一種液態(tài)恒值加氧系統(tǒng)及加氧方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力行業(yè)給水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種液態(tài)恒值加氧系統(tǒng)及加氧方法。
【背景技術(shù)】
[0002]氧氣在高純度的水中對(duì)金屬內(nèi)壁有鈍化作用，可以形成致密的雙層鈍化保護(hù)膜。利用這一原理，在火力發(fā)電廠高參數(shù)機(jī)組中進(jìn)行加氧處理，可以有效抑制爐前給水系統(tǒng)的流動(dòng)加速腐蝕，降低給水腐蝕產(chǎn)物含量，避免因給水?dāng)y帶大量腐蝕產(chǎn)物沉積在鍋爐省煤器和水冷壁而產(chǎn)生的次生危害；同時(shí)加氧處理在減緩鍋爐受熱面結(jié)垢速率、抑制鍋爐壓差上升、延長(zhǎng)鍋爐化學(xué)清洗周期、增加凝結(jié)水精處理系統(tǒng)周期制水量和降低水處理藥劑消耗方面有著顯著的效果，對(duì)于高參數(shù)火力發(fā)電廠安全運(yùn)行、節(jié)能降耗有重要意義。經(jīng)核算，對(duì)于1000MW機(jī)組，實(shí)施加氧處理，每年可以帶來(lái)直接經(jīng)濟(jì)效益近100萬(wàn)元，間接經(jīng)濟(jì)效益近150萬(wàn)元，同時(shí)減少?gòu)U水排放5萬(wàn)噸，固體廢物排放40噸。
[0003]電力行業(yè)目前水處理加氧工況如圖1所示，無(wú)一例外是采用氧氣直供技術(shù)，通過(guò)手動(dòng)或自動(dòng)調(diào)節(jié)閥門控制加氧量大小，通過(guò)加氧管線輸送至給水或凝水系統(tǒng)的加氧點(diǎn)。根據(jù)《DLT 805.1-2011火電廠汽水化學(xué)導(dǎo)則第I部分鍋爐給水加氧處理導(dǎo)則》，省煤器入口(給水)和除氧器入口(凝水)溶氧值要求控制在30?150ug/L，具體數(shù)值要結(jié)合每個(gè)電廠機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行情況確定。從金屬與水的反應(yīng)原理來(lái)分析，水中含氧量均勻、穩(wěn)定才能保證氧化反應(yīng)的化學(xué)動(dòng)力穩(wěn)定，從而使生成的氧化膜厚度均勻、致密光滑，不容易疏松脫落，因此盡可能減小水中溶氧值波動(dòng)幅值成為加氧技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)。
[0004]但是，由于氣體本身具有極大的可壓縮性，氣體流量的調(diào)節(jié)，受調(diào)閥開(kāi)度、輸送壓差、管道直徑等多方面影響，從而使氣體的流量調(diào)節(jié)過(guò)程非常復(fù)雜，無(wú)法利用調(diào)節(jié)閥做到線性調(diào)節(jié)。對(duì)于目前電力系統(tǒng)，采用氧氣直供技術(shù)進(jìn)行加氧處理，由于加氧點(diǎn)的壓力和流量隨著機(jī)組負(fù)荷在不斷變化，通過(guò)調(diào)節(jié)加氧系統(tǒng)流量調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度控制水中溶氧值的目的難以實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)致給水中氧量波動(dòng)范圍較大。另一方面，電力系統(tǒng)加氧處理過(guò)程中，所需氧量極小，壓力較高，在電廠運(yùn)行機(jī)組負(fù)荷波動(dòng)較大的情況下，需要流量調(diào)節(jié)閥能夠滿足極小流量的高精度控制要求，以便及時(shí)準(zhǔn)確追蹤給水流量變化，迄今為止，國(guó)內(nèi)外尚沒(méi)有完全能夠滿足這些要求的產(chǎn)品。
[0005]由于上述這些原因，造成了目前電力系統(tǒng)氧氣直供加氧技術(shù)投運(yùn)效果較差，氧量波動(dòng)較大，從而使得很多高參數(shù)火力發(fā)電機(jī)組不得不放棄加氧處理這一先進(jìn)的處理方式，由此造成了巨大的經(jīng)濟(jì)效益損失，同時(shí)還對(duì)機(jī)組安全運(yùn)行造成了嚴(yán)重影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種液態(tài)恒值加氧系統(tǒng)及加氧方法，可以將溶氧值穩(wěn)定在某一恒值，消除波動(dòng)，真正實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加氧。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0008]一種液態(tài)恒值加氧系統(tǒng)，包括氧氣瓶1，還包括與氧氣瓶I連通的富氧水發(fā)生器4，在氧氣瓶I與富氧水發(fā)生器4連通的管路上設(shè)置有減壓器2，所述富氧水發(fā)生器4內(nèi)通有除鹽水，富氧水發(fā)生器4連接有為氧氣與除鹽水混合提供動(dòng)力的動(dòng)力箱5，所述富氧水發(fā)生器4通過(guò)加氧管線與給水或凝水系統(tǒng)的加氧點(diǎn)連通，加氧管線上設(shè)置有對(duì)富氧水發(fā)生器4產(chǎn)生的富氧水流量進(jìn)行調(diào)節(jié)整定并輸送至加氧點(diǎn)的輸送裝置3。
[0009]所述輸送裝置3為人工和自動(dòng)調(diào)節(jié)兩種可切換模式。
[0010]上述所述的液態(tài)恒值加氧系統(tǒng)的加氧方法，氧氣經(jīng)過(guò)減壓器2減壓后，與除鹽水一起進(jìn)入到富氧水發(fā)生器4內(nèi)，由動(dòng)力箱5提供動(dòng)力，對(duì)氧氣和除鹽水進(jìn)行加壓分化、膜滲透處理，生成無(wú)揮發(fā)、無(wú)氣泡的高濃度富氧水，由輸送裝置3通過(guò)加氧管道輸送至給水或凝水系統(tǒng)的加氧點(diǎn)，輸送裝置3在輸送過(guò)程中進(jìn)行輸送速率大小的調(diào)節(jié)，從而精確控制給水溶氧值變化，使得溶氧值始終維持在恒值。
[0011]加氧管線中輸送的介質(zhì)是液態(tài)的富氧水，而非單純的氧氣。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0013]1、避免了氣體自身可壓縮性帶來(lái)的一系列難以克服的控制技術(shù)難題，巧妙的運(yùn)用成熟的工藝和現(xiàn)有資源，從給水或凝結(jié)水系統(tǒng)將除鹽水引入富氧水發(fā)生器，在富氧水發(fā)生器內(nèi)將氧氣和除鹽水進(jìn)行融合，通過(guò)原有的加氧管線將富氧水輸送至加氧點(diǎn)，再次進(jìn)入給水或凝水系統(tǒng)，整個(gè)循環(huán)過(guò)程不需要增加額外的補(bǔ)充水量節(jié)能環(huán)保，同時(shí)又成功的將所需氧氣通過(guò)該循環(huán)系統(tǒng)輸送至主水系統(tǒng)，達(dá)到加氧的目的。輸送系統(tǒng)內(nèi)的流動(dòng)介質(zhì)由氣態(tài)氧改為液態(tài)富氧水，由于液體不可壓縮，該輸送過(guò)程屬于剛性投加，因此徹底解決了由于氣體可壓縮性帶來(lái)的無(wú)法進(jìn)行線性流量調(diào)節(jié)的固有難題，在給水流量變化時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)富氧水的輸送流量能夠迅速對(duì)給水溶氧值進(jìn)行整定，從而消除給水系統(tǒng)中溶氧值的波動(dòng)，使之及時(shí)回歸到控制目標(biāo)值，維持給水系統(tǒng)中溶氧值在某一恒值，確保主水管道氧化反應(yīng)化學(xué)動(dòng)力穩(wěn)定，增強(qiáng)鍋爐內(nèi)壁雙層致密氧化膜的完整性和固定性，減小氧化皮脫落幾率。
[0014]2、氣態(tài)加氧自動(dòng)化難以實(shí)現(xiàn)的另一個(gè)重要原因，是因?yàn)樾×髁繗怏w流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)精度不高，尤其在弱氧處理工況時(shí)，需要的氧氣量極小，依靠線圈吸合實(shí)現(xiàn)閥門開(kāi)度變化的流量自動(dòng)控制閥，根本不能精確的控制加氧量，由于機(jī)組負(fù)荷變化比較大，主水系統(tǒng)流量經(jīng)常在50%甚至更大的范圍內(nèi)波動(dòng)，氣體自動(dòng)調(diào)節(jié)閥既要滿足大流量時(shí)較多加氧量的粗放要求，又需要滿足小流量時(shí)較少加氧量的精度要求，而目前國(guó)內(nèi)外還找不到這種控制精度高、適應(yīng)流量范圍大、調(diào)節(jié)線性好的氣體流量調(diào)節(jié)閥，這也是氣態(tài)加氧自動(dòng)控制投運(yùn)效果不好的原因之一。而液態(tài)加氧完全可以通過(guò)成熟的技術(shù)工藝控制輸送裝置的輸送速率，達(dá)到控制溶氧濃度的目的，徹底避開(kāi)了氣體流量調(diào)節(jié)閥門帶來(lái)的困擾，因此可以從真正意義上實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守的自動(dòng)化加氧。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為現(xiàn)有氣態(tài)加氧系統(tǒng)示意圖。
[0016]圖2是本發(fā)明液態(tài)恒值加氧系統(tǒng)示意圖。
[0017]圖3為現(xiàn)有氣態(tài)加氧控制效果圖。
[0018]圖4為本發(fā)明液態(tài)加氧控制效果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的工作原理作更詳細(xì)說(shuō)明。
[0020]如圖2所示，一種液態(tài)恒值加氧系統(tǒng)，包括氧氣瓶1，還包括與氧氣瓶I連通的富氧水發(fā)生器4，在氧氣瓶I與富氧水發(fā)生器4連通的管路上設(shè)置有減壓器2，所述富氧水發(fā)生器4內(nèi)通有除鹽水，富氧水發(fā)生器4連接有為氧氣與除鹽水混合提供動(dòng)力的動(dòng)力箱5，所述富氧水發(fā)生器4通過(guò)加氧管線與給水或凝水系統(tǒng)的加氧點(diǎn)連通，加氧管線上設(shè)置有對(duì)富氧水發(fā)生器4產(chǎn)生的富氧水進(jìn)行輸送并調(diào)節(jié)整定至加氧點(diǎn)的輸送裝置3。
[0021]本發(fā)明液態(tài)恒值加氧系統(tǒng)的加氧方法:氧氣經(jīng)過(guò)減壓器2減壓后，與除鹽水一起進(jìn)入到富氧水發(fā)生器4內(nèi)，由動(dòng)力箱5提供動(dòng)力，使氧氣和除鹽水進(jìn)行加壓分化、膜處理，生成一種無(wú)揮發(fā)、無(wú)氣泡的高濃度富氧水，由輸送裝置3通過(guò)加氧管道輸送至給水或凝水系統(tǒng)的加氧點(diǎn)，輸送裝置3在輸送過(guò)程中進(jìn)行流量大小的調(diào)節(jié)，從而精確控制給水溶氧值變化，使得溶氧值始終維持在某一恒值。
[0022]如圖3所示，為某電廠氣態(tài)加氧控制效果圖，從圖中可以看出，溶氧濃度從16-75ug/L之間波動(dòng)，機(jī)組負(fù)荷帶來(lái)的水量變化時(shí)，氣態(tài)加氧的自修正能力極差，距離該廠控制目標(biāo)30-40ug/L的要求偏差較大。因此，很多電廠因?yàn)榧友趿侩y以控制而對(duì)加氧工藝棄之不用，造成頻繁的氧化皮脫落堵塞閥門和蒸汽管道爆管等事故。
[0023]如圖4所示，為采用本發(fā)明液態(tài)恒值加氧系統(tǒng)及方法的液態(tài)加氧控制效果圖，從圖中可以看出液態(tài)加氧控制值基本維持在35ug/L左右，偏差不超過(guò)3ug/L，可見(jiàn)液態(tài)剛性投加的優(yōu)勢(shì)非常明顯。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種液態(tài)恒值加氧系統(tǒng)，包括氧氣瓶(I)，其特征在于:還包括與氧氣瓶(I)連通的富氧水發(fā)生器(4)，在氧氣瓶(I)與富氧水發(fā)生器(4)連通的管路上設(shè)置有減壓器(2)，所述富氧水發(fā)生器(4)內(nèi)通有除鹽水，富氧水發(fā)生器(4)連接有為氧氣與除鹽水混合提供動(dòng)力的動(dòng)力箱(5)，所述富氧水發(fā)生器(4)通過(guò)加氧管線與給水或凝水系統(tǒng)的加氧點(diǎn)連通，加氧管線上設(shè)置有對(duì)富氧水發(fā)生器(4)產(chǎn)生的富氧水流量進(jìn)行調(diào)節(jié)整定并輸送至加氧點(diǎn)的輸送裝置⑶。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液態(tài)恒值加氧系統(tǒng)，其特征在于:所述輸送裝置(3)為人工和自動(dòng)調(diào)節(jié)兩種可切換模式。3.權(quán)利要求1所述的液態(tài)恒值加氧系統(tǒng)的加氧方法，其特征在于:氧氣經(jīng)過(guò)減壓器(2)減壓后，與除鹽水一起進(jìn)入到富氧水發(fā)生器(4)內(nèi)，由動(dòng)力箱(5)提供動(dòng)力，對(duì)氧氣和除鹽水進(jìn)行加壓分化、膜交換等處理，生成無(wú)揮發(fā)、無(wú)氣泡的高濃度富氧水，由輸送裝置(3)通過(guò)加氧管道輸送至給水或凝水系統(tǒng)的加氧點(diǎn)，輸送裝置(3)在輸送過(guò)程中進(jìn)行輸送速率大小的調(diào)節(jié)，從而精確控制給水溶氧值變化，使得溶氧值始終維持在恒值。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加氧方法，其特征在于:加氧管線中輸送的介質(zhì)是液態(tài)的富氧水，而非單純的氧氣。
【專利摘要】一種液態(tài)恒值加氧系統(tǒng)及加氧方法，該系統(tǒng)包括氧氣瓶，與氧氣瓶連通的富氧水發(fā)生器，在氧氣瓶與富氧水發(fā)生器連通的管路上設(shè)置有減壓器，所述富氧水發(fā)生器內(nèi)通有除鹽水，所述富氧水發(fā)生器通過(guò)輸送裝置和加氧管線與給水或凝水系統(tǒng)的加氧點(diǎn)連通，在富氧水發(fā)生器內(nèi)將氧氣和除鹽水進(jìn)行融合，再通過(guò)原有的加氧管道將富氧水輸送至加氧點(diǎn)；本發(fā)明液態(tài)恒值加氧工藝由于是液體剛性投加，避免了氣體調(diào)節(jié)帶來(lái)的一系列現(xiàn)階段難以克服的技術(shù)難題，巧妙的運(yùn)用成熟的工藝、技術(shù)，徹底消除溶氧值波動(dòng)，確保主水管道內(nèi)壁雙層致密氧化膜的完整性和固定性，減小氧化皮脫落幾率，并且無(wú)需人工操作調(diào)節(jié)，完全實(shí)現(xiàn)加氧自動(dòng)化。
【IPC分類】C02F1/68
【公開(kāi)號(hào)】CN104925931
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510374741
【發(fā)明人】王寧飛, 王釗, 張小宏, 郭金平
【申請(qǐng)人】西安西熱水務(wù)環(huán)保有限公司
【公開(kāi)日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年6月30日