連云港市廣合電力設備有限公司
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除氧器
除氧器

一.概述

     除氧器是鍋爐及供熱系統關鍵設備之一,每年因氧腐蝕對鍋爐給水管道、省煤器和其它附屬設備的腐蝕造成的嚴重損失,已引起國家電力部越來越多的注意,電力部頒步了GB1576-2001《工業鍋爐水質標準》和《電站壓力式除氧器安全技術監察規程》,對除氧器含氧量提出了部頒標準,即低壓除氧器給水含氧量應小于15цɡ/L,高壓除氧器給水含氧量應小于7цɡ/L。

旋膜式除氧器的傳熱、傳質方式及除氧能力與已有的淋水盤式、噴霧式不同,它是最新型熱力除氧器,曾獲電力部新科技新產品科技攻關成果創新獎,被列為電力部重點推廣產品。

二.優點

1:除氧能力高,除氧后給水含氧量合格率100%。

2:運行穩定,無震動。可適用于負壓啟動、滑壓運行,減免了啟動和運行中的人工繁雜調節操作。

3:適應性能好,對水質、水溫要求不苛刻,可短時超出力50%運行。

4:排汽量小于入口水量的0.1%,不需另加排氣冷卻器,優化了設備,降低了熱耗值,比同出力其它類型熱力除氧器少耗能1/3。

三、結構及原理

      旋膜式除氧器的結構是由除氧頭和水箱組成。除氧頭的結構由外殼、旋膜器組、水篦子、液汽網、蒸汽分配盤、汽水分離器六大部分組成。水箱由主體及附件組成。

1、外殼:是由筒身和沖壓橢圓形封頭焊制成。

2、膜器組:由水室、起膜管、凝結水接管、補充水接管組成。起膜管、下水管材料均由不銹鋼制造,常年運行無需檢修,也是旋膜式除氧器主要部分,98%的氧由此除去。

3、淋水篦子:經起膜段除氧的給水及由疏水管引進的疏水在這里進行減流二次分配,使水呈均勻淋雨狀下落,從而保護其下部液汽網。水篦子空間面積不小于總截面的50%,不銹鋼結構,常年運行無需檢修。

4、填料液汽網:是由相互間隔的扁鋼帶及一個圓筒體,內裝兩層高度特制的O型0.3mm不銹鋼扁絲網,給水在這里與二次蒸汽充分接觸,加熱到飽和溫度并進行深度除氧,以保證除氧水中含量。 

5、蒸汽分配盤:主加熱蒸汽由此接進,規則均分型結構能很好保證加熱質量,使加熱蒸汽呈現均分狀態其在無節流工況下上升加熱軟化水,達到飽和溫度下工作除氧。

6、汽水分離器:由不銹鋼填料組成內網,外殼設計為通氣型結構,能有效的將排氧時的汽帶水分離回流,是排汽不帶水的必不可少部件。

7、水箱:是由筒身和沖壓橢圓形封頭焊制成,內部設置加強圈,底座固定在預制的工作臺上,一端固定,另一端為安裝膨脹滾體裝置。水箱上設有檢修人孔、安全閥接管口、排水口、再沸騰管口、水封筒口、水位計接口、壓力表口、溫度表口、用水口等。

      除氧器熱力除氧基本原理:在容器中,溶解于水中的氣體量是與水面上氣體的分壓成正比。采用熱力除氧的主法,即用蒸汽來加熱給水,提高水的溫度,使水面上蒸汽的分壓力逐步增加,而溶解氣體的分壓力則漸漸降低,溶解于水中的氣體就不斷逸出,當水被加熱至相應壓力下的沸騰溫度時,水面上全都是水蒸汽,溶解氣體的分壓力為零,水不再具有溶解氣體的能力,亦即溶解于水中的氣體,包括氧氣均可被除去。除氧的效果一方面決定于是否把給水加至相應壓力下的沸騰溫度,另一方面決定于溶解氣體的排除速度,這個速度與水和蒸汽的接觸表面積的大小有很大的關系。

旋膜式除氧器工作原理(射流、吸卷、紊流、傳熱、傳質、水膜裙、淋雨狀、飽和)

  凝結水及補充水首先進入除氧頭內旋膜器組水室,在一定的水位差壓下從膜管的小孔斜旋噴向內孔,形成射流,由于內孔充滿了上升的加熱蒸汽,水在射流運動中便將大量的加熱蒸汽吸卷進來(試驗證明射流運動具有卷吸作用);在極短時間很小的行程上產生劇烈的混合加熱作用,水溫大幅度提高,而旋轉的水沿著膜管內孔壁繼續下旋,形成一層翻滾的水膜裙,(水在旋轉流動時的臨界雷諾數下降很多即產生紊流翻滾),此時紊流狀態的水傳熱傳質效果最理想,水溫達到飽和溫度。氧氣即被分離出來,因氧氣在內孔內無法隨意擴散,只能隨上升的蒸汽從排汽管排向大氣。經起膜段粗除氧的給水及由疏水管引進的疏水在這里混合進行二次分配,呈均勻淋雨狀落到裝到其下的液汽網上,再進行深度除氧后才流入水箱。水箱內的水含氧量為高壓0-7 цɡ/L,低壓小于15цɡ/L達到部頒運行標準。

因旋膜式除氧器在工作中使水始終處于紊流狀態,并有足夠大的換熱表面積,所以傳熱傳質效果越好,排汽量小(即用與加熱的蒸汽量少,能源損失小帶來的經濟效益也可觀)除氧效果好產生的富裕量能使除氧器超負荷運行(通常可短期超額定出力的50%)或低水溫全補水下達到運行標準。

四、安裝、運行和檢修

1、除氧器、水箱及附件的安裝、運行和檢修,應按CYD(G)-型除氧器系統圖及<<電站除氧器安全技術監察規程>>進行。

2、除氧器應放在給水泵上方,除氧水箱最低水位與給水泵中心線間的高差應不小于6~7米。水箱支座底板與混凝土間接觸密實。

3、在除氧器進水管安裝溫度變送器、流量傳感器,在除氧器安裝水位變送器,檢測進水溫度、進水流量、除氧器水位等信號,并將檢測信號輸入給計算處理模塊,以控制除氧器進水與加熱蒸汽的水力工況和熱力工況平衡,為達到的除氧效果,保證除氧溫度(104±1.5℃),調節安裝在蒸汽管道上的電動執行器調節閥門,通入的蒸汽進行加熱,隨除氧水溫高低變化而自動調整蒸汽流量大小。補水停止后,電動執行器自動關閉。

4、水箱下部裝有再沸騰管,用于鍋爐上水時和機組啟動時加熱除氧,第一次使用,當水箱水位超過一半時,徐徐打開水箱底部再沸騰加熱管閥門,以加熱水箱內的水,使水箱內的水一直保持著沸騰的狀態。機組啟動帶負荷后即應停止使用。另裝在出水箱口裝設防旋板,防止低水位時水發生旋流,相應增加水箱有效容積。試驗證明,水的旋流對水泵汽蝕影響很大,無防旋板時,水箱水位必須保持管徑的3倍高度,有防旋板則可降為1.5倍以下。

5、除氧器和水箱現場焊接后,應進行水壓試驗,水壓試驗壓力參數為:大氣式除氧器0.2Mpa,壓力式除氧器0.75Mpa。蒸汽凝結水在送入除氧器前最好先蓄積在中間貯水箱中,然后將這些凝結水均勻地送入除氧器,以保證除氧器負荷的穩定。

6、旋膜除氧器的保護與報警

(1)水箱和除氧塔上設有足夠數量的全啟式安全閥,安全閥數量和規格應滿足設計技術規程。

(2)旋膜除氧器應裝設就地和遠方水位計,并具有水位高、低報警裝置和危險高、低水位動作裝置。除氧器水位變化控制,當水位降低時,自動啟動軟化水泵(冷凝水泵),給除氧器補水;當水位升高時,水泵自動停止。 

7、除氧器冷態起動宜先用輔助蒸汽予熱殼體10-15分鐘,在一定汽壓下,將除鹽水送入除氧頭,同時調控加大進汽閥,使給水在起膜段加熱到接近除氧器運行壓力氣飽和溫度(即102-104℃)。

8、調整水位調節系統,使水箱內水位維持在正常水位±100mm范圍內。(兩臺除氧器需并列運行時,為了平衡除氧器內壓力和水位,各個除氧水箱上須有可以連接的汽及水的平衡管。使壓力、水溫、水位盡可能一致)當水位達到正常水位±200mm即極限水位,高水位放水閥(電動閘閥)能靈活打開放水,水位降低時應自動關閉。運行時應經常檢查電動水位調節系統動作是否靈活,補給水調節閥動作是否靈活。 

9、將頂部排氣閥微開,開啟蒸汽管路上閥門,供汽加熱,記錄進汽壓力和溫度。調節排汽閥的開度一般開2/3,使排汽量到到每噸除氧水2-3kg左右。 

10、除氧器運行時,應先開進水閥,后開加熱汽進汽閥,停止時相反。 

12、除氧器運行時,如發現有排汽帶水現象時,可采取下述方法處理:                              

a、調節加熱蒸汽進氣閥

b、檢查壓力調整裝置

c、手動降壓運行

d、逐漸關閉二次加熱蒸汽截止閥。 

13、取樣化驗水箱中水的含氧量是否合格。若不合格,應調節進水量、進氣量、排氣量三者的關系使之達到合格。即可向鍋爐供水。

   14、每隔一定時間化驗進水、出水的含氧量,記錄各種監控儀表的表值,保證除氧器的正常運行。

   15、注意事項 

    a、當除氧器發生激烈震動及噴水時,即發生水擊,應減少進水量。 

    b、運行時,應注意除氧器內的壓力不能劇烈地下降,更不能產生真空現象。 

    c、如短時間停用,應防止除氧器產生真空或充滿空氣,應稍微開啟旁通蒸汽閥送入少量蒸汽,使除氧頭內保持熱狀態,并從空氣排出中排出微量蒸汽。 

    d、應定期對除氧器進行檢驗,防止噴管堵塞、填料腐蝕或壓實,儀表失靈等。 

e、除氧器停用時間較長,應將水箱內的水放干凈,以免器體受腐蝕。

五、除氧器一般附件

 ·安全閥---裝在水箱上,當設備內在壓力超出允許值時,安全閥自動打開泄壓,起安全保護作用。

 ·壓力表---裝在除氧器上部,監視設備內的壓力。

 ·溫度計---裝有水箱下部,監視水箱內水的溫度。

 ·蝶閥---裝在加熱蒸汽管路上,借助自動調整器,調節加熱蒸汽流量,以使除氧器內壓保持在額定范圍內。

  ·水封筒---當液位升高時,壓差大于水柱壓力,平衡破壞,液體通過水封流出。當運行設備氣壓超出安全值時,又起到泄壓作用。

  ·截止閥---裝在補水管上,借助電動水位調節系統,調節補給水流量,以維護水箱的正常水位。

  ·調節閥---裝在補水管上,借助電動水位調節系統,調節補水給水流量,以維護水箱的正常水位。

  ·電接點液位監控---是由取樣筒(一次儀表)。超高純陶瓷電極及顯示儀(二次儀表)組成,裝在水箱上,監視水箱內的水位 ,并由電極輸出4-20毫安信號給控制室來調節個水位閥門。

   ·磁翻板水位計---裝在水箱上, 現場監視水箱內的水位 ,也可接遠程并輸出4-20毫安信號給控制室來調節個水位閥門。

  ·平衡容器---與壓力/差壓變送器、水位計表配套使用,可以在鍋爐啟動,停爐過程中及正常運行情況下反映除氧器質量(重量)水位。

  ·電動閘閥---裝在水箱放水管路上,當水箱水位超過某一極限時,借助電動水位調節系統,電動閘閥自動打開,將超出極限水位的那部分排到疏水箱去。

  ·壓力自動調整器---自動調節加熱蒸汽進口閥門的開度、既調節蒸汽流量,又保持除氧器內壓力穩定。

  ·電動水位調節系統---自動調節補給水流量及控制極限水位放水閥(電動閘閥)。

六、定貨提供數據

    1:除氧器的出力(T/H)及配備水箱有效容積(m3)。

2:除氧器的工作壓力,溫度。。

3:只改換除氧器塔的提供原除氧器塔的安裝接管圖。

七、改造

我廠在整套供應新型水膜式除氧器的同時,還承接有關電廠對淋水盤式、噴霧填料式除氧器的改造。具體表現在:

1、改造費用低,是更換除氧頭造價的1/2左右。 

2、進度快,易加工和現場改造安裝,即利用原除氧頭的外殼封頭部分,將原除氧頭內的淋水盤式或噴霧填料式的部件全部拆除,保留下部進汽盤,然后在下部進汽盤的上方的一定位置加裝液汽網和水篦子,然后環形壓板進行密封固定,防止今后運行中水汽短路。

3、再把封頭與筒體的接口處解開后焊接裝進起膜器,按提供的改造方案圖連接管道口其它部件,即告完工,驗收合格后投運。

4、在改造過程中,一般不增大除氧頭的直徑,根據具體的實際情況將其高度作適當改變,一般只增高或按原高度裝焊。


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