真空除氧器性能試驗表示除氧輔助系統組成介紹？
真空除氧器性能試驗系統：
為解決空冷機組凝結水含氧量偏高問題，可以采取:(1)增加外置式除氧器分別對凝結水和補水進行除氧；(2) 采用排汽系統內置除氧裝置和改進補水進入方式等方法除氧。而利用汽輪機排汽在外置式除氧器或凝汽器內進行真空除氧器，是確保機組運行可靠性和經濟性的有效措施。本項目以此為背景，建立了凝結水和補水真空除氧器試驗系統。其主要目的是，以15kPa 壓力飽和蒸汽為熱源，在15kPa壓力下進行真空除氧器性能試驗，以研究給水含氧量變化對真空除氧器效果的影響，為空冷機組外置式真空除氧器及內置式排汽除氧裝置的設計和開發提供可靠依據。
真空除氧器試驗系統如圖3-1所示。該系統分為除氧系統、除氧輔助系統、測量控制系統。除氧系統是整個試驗系統的核心，由模擬除氧器的簡體及內部構件組成，汽水在簡體內混合并實現除氧。除氧輔助系統包括維持除氧器內真空的水噴射抽汽機組、水噴射抽水機組、給水供給系統、給水冷卻系統、蒸汽供給系統、除氧水采樣系統。除氧輔助系統用來維持整個試驗系統的工作。測量控制系統對試驗參數一壓力、溫度、流量以及除氧后水的含氧量等物理量進行測量，并記錄存儲。同時也根據系統中的部分參數對系統進行自動控制，實現試驗過程中工況的調節和穩定。
除氧系統:
除氧系統主體是模擬除氧器的簡體。該筒體高4000mm、直徑1800mm。筒體內上部相當于除氧器的除氧頭，下部相當于除氧器的水箱，在除氧頭和水箱之間布置加熱蒸汽管。
除氧頭為方形箱體(如圖3-2)，采用噴霧一淋水盤形式。頂部為水室，水室底部安裝兩只彈簧式噴嘴霧化給水，以增加給水與蒸汽的接觸面積，使水加熱并初步除氧。噴嘴額定流量為13.5t/h。噴嘴霧化情況是衡量噴嘴性能的主要指標，將直接影響蒸汽對給水的加熱與初步除氧效果。霧化空間下方為8 層錯列布置的淋水盤。淋水盤截面如圖3-3 所示。槽鋼形式的淋水盤結構簡單，每條槽鋼相當于帶有擋水扁鐵的淋水盤，槽鋼之間的間隙相當于漏水孔，方便水溢流，也方便蒸汽向上流動。在除氧過程中淋水盤的作用主要是進一步擴大水與汽的接觸面積，實現深度除氧。若給水經過噴嘴霧化，被蒸汽加熱后，沒有達到要求的溫度，則淋水盤也能對給水進行加熱。因此，淋水盤的結構及層數將影響蒸汽對給水的進一步加熱與深度除氧效果。最后，通過淋水盤的水匯入除氧器底部的水箱。
在除氧器筒體頂部布置一根中89進水管，一根中89抽汽管，以及一根中57輔助抽汽管。進水管從除氧器頂部進入，與除氧頭頂部水室連通，進水在水室匯集，再由噴嘴噴撒。抽汽管從除氧器頂部進入，穿過水室，通入除氧頭淋水盤上方，直接對淋水盤空間抽汽。
筒外設置玻璃液位計，可以隨時監視筒內除氧水水位。
除氧輔助系統
除氧輔助系統包括維持除氧器內真空的水噴射抽氣機組、水噴射抽水機組、回水減溫系統、蒸汽供給系統、給水供給系統、除氧水采樣系統。
(1)水噴射抽氣機組
為模擬真空除氧器的實際運行工況，采用水噴射抽氣機組實現簡體內的真空條件。抽氣機組工作原理是:一定壓力的工作介質水，通過噴嘴向吸入室高速噴出，將水的壓力能變為動能，形成高速射流;吸入室中的氣體被高速射流強制攜帶與之混合,形成氣液混合流，進入擴壓器，從而使吸入室壓力降低，形成真空。在擴壓器的擴張段內，混合射流的動能轉變為壓力能，速度降低壓力升高，氣體被進一步壓縮，與水一起排出泵外，在水箱中氣水分離，氣體釋放入大氣，水由水泵循環再利用，周而復始達到抽真空的目的。
水噴射抽汽機組采用的是PSJ-280 型水噴射真空泵機組。PSJ-280 型機組由水噴射真空泵、循環水箱、離心泵等組成。離心泵將循環水增壓，再通過噴管形成高速水流。在噴管的喉部產生真空對除氧器抽汽，從而實現除氧器內的真空，同時也將除氧過程中逸出的不凝結氣體排出除氧器，實現給水的除氧的目的。由于水噴射機組抽汽過程是連續過程，除氧器內的壓力變化也會比較平緩，不會產生大的波動。試驗中，水噴射抽汽的能力通過調節抽氣管閥門開度實現。
(2) 水噴射抽水機組
除氧器內為真空狀態，除氧水不能從除氧器內排出，需要通過抽水機組抽出或者除氧器高位布置來實現。本試驗采用YSJ-20型水噴射抽水機組抽出除氧器水箱內的水。水噴射抽水機組的工作原理與水噴射抽汽機組的原理相同，通過噴射水產生真空，抽吸除氧器水箱內的水。
(3) 蒸汽供給系統
真空除氧器試驗需要的蒸汽是由鍋爐房供給的。通常鍋爐房能提供的蒸汽是壓力0.2MPa~0.5MPa 的飽和蒸汽，而試驗要求的蒸汽壓力和溫度遠遠低于鍋爐房供給的，因此需要對鍋爐房供給的蒸汽進行減溫減壓，使蒸汽的參數滿足試驗的要求。鍋爐房送來的蒸汽通過一個面式減溫器降低蒸汽的溫度，通過調節閥組來實現蒸汽的減壓及壓力穩定，確保進入除氧器內的蒸汽壓力、溫度滿足試驗要求。
由于試驗過程對除氧器內壓力有嚴格要求，而除氧器內的壓力受抽氣機組抽氣能力、給水量、給水溫度和進入的蒸汽量影響,因此試驗過程中，需針對不同試驗工況采用蒸汽調節閥對進入除氧器的蒸汽流量進行調節和控制，確保除氧器內壓力始終穩定在15kPa。
(4) 給水供給系統
本項目的目的是研究真空除氧器不同含氧量和不同溫度的給水的除氧能力，因此試驗對給水的品質要求非常嚴格，試驗中給水的溫度和含氧量必須穩定且滿足不同工況需要。
試驗的原水是自來水，自來水的含氧量很高，約4000ppb~5000ppb,遠遠高于試驗要求的含氧量。而除氧器除氧水的含氧量很低，為此，將自來水與除氧水以不同比例混合獲得滿足不同試驗工況含氧量要求的給水。
(5) 給水冷卻系統
為便于給水溫度調節，本試驗系統設置了給水冷卻系統，根據試驗工況要求，將一定含氧量的給水冷卻一定溫度。
給水冷卻系統采用面式減溫器。管內給水與管外冷卻水逆流布置。通過調節冷卻水流量實現給水溫度的調節。冷卻水流量越大，給水冷卻后的溫度越低。試驗過程中，應及時調整冷卻水流量，保證給水冷卻后的溫度維持穩定。
(6) 除氧水采樣系統
除氧器除氧效果的好壞通過測量除氧水箱中除氧水的含氧量判斷。由于除氧器內出于真空狀態，為此，采用采用BXZ-370 型銅制自吸泵將除氧水抽出，并輸送到氧量儀在線測量除氧水含氧量。自吸泵額定功率370w,最大揚程15m,最大吸程9m,最大流量2.5m/h。
鑒于所測量參數的特殊性，除氧水采集系統的設計、安裝與運行必須充分考慮系統的密封性能。
測量控制系統
(1) 測量要求
本項目的目的是研究15kPa 壓力下真空除氧器性能，因此必須對除氧器內的工作壓力進行測量并調節，使其滿足試驗要求。此外，試驗過程中除氧器內溫度、各層淋水盤水溫是判斷試驗工況是否滿足試驗要求及穩定的重要參數，因此，必須測量除氧器內的溫度、各層淋水盤的溫度。
除氧器工作負荷是由給水流量和給水溫度決定的，通過測量給水的流量和給水溫度反映除氧器內負荷情況。除氧所需的蒸汽由高溫高壓蒸汽經減溫減壓獲得，試驗過程中必須對鍋爐房供給的蒸汽溫度、壓力、流量參數進行測量，以獲得不同工況下蒸汽消耗量。
給水由自來水和除氧水以一定比例混合而成，為便于調節不同工況下給水含氧量及溫度，需分別測量自來水和除氧水的流量、溫度及含氧量。
(2) 測點布置
根據測量要求，需要對系統設置測點，測點布置如圖3-4 示。
除氧器內溫度和壓力測量: 除氧頭內有兩只噴嘴和八層淋水盤。在每層淋水盤上及最下層下方布置兩個水溫測點，以根據各層淋水盤的水溫判斷除氧過程中給水的加熱情況，以及穿過淋水盤的給水和蒸汽的均勻性。最下層下方設定為第0 層，最下層上方設定為第1層，一直到最頂層為第8層。此外，在除氧器內汽空間布置溫度和壓力測點，根據汽空間的溫度和壓力判斷除氧器工況。由于除氧水箱中水的溫度對除氧性能有很大影響，為此在除氧器底部設置水溫測點，以測量除氧水溫度。
蒸汽流量測量: 為獲得不同試驗工況下蒸汽耗量，采用渦街流量計測量蒸汽體積流量。為確保測量精度，在蒸汽流量計前設置蒸汽溫度和壓力測點，根據溫度與壓力對應情況調節蒸汽狀態使其處于干飽和或微過熱狀態。同時，結合蒸汽體積流量、蒸汽溫度和壓力獲得其質量流量。
給水系統參數測量: 除氧器給水由自來水與除氧水根據試驗工況要求混合而成。為便于試驗工況調節及除氧性能檢測，分別對參與混合的自來水和除氧水的流量、溫度與含氧量進行測量，并對冷卻后給水溫度進行測量。
電動調節閥控制
為維持除氧器內工作壓力的穩定，本試驗采用電動調節閥調節蒸汽流量，并輔以合適的調節算法保證調節有效、穩定。
調節閥采用閉環控制，根據除氧器內壓力動作。除氧器內壓力高于設定壓力時，調節閥開度減小，反之，調節閥開度增大。調節算法為PID 算法，包括比例控制方法(P)、積分控制方法(I)、微分控制方法(D)，是工程中應用最為廣泛的調節控制方法。比例控制是一種最簡單的控制方式。其控制器輸出與輸入誤差信號成比例關系。如果系統在進入穩態后存在穩態誤差，在控制器中應引入積分環節以消除穩態誤差。積分項的誤差取決于時間的積分，時間增加，積分項會增大。這樣，即便誤差很小，積分項也會隨時間增加而加大，它推動控制器的輸出增大使穩態誤差進一步減小，直到等于零。在有較大慣性組件(環節)或有滯后組件的系統中，調節總是落后于誤差的變化，調節過程中可能會出現振蕩甚至失穩。調節中增加微分環節，它能預測誤差變化的趨勢，從而避免了被控量的嚴重超調。
試驗工況
對于本項目研究的真空除氧器，主要研究其在不同工況下的性能。具體試驗工況為:
(1) 當給水溫度一定時，給水含氧量及給水流量對除氧器除氧性能的影響規律,即:給水溫度44C,流量13.5t/h,給水含氧量110~1746ppb；給水溫度44C,流量7t/h,給水含氧量375~884ppb。該試驗工況相當于研究對凝結水的除氧性能。
(2) 不同給水溫度及給水含氧量時除氧器除氧性能變化規律，即: 保持流量13.5t/h,給水溫度25~35*C,給水含氧量為4051~6337ppb.
該試驗工況相當于研究對機組補水的除氧性能。
(3) 除氧器對不同溫度給水的加熱能力。
主要描述了整個實驗平臺的建立，調試，控制，運行及數據采集各環節的詳細步驟。在此過程中充分考慮了可能影響實驗結果誤差的因數及充分利用已有設備和條件去搭建實驗平臺。精心選擇最合理的實驗工況，盡可能模擬實際空冷機組凝汽器設備內的工作情況和汽輪機排汽參數，以得到最接近實際情況的客觀數據以便歸納分析。