第六章 除氧器控制系统1

§6.1除氧器概述

§6.2除氧器压力控制系统§6.3除氧器水位控制系统第六章除氧器控制系统/。1§6-1除氧器概述2一、除氧器的主要用途

用汽轮机的抽汽加热给水使其达到该压力下的饱和温度，并除去溶于水中的氧（以及其它气体）。除氧器还作为汽轮机回热加热系统中的一级混合式加热器，同时担负汇集各种疏水、锅炉补充水的任务。除氧器水箱须保证锅炉所需给水的储备量。鉴于除氧器的上述作用，其水箱水位和除氧器压力应进行控制。3二．除氧器的除氧原理

锅炉给水中若含氧量较大，就会使管道及锅炉受热面遭到深度针孔腐蚀，给水含有其它气体也会妨碍热交换而降低传热效果，因此要对锅炉给水进行除氧及去除其它气体。由亨利定理知，在一定压力下，水的温度越高气体的溶解度越小；反之，水的温度越低则气体的溶解度越高。此外，某种气体的溶解度还与水面该气体的分压力有关，因此，当锅炉给水被加热到沸点时，水面上的蒸汽压力就接近全压力，而其它气体的分压力则接近零。这样，溶解于水中的气体（包括氧气）就被分解出来并及时地随部分蒸汽排走，除氧器正是根据这一原理来工作的。4§6-2除氧器压力控制系统5要使除氧器除氧效果好，就应该将水加热到沸点温度。由于温度测量存在较大的延迟，而饱和压力和饱和温度间有一一对应关系，所以一般采用控制除氧器蒸汽空间的压力来达到控制给水加热至饱和温度的目的。当除氧器压力超过原先的饱和压力时，开始由于除氧器水箱的热容量大，水的温度不会上升，从而使水进入未饱和状态，水中的含氧量相应地增加；随后由于除氧器排汽口阀门开度是根据额定压力调整试验确定的，运行中不再调整，在压力长时间高于额定压力时，排汽量必然很大，这就造成额外的汽水损失和热损失。如果除氧器压力偏低，说明加热蒸汽不足，故给水达不到饱和温度而具有较高的含氧量。6

除氧器压力对象可作为一阶惯性环节来处理，在除氧器加热蒸汽阀开度作阶跃变化时，由于连接管路很短，所以除氧器内部压力立即随之变化，只是除氧器体积较大，其压力变化过程将是缓慢的。目前，除氧器系统有单台运行和多台并列运行两种。对于并列运行的各台除氧器，采用平衡管将蒸汽空间相连接，饱和水空间也由水平衡管连接。对于压力控制则以平衡管压力为被调量，设计与单台除氧器独立运行一样的单回路控制系统。7左图是单台除氧器独立运行的压力控制系统原理方框图。除氧器的压力信号p与其给定值R比较后，差值E经比例积分调节器运算，其结果作为控制信号通过执行机构改变进入除氧器的蒸汽量，以维持压力满足除氧器运行要求。

除氧器采用滑压运行方式，可减小定压运行时抽汽压力的节流损失，尤其是在机组低负荷运行时，采用定压运行方式就要切换至高一级压力的抽汽，从而导致更大的节流损失。8

滑压运行方式：就是将除氧器加热蒸汽阀开足，除氧器压力接近抽汽压力（只差管路压力损失），这样除氧器压力就随汽轮机负荷变化而变化。

采用滑压运行方式要解决以下两个问题：

(1)在汽机升负荷过程中，除氧器内水温不能及时随压力升高而升高，就会造成给水含氧量增加；(2)在机组甩负荷时，压力降的较快而有可能造成给水泵入口汽化。因此，设计滑压运行的除氧器系统时，应考虑机组甩负荷时能切换到定压运行，而且机组启动时，除氧器有减温减压器供汽，以保证除氧效果。9除氧器压力控制系统10§6-3除氧器水位控制系统11

一、除氧器水位控制的必要性除氧器的水箱是为保证锅炉有一定的给水储备而设置的，其容量一般应不小于锅炉额定负荷下连续运行15~20min所需的给水量。除氧器水位过低，储水量不足有可能危及锅炉的安全运行，此外还有可能造成给水泵入口汽化。除氧器水位过高，则妨碍除氧器除氧。因此，除氧器水位应维持在允许范围内。由于热力循环中不断有工质损失，因此要向热力系统不断补充水。补充水来自化学水处理装置。补充水可直接进入除氧器，也可送凝汽器进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积较大，在补充水调节阀开度作阶跃变化时，水箱水位不会立即变化，而表现一定的延迟。对于化学水送凝汽器的热力系统，其水位变化的延迟就更大。此外，由于水箱容积大而进水管细，因此水位上升或下降的速度就较小（对象的飞升速度小）。在负荷一定时，除氧器水位对象的动态特性近似为有延迟的一阶积分环节。13三、除氧器水位控制方案

1、对于补充水直接进除氧器的热力系统，除氧器水位H为被调量，采用单回路控制系统，控制补充水调节阀开度，维持水位在允许范围内。2、对于补充水进凝汽器后再入除氧器的热力系统:(1)若凝汽器为高水位运行，可除氧器水位应与凝汽器水位控制一起考虑。例如,采用改变凝结水流量来控制除氧器水位,采用改变化学补充水量来控制凝汽器水位。

14(2)若凝汽器为低水位运行，可采用左图所示的三冲量控制系统。

化学水进入凝汽器，凝结水流量中实际包括了补充水，而锅炉给水流量和凝结水流量的差值，反映了热力循环中的汽水损失，因此可组成除氧器水位H、凝结水量WL、给水量WG三冲量控制系统。151)单级三冲量控制系统

图.单级三冲量控制系统结构图

凝结水量WL给水量WGL除氧器水位HIWGIWL162)串级三冲量控制系统

凝结水量WLL除氧器水位H给水量WG

副调节器的作用主要是通过内回路进行给水流量W和凝结水流量的比值调节，并快速消除来自给水侧的扰动。17除氧器水位控制系统18四、凝汽器控制凝汽器水位控制系统的作用是维持凝汽器的热井水位在允许的范围之内。因热井水位太高会使换热面积减少，真空下降，直接影响机组的经济与安全运行。凝汽器水位和除氧器水位是关联的，相互影响。除