给水系统的组成及用途

  给水系统的组成及其作用：给水系统大的组成部分有，除氧器、给水泵组、高加系统三大主要部分所组成。其作用主要是把凝结水经过除氧器除氧后，再经给水泵升压，通过高压加热器加热给水，向锅炉提供具有很多压力和一定温度的锅炉给水，同时提供高压旁路减温水、过热器减温水和再热器减温水。下面就分三部分介绍一下给水系统。

  一、除氧器部分白音华工程的除氧器为内置式除氧器，可以定压及滑压运行，除氧器为圆筒形能承受压力的容器，是机组回热系统中的混合式加热器，运行时应注意控制除氧器水位及内部压力。

  1.给水中带入气体的危害当水与空气接触时，就会有一部分溶解到水中，溶解于水中的气体大多数来自有两个：一是补水带入；二是处于真空状态下的热力设备及管道附件不严密进入。给水带入气体的危害如下：（1）腐蚀热力设备及其管道，降低其工作可靠性与常规使用的寿命，给水中溶解气体危害最大的是氧气，它会对热力设备及管道材料产生腐蚀，所容二氧化碳会加快氧的腐蚀，而在高温条件下，水的碱性较弱将使氧化腐蚀将加快；（2）阻碍传热，影响传热效果，降低热力设备的热经济性，不凝结气体附着在传热面上，氧化物沉积形成的盐垢，会增大传热热阻，使热力设备传热恶化。同时，氧化物沉积在汽轮机叶片上，会导致汽轮机出力下降和轴承推动力增加等危害。

  2.除氧器的作用及原理除氧器的作用主要是除去给水中的氧，其次也是实现给水加热的过程。它的工作原理如下：亨利定律指出，当液体和气体处于同一平衡状态时，在温度一定的情况下，单位体积液体内溶解的气体量与液面上该气体分压力成正比。当水温升高时，水的蒸发量增大，水面上水蒸汽的分压力升高，气体分压力相对下降，导致水中的气体不断析出，达到新的动态平衡，除氧器是利用这种原理进行除氧的。道尔顿定律指出：混合气体的全压力等于各组分气体分压力之和。对于给水而言，水面上混合气体的全压力，等于气体的分压力与蒸汽的分压力之和。可见当增加水面上混合气体中水蒸汽的量时，就可降低氧气的分压力，为除氧创造条件。水达到饱和温度时，水面上蒸汽的分压力接近于其混合气体的总压力，而不凝结气体的分压力接近于零，这样水中溶解的气体就会不断的逸出水面，直至达到此温度和压力下的平衡状态。热力除氧过程是个传热和传质的过程，传热过程是把水加热到除氧器压力下的饱和温度，传质过程是将水中的气体分离析出。

  气体的析出方式大致有两种：一种是在除氧的初始阶段，气体以小气泡的形式从水中逸出。此时水中气体的含量较多，其分压力大于水面以上气体的分压力，气体会以气泡的形式克服水的粘滞力和表面张力析出，如此可除去水中80%-90%的气体。另一种是气体以扩散形式从水中逸出。经过初级除氧的给水中仍含有少量气体，这部分气体的不平衡压差很小，气体离析的能力较弱，为达到深度除氧目的，可适当增加水的表面积，缩短气体析出路径，强化水中气体的析出。

  3.除氧器运行满足的几个条件：第一：有足够量的蒸汽将水加热到除氧器压力下的饱和温度；第二：及时排走析出的气体，防止水面的气体分压力增加，影响析出；第三：增大水与蒸汽接触的表面积，增加水与蒸汽接触的时间，蒸汽与水采用逆向流动，以维持足够大的传热面积和足够长的传热、传质时间。

  1.给水泵组的介绍本工程的给水泵组最重要的包含三台50%容量的电动给水泵、前置泵其及液力偶合器等组成。给水泵组主要设备技术规范如下附表：电动给水泵前置泵项目单位规范型号SQ300-670型式离心式流量m3/h1324.8扬程m134转速r/min1490必需汽蚀余量m4.4制造厂家上海凯士比泵有限公司电动给水泵项目单位规范型号CHTC6/5型式离心式流量m3/h1321.5扬程㎡214转速r/min4960配用功率KW11000制造厂家上海凯士比泵有限公司液力偶合器项目单位规范型号R18K500M型式速比112/33额定输入转速r/min1490最大输出转速r/min一次轴转速r/min最大连续输出功率MW额定滑差率%调节范围%制造厂家德国电动给水泵电动机项目单位规范型号1TZ1537-8AE02-Z标称电压V10000额定电流A722额定功率KW11000额定转速r/min1493绝缘等级F防护等级IP54/IP55功率因数0.90冷却水流量L/min506冷却水温度℃33制造厂家德国西门子给水泵是汽轮机的重要辅助设备，它将旋转机械能转变为给水的压力能和动能，向锅炉提供所要求压力下的给水。为提高除氧器在滑压运行时的经济性，同时又确保给水泵的运行安全，通常在给水泵前加设一台低速前置泵，与给水泵串联运行。由于前置泵的工作转速较低，所需的泵进口倒灌高度（即汽蚀裕量）较小，以此来降低了除氧器的安装高度，本工程除氧器的安装平台高度为27.5米，节省了主厂房的建设费用；并且给水经前置泵升压后，其出水压头高于给水泵所需的有限汽蚀裕量和在小流量下的附加汽化压头，能够有效地防止给水泵的汽蚀。

  2.电动给水泵的工作过程电动给水泵的工作过程主要是由液力耦合器来控制，液力偶合器能轻松实现无级变速运行，工作可靠操作简单便捷，调节灵活维修方便。采用液力偶合器便于实现工作全程自动调节，以适应载荷的一直在变化。液力偶合器主要由主动轴、泵轮、涡轮、旋转内套、勺管和从动轴等组成。其中泵轮和涡轮分别套装在位于同一轴线的主、被动轴上，泵轮和涡轮的内腔室相对安装，两者相对端面间留有一窄缝。泵轮和涡轮的环形腔室中装有许多径向叶片，将其分隔成许多小腔室；在泵轮的内侧端面设有进油通道，压力油经泵轮上的进油通道进入泵轮的工作腔室。在主动轴旋转时，泵轮腔室中的工作油在离心力的作用下产生对泵轮的径向流动，在泵轮的出口边缘形成冲向涡轮的高速油流，高速油流在涡轮腔室中撞击在叶片上改变方向，一部分油由涡轮外缘的泄油通道排出，另一部分回流到泵轮的进口，这样在泵轮和涡轮工作腔室中形成油流循环。在油循环中，泵轮将输入的机械能转变为油流的动能和压力势能，涡轮则将油流的动能和压力势能转变为输出的机械能，以此来实现主动轴与从动轴之间能量传递的过程。

  3.泵组的汽蚀原因：a.除氧器压力下降太快；b.泵的进口滤网堵塞；c.流量低时再循环阀未开；d.泵的转速低；e.除氧器水位低；f.前置泵故障。现象：a.泵的电流降低；b.泵的进出口压力变化太大；c.流量剧烈变化；d.泵内伴有噪声和振动声音；e.机械密封处有蒸汽冒出。三。高压加热器本工程给水系统中3台高压加热器采用大旁路系统，旁路管道由3号高加入口前三通阀接出，在1号高加出口电动闸阀后接入，三通阀要实现快速动作。具有系统简单，阀门少，投资节省，运行维护方便等优点。省煤器进口的给水管路上设有止回阀和电动闸阀。给水泵出口母管提供高旁减温水和过热器减温水，给水泵中间抽头提供再热器减温水。本工程配备的三台高压加热器（1号？3号），均为表面式U形管加热器，全部为卧式结构；其作用是利用汽轮机的一段、二段及三段抽汽对经过给水泵升压后的给水加热，以提高机组的热效率。高压加热器正常疏水按压力高低逐级下导，3号高压加热器正常疏水导入除氧器；高压加热器事故疏水直接导入疏水扩容器，再进入凝汽器。每台高加换热部分均设计有过热蒸汽冷却段、蒸汽凝结段、疏水冷却段，正常运行排气各自排至除氧器。三台高压加热器设备规范及运行参数：名称单位1号高压加热器2号高压加热器3号高压加热器JG-2063-2-3JG-2231-2-2JG-1745-2-1型式卧式卧式卧式数量台111加热面积m45管侧设计压力MPa323232壳侧设计压力MPa7.474.82.66管侧设计温度℃290265230壳侧设计温度℃420/290360/265490/230管侧工作所承受的压力MPa323232壳侧工作所承受的压力MPa7.474.82.66制造厂。

  1.高压加热器的结构高压加热器是给水系统的重要组成部分，下面就介绍一下高压加热器的情况。为了减小端差，提高表面式加热器的热经济性，现代大型机组的高压加热器和少量低压加热器采用了联合式表面加热器。此类加热器一般由以下三部分所组成：（1）过热蒸汽冷却段当抽汽过热度较高时，导致回热器的换热温差加大，不可逆换热损失也随之增大，为此在高压加热器和部分低压加热器装设了过热蒸汽冷却段，只利用抽汽蒸汽的过热度，蒸汽的过热度降低后，再引至凝结段，以减小总的不可逆换热损失。在该冷却段中，不允许加热蒸汽被冷却到饱和温度，因为达到该温度时，管外壁会形成水膜，使该加热段蒸汽的过热度被水膜吸附而消失，没有被给水利用，因此在此段的蒸汽都保留有剩余的过热度。在该段中，被加热水的出口温度接近或略低于抽汽蒸汽压力下的饱和温度。（2）凝结段加热蒸汽在此段中是凝结放热，其出口的凝结水温是加热蒸汽压力下的饱和温度，因此被加热水的出口温度，低于该饱和温度。（3）疏水冷却段设置该冷却段的作用是使凝结段来的疏水进一步冷却，使进入凝结段前的被加热水温得到提高，其结果一方面使本级抽汽量有所减少，另一方面，由于流入下一级的疏水温度降低，以此来降低本级疏水对下级抽汽的排挤，提高了系统的热经济性。实现疏水冷却的门槛是被冷却水必须浸泡在换热面中，是一种水-水热交换器，该加热段出口的疏水温度，低于加热蒸汽压力下的饱和温度。

  2.高加的连锁保护加热器水位应维持在正常水位运行，当机组工况发生明显的变化时，抽汽的压力和流量也会发生明显的变化，加热器水位就会上升或下降，水位太高或太低都不利于正常运行。加热器水位太低，会使疏水冷却段的吸水口露出水面，蒸汽进入该段，这将破坏该段的虹吸作用，造成疏水端差变化和蒸汽热量损失，而且蒸汽还会冲击该冷却段的U形管束，发生振动。加热器水位太高，将使部分管子浸在水中，从而减小换热面积，导致加热器性能直线下降；其次，加热器在过高水位下运行，一旦操作稍有失误或处理不及时，就非常有可能造成蒸汽供热管道发生水击，甚至汽轮机进水。水位的调节通过正常疏水阀和事故疏水阀实现。当某加热器水位升高到高水位时，在控制室内报警。水位升高到高-高水位时，报警并开启加热器事故疏水阀。到高Ⅲ水位时，高Ⅲ水位开关动作，自动关闭该抽汽管道上电动隔离阀和气动逆止阀，水侧走旁路，（对于高加，任何一台出现高Ⅲ水位时，自动关闭1~3段抽汽管道上的电动隔离阀和气动逆止阀，大旁路阀动作，高加全部解列）。同时联开管道上的气动疏水阀，这时应打开隔离阀和逆止阀之间的手动截止阀，以排除抽汽管道内的积水。给水系统相当于整台机组的大动脉，能否安全运作，是关系到整台机组的安全经济运行的重

  以上内容均根据学员实际在做的工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。

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