、鍋爐連續排污擴容系統2、汽輪機汽封系統汽輪機軸封系統用汽和漏汽：主汽門和調速汽門的門桿漏汽，再熱式機組中壓聯合汽門的門桿漏汽，高中低壓缸的前后軸封漏汽和軸封用汽等現代大容量機組的汽封系統用汽約占汽機總汽耗量的2%。應引至壓力最接近的回熱加熱器2、汽輪機汽封系統凝結水中缸主汽門、調節汽門高缸主汽門、調節汽門輔汽主汽軸封汽減溫器來自凝結水減溫水減壓至7#低加至凝汽器軸封加熱器至5#低加抽汽3、公用輔助蒸汽系統公用輔助蒸汽：加熱重油、空氣、煙氣和廠內采暖等。應盡可能用低壓回熱抽汽或廢熱，疏水應回收。汽輪機啟動和回熱抽汽參數不能滿足要求時，要有備用汽源啟動階段：將正運行的相鄰機組蒸汽引入本機組蒸汽用戶（若是首臺機組啟動則由啟動鍋爐供汽）正常運行：提供自身輔助蒸汽用戶的需要，同時也可向需要蒸汽的相鄰機組提供合格蒸汽3、公用輔助蒸汽系統3、公用輔助蒸汽系統4、廢熱利用及工質回收的原則不僅考慮工質回收的數量多寡，還要考慮其能位貶值的高低。要盡可能減少回收利用熱量時的能位貶值。工質回收及“廢熱”利用的熱經濟性，不反映在機組的熱經濟指標上，而是體現在全廠的熱經濟指標上。實際工質回收和廢熱利用系統，不僅要考慮熱經濟性，還要考慮投資、運行費用等的影響，應通過技術經濟比較來確定。三、化學除氧給水中溶解氧的來源：補充水帶入、真空設備漏入給水中溶解氧的影響：（1）給水中溶氧是造成熱力設備及其管道腐蝕主要原因之一（2）換熱設備中不凝結氣體使傳熱惡化，降低機組熱經濟性三、化學除氧化學腐蝕：

三、化學除氧電化學腐蝕：陰極去極化劑（H+、O2）

陽極去極化劑（OH-）三、化學除氧分類：熱力除氧真空除氧解吸除氧化學除氧化學除氧是在除氧器出口添加還原劑，經化學反應，消除殘留在水中的溶解氧

三、化學除氧亞硫酸鈉（NaSO3）：優點：易溶于水，無毒價廉，裝置簡單缺點：與SO2化合成Na2SO4會增加給水含鹽量，在溫度大于280℃后會分解成H2S和SO2

等有害氣體；適用：用于中壓(6.18MPa)以下的鍋爐，不能用于高壓以上的電站鍋爐。聯胺（N2H4）：優點：生成N2

和H2O，不會增加水中含鹽量，且可鈍化鋼銅表面；缺點：有毒、有揮發性、易燃燒，被懷疑為是致癌物質，使用時要有相應安全措施；適用：廣泛用于高壓及以上鍋爐，也用于直流鍋爐。

四、熱力除氧及其原則性系統以回熱抽汽來加熱除去鍋爐給水中溶解氣體的混合式加熱器。既是回熱系統的一級，又用以匯集主凝結水、補充水、疏水、生產返回水、鍋爐連排擴容蒸汽、汽輪機門桿漏汽等各項汽水流量成為鍋爐給水，并要保證給水品質和給水泵的安全運行，是影響火電廠安全經濟運行的一個重要熱力輔助設備。1、熱力除氧機理分壓定律（道爾頓定律）混合氣體全壓力等于其組成各氣體分壓力之和。亨利定律氣體在水中的溶解度，與該氣體在水面上的分壓力成正比傳熱方程傳質方程1、熱力除氧機理結論（1）定壓下一般氣體(O2、CO2、空氣等)在水中的溶解量與水溫成反比（2）必須嚴格控制將水溫加熱至該壓力下的飽和溫度（3）要有足夠的不平衡壓差p，除氧初期靠不平衡壓差p，除氧后期須靠加大汽水接觸面（形成水膜，水膜的表面張力小）或水紊流的擴散作用，使氣體從水中離析出來。

1、熱力除氧機理2、除氧器構造構造要求（1）為滿足傳熱要求，需有足夠的汽水接觸面積，水應在除氧器內均勻噴散成霧狀水滴或細小水柱，將水加熱至除氧器工作壓力下的飽和溫度，差幾分之一度也不行，故定壓除氧器要裝壓力自動調節器。（2）為滿足傳質要求，初期水應噴成水滴，后期要形成水膜，汽水應逆向流動，以保證有最大可能的p。（3）要有足夠空間，使汽水接觸時間充分。（4）應及時將離析的氣體排除，以減少水面上該氣體分壓力，否則，要發生“返氧”現象，故應設有排氣口并有足夠余氣量。（5）貯水箱設再沸騰管，以免水箱的水溫因散熱降溫低于除氧器壓力下的飽和溫度，產生返氧。2、除氧器構造類型大氣壓力式除氧器工作壓力：0.118MPa(1.2ata)

高壓除氧器工作壓力：0.588MPa(6ata)分類方法名稱按工作壓力分1.真空式除氧器，pd<0.0588MPa2.大氣壓力式除氧器，pd=0.1177MPa3.高壓除氧器，pd>0.343MPa按除氧頭結構分1.淋水盤式2.噴霧式3.填料式4.噴霧填料式5.膜式6.無除氧頭式按除氧頭布置形式分1.立式除氧器2.臥式除氧器按運行方式分1.定壓除氧器2.滑壓除氧器2、除氧器構造典型除氧器結構特點（1）大氣壓力式、立式淋水盤除氧器（中參數及以下電廠）①設有5-8層環形、圓形淋水盤交錯布置，盤底鉆有直徑為5-8mm小孔，盤中水層高約100mm。由小孔落下表面積很大的細小水滴。②高壓加熱器組來的疏水，低壓加熱器組來的凝結水等由除氧頭上部各接口處引入(溫度低的水流在除氧頭最上部引入)；回熱加熱蒸汽從除氧頭的底部引入，汽水逆向流動、換熱，將水加熱到104℃，使其溶氧小于15g/l（指大氣壓力式除氧器）。③頂部設有排汽口2、除氧器構造大氣壓力式立式淋水盤式除氧頭1—補充水管；2—凝結水管3—疏水箱來疏水管；4—高壓加熱器來疏水管；5—進汽管；6—汽室；7—排氣管2、除氧器構造典型除氧器結構特點（2）噴霧、淋水盤填料式臥式高壓降氧器①除氧頭上部為噴霧除氧段，迅速將水加熱至工作壓力下的飽和溫度，完成初期除氧。②除氧頭下部為深度除氧段，完成深度除氧。③傳熱、除氧效果好，可使溶氧量為1-2μg/l，并能適應負荷變化。④臥式除氧器可縱向布置多個排汽口，利于氣體及時逸出。2、除氧器構造噴霧淋水盤填料式臥式高壓除氧器1—高壓疏水入口；2—噴嘴；3—排汽管；4—主要凝結水進水管；5—一次加熱蒸汽進口管；6—二次蒸汽進口管；7—淋水盤；8—填料層；9—弓形水室；10—汽平衡管；11—下水管；12—備用接口；13—支撐角鋼；14—疏水管；15—彈簧式安全閥2、除氧器構造典型除氧器結構特點（3）蒸汽噴射式、臥式高壓除氧器（4）無除氧頭的除氧器（一體化除氧器）一體化除氧器1.水箱；2.給水霧化裝置；3.主蒸汽加熱裝置；4.輔助加熱裝置；5.擋水板；6.隔板；7.除氧水出口；8.排氣口3、除氧器原則性熱力系統擬定除氧器原則性熱力系統應考慮：除氧器的運行方式、相應給水泵組的配置及除氧器的系統連接運行方式

1、滑壓運行：在滑壓范圍內的加熱蒸汽壓力、隨主機負荷而變動(滑壓)、無蒸汽節流損失。

2、定壓運行：必須在進汽管上裝壓力調節閥，以維持除氧器工作壓力為某定值(定壓)，帶來壓力調節的蒸汽節流損失。在低負荷(如70%)時必須切換到壓力更高的某級回熱抽汽壓力，節流損失加大。同時不僅汽源切換，高加疏水也需要切換到低加，故定壓除氧器系統比滑壓復雜，運行操作也復雜，熱經濟性較滑壓運行差。3、除氧器原則性熱力系統除氧器不同運行方式的熱經濟性3、除氧器原則性熱力系統運行方式為了避免低負荷切換汽源帶來的換熱損失，定壓運行除氧器回熱焓升較其他回熱級小很多，難以滿足最佳回熱分配，滑壓除氧器可使回熱分配接近最佳值。定壓除氧器難以適應調峰需要。3、除氧器原則性熱力系統汽源連接方式

除氧器汽源的連接方式a）單獨連接定壓除氧器;(b）前置連接定壓除氧器；(c）滑壓除氧器1一切換閥；2一壓力調節間；3一回轉隔板3、除氧器原則性熱力系統汽源連接方式獨立連接：壓力調節閥節流損失，低負荷時切換高級抽汽，增大回熱不可逆損失

前置連接：壓力調節閥的節流與該級抽汽對應的高加出口水溫無關，但投資增加滑壓運行：避免了節流損失，但低負荷時為了保證除氧器能自動向大氣排氣，需切換為定壓運行，故仍裝有至高一級抽汽切換閥和壓力調節閥。

《設規》規定，再熱式機組的除氧器，應采用滑壓運行方式。國產300、600MW機組和改型200MW機組，均采用滑壓除氧器或定—滑—定運行方式。3、除氧器原則性熱力系統熱力計算

高壓加熱器與除氧局部熱力系統3、除氧器原則性熱力系統自生沸騰及防止

（1）現象：所求得的a4接近于零，表明無須抽汽加熱，其它各項汽水流量的熱量，已能將水加熱至除氧器工作壓力下飽和溫度，這種情況稱為除氧器自生沸騰。（2）危害：抽汽逆止閥關閉，使除氧器進汽室停滯，破壞了汽水逆向流動，除氧惡化，此時排汽的工質損失、熱量損失加大。3、除氧器原則性熱力系統自生沸騰及防止（3）防止辦法①可將一些輔助汽水流量如軸封漏汽、門桿漏汽或某些疏水改為引至其它較合適的加熱器；②也可設高加疏水冷卻器，降低其焓值后再引入除氧器；③還可提高除氧器的工作壓力來減少高壓加熱器的數目，使其疏水量、疏水比焓降低。④引入溫度低的補充水注意：高參數以上的汽輪機組，必須配用高壓除氧器（避免自生沸騰，減少高加數目，飽和水溫提高，高加事故狀態給水溫度不會降低太多，促進除氧）4、無除氧器熱力系統采用原因

①采用超臨界參數后，蒸汽中各種雜質的溶解度增加，沉積在鍋爐受熱面中的雜質相對減少，而汽機通流部分的沉積物相對增加，以氧化銅最危險。銅主要來自凝汽器和面式低壓加熱器。前者可采用凝結水精處理裝置除掉，后者還無可靠辦法，若采用無銅管的混合式低壓加熱器，銅腐蝕即大為減少。②由于采用中性水處理NWT有顯著防腐效果，加入氣態氧使金屬形成穩定氧化膜，為發展無除氧器熱力系統提供了條件。4、無除氧器熱力系統優點

1、無除氧器熱力系統的經濟性好：避免節流損失

2、保證系統的安全可靠性：凝汽器初級除氧，混合式低壓加熱器二級除氧；給水泵前設混合器，起緩沖水箱作用；設有事故溢流管

3、簡化系統，降低投資，節約基建運行費用

4、節省主廠房的三材耗費5、除氧器的安全運行運行參數監督（1）溶解氧

通過取樣監視給水含氧量（2）壓力

除氧器必須加熱給水至除氧器壓力下的飽和溫度，才能達到穩定的除氧效果。定壓運行除氧器運行中必須保持壓力穩定，通過加熱蒸汽壓力調節閥實現自動調節。滑壓運行除氧器工作壓力隨負荷增加而升高，負荷達至額定值時其工作壓力達到最大值

《電站壓力式除氧器安全技術規定》5、除氧器的安全運行運行參數監督（2）壓力當除氧器工作壓力降至不能維持除氧器額定工作壓力時，應自動開啟高一級抽汽電動隔離閥；當除氧器壓力升高至額定工作壓力的1.2倍時，應自動關閉加熱蒸汽壓力調節閥前的電動隔離閥；當壓力升高至額定工作壓力的1.25-1.3倍時，安全閥應動作；當除氧

器工作壓力升高至額定工作壓力的1.5倍時（此時一般是切換到高一級抽汽運行），應自動關閉高一級抽汽切換蒸汽電動隔離閥。5、除氧器的安全運行運行參數監督（3）水位除氧器水箱的正常水位應在水箱中心處，允許上下偏離50mm左右。如果水位過低會使給水泵人口富裕靜壓頭減少，影響給水泵安全工作；如果水位過高會使給水經汽輪機抽汽管倒流至汽輪機引起水擊事故或給水箱滿水、

除氧器振動、排氣帶水等。應設水箱水位自動調節器和水箱高、低水位報警裝置及保護。5、除氧器的安全運行負荷驟變時滑壓除氧器的安全運行

5、除氧器的安全運行給水泵不汽蝕條件泵入口的有效汽蝕余量NPSHa應大于必需的汽蝕余量NPSHr

NPSHa＞NPSHr

滑壓除氧器及其給水泵連接方式5、除氧器的安全運行滑壓除氧器防止給水泵汽蝕技術措施

1、提高靜壓頭：通常大氣式除氧器位于7-8m、高壓除氧器17-18m，我國第一臺300MW機組除氧器位于35.2m高度

2、改善泵結構、采用低轉速前置泵

3、降低下降管道的壓降

4、縮短滯后時間

5、減緩暫態過程滑壓除氧器壓力下降

并列運行定壓除氧器的全面性熱力系統5、除氧器的安全運行5、除氧器的安全運行單元機組滑壓運行除氧器的全面性熱力系統5、除氧器的安全運行除氧器的啟停該除氧器運行方式為定—滑—定壓運行，在20%-70%負荷時滑壓范圍為0.1471-0.691MPa，低于20%負荷時為定壓運行，故仍裝有壓力調節