一种自响应无动力透气膜增氧给水加氧装置的制作方法

1.本实用新型涉及火力发电厂给水系统加氧技术领域，具体涉及一种自响应无动力透气膜增氧给水加氧装置。


背景技术：

2.火力发电厂给水系统需要进行加氧处理，保持一定溶解氧浓度满足给水系统、省煤器、水系统钝化要求，对炉前给水系统、高压加热器、省煤器、水冷壁防腐，同时由于过热蒸汽中氧的浓度接近为零，不存在促进过热器氧化皮集中脱落的风险。因此，加氧处理技术是解决火力发电厂机组水汽系统腐蚀、结垢，提高机组运行经济性的最为安全的水处理方法。
3.传统加氧装置分为气态加氧、液态加氧两种。
4.第一种是气态加氧装置，主要由氧气瓶、汇流排、氧气流量控制设备、氧气输送管线等组成。加氧间存放一批氧气瓶构成了重大危险源，增加了运行安全风险。运行人员需要巡检气瓶压力、定期更换气瓶、每次更换气瓶后进行气密性检查，运行维护工作量大。由于气体具有可压缩性，加氧流量小、加氧压力高等特点，加氧控制精度差，不利于机组的安全经济运行
5.传统加氧装置第二种液态加氧是在液体水中溶氧后进行加氧，水源取自除盐水补水，将氧气溶解其中后用计量泵加入给水系统加氧。由于火力发电厂热负荷变化较快，给水流量也波动较快，给水压力流量波动也较快，流量信号波动后反馈给计量泵需要一定的响应时间，影响加氧控制精度。
6.因此，开发一种简单、可靠、自动相应精确加氧调节加氧装置和加氧方法，成为保证机组安全经济运行，最大限度地降低运行维护人员的工作的关键技术。


技术实现要素：

7.为了克服上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种自响应无动力透气膜增氧给水加氧装置，本实用新型自动响应给水流量变化，自动调整加氧水流量，从而自动相应加氧量变化，维持加氧精度；同时本实用新型加氧水取自给水管道高压侧，加氧点接至除氧器下降管低压侧，无需动力系统，降低了使用及维护成本；本实用新型采用透气防水膜对加氧水进行增氧，整体加氧系统没有气空间，避免气体压缩造成的精度影响。从而实现了自响应无动力透气膜增氧给水加氧。
8.为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
9.一种自响应无动力透气膜增氧给水加氧装置，包括除氧器1，除氧器1出口通过除氧器下降管2连接给水管道，给水管道连通受热面系统7，除氧器下降管2上设置给水泵3，给水管道设置给水流量调节阀4，给水流量调节阀4后受热面系统7前的给水管道上依次设置有加氧水取水口5和氧含量测量取样口6，加氧水取水口5依次通过加氧水减压阀10和加氧水流量调节阀11连接透气膜增氧罐12入口，透气膜增氧罐12出口连接的加氧点13位于除氧
器1出口的除氧器下降管2上，加氧水进入透气膜增氧罐12增氧，增氧至饱和浓度后通过加氧点13加入到给水管道；氧含量测量取样口6通过氧含量测量仪8连接加氧水流量控制器9入口，加氧水流量控制器9出口连接加氧水流量调节阀11，加氧水流量控制器9根据氧含量分析结果将控制信号反馈至加氧水流量调节阀11对加氧水流量进行控制；所述氧含量测量仪8、加氧水流量控制器9、氧水减压阀10和加氧水流量调节阀11组成加氧系统。
10.所述加氧水取水口6设置在给水流量调节阀4后，由于后续受热面系统7阻力恒定，加氧水取水口6处的流量和压力完全成线性对应关系；同时加氧系统阻力也恒定，而加氧点13设置在除氧器下降管2上，除氧器下降管2压力稳定，所以加氧水流量能够随着给水流量自动变化，做到自动响应加氧控制，从而自动响应加氧量变化，维持加氧精度；加氧系统设置的加氧水流量调节阀11只对加氧水流量进行微调，实现加氧量的精准控制；而且由于加氧水取水口6设置在给水流量调节阀4后，此处的给水压力远高于加氧点即除氧器下降管压力，所以无需再配置动力装置，加氧水在正常压差下流入加氧点13。
11.在20摄氏度条件下饱和溶解氧浓度为8～9mg/l，加氧浓度控制在10-30μg/l，所以加氧水取水比例为给水的1/300，取水比例对给水流量影响很小。
12.所述透气膜增氧罐12中采用透气防水膜对加氧水进行增氧，透气膜增氧罐分为气侧和水侧两部分，中间用透气防水膜间隔，透气防水膜的材料是高分子微孔结构，空气分子直径小，能够顺利渗透到水侧；空气中的氧分子从而不断的从空气中渗透入水侧的加氧水中，直至达到饱和浓度；而液体水由于表面张力的作用即水分子之间互相拉扯抗衡，水分子不能顺利脱离液体水渗透到气侧，也就防止了水的渗透发生；因此加氧水在水侧流动，由于透气防水膜的阻隔，加氧水不能从水侧流动至气侧。
13.由于采用了透气防水膜间隔增氧，不需要氧气溶解罐的气液交换空间，从而整体加氧系统没有气空间，避免气体压缩造成流量波动，避免对加氧精度的影响。
14.所述受热面系统7包括相连接的省煤器和水冷壁。
15.所述的自响应无动力透气膜增氧给水加氧装置的工作方法，包括如下步骤：
16.步骤一：在火力发电机组启动初期，不需要往给水中加氧，关闭加氧水流量调节阀11，给水从除氧器1进入到除氧器下降管2，然后用给水泵3打入给水管道，用给水流量调节阀4调节给水流量，当机组需要提升负荷时，给水流量调节阀开度增大，给水流量随之增大，当机组需要降低负荷时，给水流量调节阀开度减小，给水流量随之减小，最终进入受热面系统；
17.步骤二：在火力发电机组稳定运行后，开始实施给水加氧，给水从除氧器1进入到除氧器下降管2，然后用给水泵3打入给水管道，用给水流量调节阀4调节给水流量，当火力发电机组需要提升负荷时，给水流量调节阀开度增大，给水流量随之增大，当机组需要降低负荷时，给水流量调节阀开度减小，给水流量随之减小，最终进入受热面系统；在受热面系统入口前的氧含量测量取样口6处对给水氧含量取样分析，分析结果由氧含量测量仪8反馈至加氧水流量控制器9，加氧水流量控制器9根据氧含量分析结果将控制信号反馈至加氧水流量调节阀11对加氧水流量进行精准控制，加氧水然后进入透气膜增氧罐12增氧，增氧至饱和浓度后通过加氧点13加入到给水管道；
18.步骤三：当火力发电机组停运前，需要提前结束给水加氧；给水从除氧器1进入到除氧器下降管2，然后用给水泵3打入给水管道，用给水流量调节阀4调节给水流量，加氧水
流量控制器9发送控制信号逐步减小加氧水流量调节阀11开度，对加氧水流量进行控制，直到开度为零，结束加氧控制，给水最终进入受热面系统。
19.和现有技术相比较，本实用新型具备如下优点：
20.1、本实用新型装置加氧水取水口6设置在给水流量调节阀4后，由于后续省煤器等受热面系统阻力基本恒定，加氧水取水口6处的流量和压力完全成线性对应关系；同时加氧系统阻力也基本恒定，而加氧点13设置在除氧器下降管2上，除氧器下降管2压力基本稳定，所以加氧水流量能够随着给水流量自动变化，做到自动响应加氧控制，从而自动响应加氧量变化，维持加氧精度；加氧系统设置的加氧水流量调节阀11只对加氧水流量进行微调，实现加氧量的精准控制。
21.2、本实用新型装置由于采用了透气防水膜间隔增氧，不需要氧气溶解罐的气液交换空间，从而整体加氧系统没有气空间，避免气体压缩造成流量波动，避免对加氧精度的影响。
22.3、本实用新型装置无动力系统，减少了运行能耗，降低了使用维护成本。
23.4、相比传统加氧装置使用纯氧或者高压压缩空气，本实用新型采用常压空气作为氧气来源，极大提高加氧运行安全性和稳定性。
附图说明
24.图1为一种自响应无动力透气膜增氧给水加氧装置示意图。
具体实施方式
25.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。
26.如图1所示，一种自响应无动力透气膜增氧给水加氧装置，包括除氧器1，除氧器1出口通过除氧器下降管2连接给水管道，给水管道连通受热面系统7，除氧器下降管2上设置给水泵3，给水管道设置给水流量调节阀4，给水流量调节阀4后受热面系统7前的给水管道上依次设置有加氧水取水口5和氧含量测量取样口6，加氧水取水口5依次通过加氧水减压阀10和加氧水流量调节阀11连接透气膜增氧罐12入口，透气膜增氧罐12出口连接的加氧点13位于除氧器1出口的除氧器下降管2上，加氧水进入透气膜增氧罐12增氧，增氧至饱和浓度后通过加氧点13加入到给水管道；氧含量测量取样口6通过氧含量测量仪8连接加氧水流量控制器9入口，加氧水流量控制器9出口连接加氧水流量调节阀11，加氧水流量控制器9根据氧含量分析结果将控制信号反馈至加氧水流量调节阀11对加氧水流量进行控制；所述氧含量测量仪8、加氧水流量控制器9、氧水减压阀10和加氧水流量调节阀11组成加氧系统。给水从除氧器1进入到除氧器下降管2，然后用给水泵3打入给水管道，用给水流量调节阀4调节给水流量，当机组需要提升负荷时，给水流量调节阀开度增大，给水流量随之增大，当机组需要降低负荷时，给水流量调节阀开度减小，给水流量随之减小，最终进入省煤器等受热面系统；在省煤器入口前的氧含量测量取样口6处对给水氧含量取样分析，分析结果由氧含量测量仪8反馈至加氧水流量控制器9，加氧水流量控制器9根据氧含量分析结果将控制信号反馈至加氧水流量调节阀11对加氧水流量进行控制，加氧水然后进入透气膜增氧罐12增氧，增氧至饱和浓度后通过加氧点加入到给水管道。
27.本装置加氧水取水口6设置在给水流量调节阀4后，由于后续省煤器等受热面系统
阻力基本恒定，加氧水取水口6处的流量和压力完全成线性对应关系；同时加氧系统阻力也基本恒定，而加氧点13设置在除氧器下降管2上，除氧器下降管2压力基本稳定，所以加氧水流量能够随着给水流量自动变化，做到自动响应加氧控制，从而自动响应加氧量变化，维持加氧精度；加氧系统设置的加氧水流量调节阀11只对加氧水流量进行微调，实现加氧量的精准控制。一般在20摄氏度条件下饱和溶解氧浓度为8～9mg/l，加氧浓度通常控制在10-30μg/l，所以加氧水取水比例为给水的1/300，取水比例对给水流量影响很小。
28.本装置在透气膜增氧罐12中采用透气防水膜对加氧水进行增氧，透气膜增氧罐分为气侧和水侧两部分，中间用透气防水膜间隔，透气防水膜的材料是高分子微孔结构，空气分子直径非常小，可以顺利渗透到水侧。空气中的氧分子从而不断的从空气中渗透入水侧的加氧水中，直至达到饱和浓度；而液体水由于表面张力的作用(水分子之间互相"拉扯抗衡")，水分子不能顺利脱离液体水渗透到另一侧，也就防止了水的渗透发生。加氧水在水侧流动，由于透气防水膜的阻隔，加氧水不能从水侧流动至气侧。
29.本装置由于采用了透气防水膜间隔增氧，不需要氧气溶解罐的气液交换空间，从而整体加氧系统没有气空间，避免气体压缩造成流量波动，避免对加氧精度的影响。
30.本实用新型自响应无动力透气膜增氧给水加氧装置的工作方法，包括如下步骤：
31.步骤一：在火力发电机组启动初期，不需要往给水中加氧，实施步骤如下，加氧水流量调节阀11，给水从除氧器1进入到除氧器下降管2，然后用给水泵3打入给水管道，用给水流量调节阀4调节给水流量，当机组需要提升负荷时，给水流量调节阀开度增大，给水流量随之增大，当机组需要降低负荷时，给水流量调节阀开度减小，给水流量随之减小，最终进入省煤器等受热面系统。
32.步骤二：在火力发电机组稳定运行后，开始实施给水加氧，给水从除氧器1进入到除氧器下降管2，然后用给水泵3打入给水管道，用给水流量调节阀4调节给水流量，当火力发电机组需要提升负荷时，流量调节阀开度增大，给水流量随之增大，当机组需要降低负荷时，流量调节阀开度减小，给水流量随之减小，最终进入省煤器等受热面系统；在省煤器入口前的氧含量测量取样口6处对给水氧含量取样分析，分析结果由氧含量测量仪8反馈至加氧水流量控制器9，加氧水流量控制器9根据氧含量分析结果将控制信号反馈至加氧水流量调节阀11对加氧水流量进行精准控制，加氧水然后进入透气膜增氧罐12增氧，增氧至饱和浓度后通过加氧点13加入到给水管道。
33.步骤三：当火力发电机组停运前，需要提前结束给水加氧。给水从除氧器1进入到除氧器下降管2，然后用给水泵3打入给水管道，用给水流量调节阀4调节给水流量，加氧水流量控制器9发送控制信号逐步减小加氧水流量调节阀11开度，对加氧水流量进行控制，直到开度为零，结束加氧控制，给水最终进入省煤器等受热面系统。