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除氧器
除氧器

一.概述

      除氧器產品技術性能及保證值 新型旋膜改進型除氧器(以下簡稱為新型除氧器)安裝型式為:水箱臥式、除氧頭立式,相互聯接為現場焊接。新型除氧器是最新型熱力除氧器,曾榮獲電力部首屆新技術、新產品暨科技攻關成果創新獎,被列為電力部重點推廣應用產品。本產品與噴霧填料式、旋膜式除氧器有本質不同,特別是2002年的再次改進以后,產品性能更趨完美,出水溶氧合格率已達100%,在設計狀態下運行時,高壓除氧器可控制在5μg/L以下,低壓控制在10μg/L以下. 新型除氧器的傳熱、傳質方式與已有的淋水盤式、霧化式、旋膜式不同,它是將以上三種形式的傳熱、傳質方式結合為一體的傳熱傳質方式。它具有很高的傳熱效率及除氧能力。目前市場上普遍使用的有淋水盤式、噴霧式、旋膜式三種型式的除氧器,淋水盤式除氧器因運行容易振動,除氧效率低下,已逐步被淘汰;噴霧式及旋膜式因具有一些優點仍然被部分用戶使用,但其缺點也在運行中逐漸顯現:特別是這兩種型式的除氧器都不能在特殊情況下超出力運行及低水溫運行時除氧頭易振動的缺陷,已越來越引起技術界的重視。與噴霧式除氧器的霧化噴頭的原理基本相同,旋膜式除氧器給水經過膜孔起膜后沿管口向下噴出,從除氧頭下部上升的加熱蒸汽與之交匯形成熱交換區,瞬間停留后的膜化水(實為霧化)下落在Ω形填料上再行加熱,最后水落到下部水箱,完成熱交換過程。因旋膜式除氧器的換熱主要是在膜管下端出口500mm處,此段除氧水實為霧化狀態,所以上段除氧效率與噴霧式基本接近。Ω環填料層作為除氧水深度除氧區,因“Ω”填料的分散及易變形特點,使其在運行一段時間后,往往從淋水孔脫落至水箱,或變形后緊壓成塊狀,行成水阻,影響水流下落,從而大大減小除氧頭出力。旋膜式除氧器的這些缺點使其在運行初期雖然能達到國家部頒的除氧要求,但在隨著時間的推移,填料層出現問題以后,出水即出現不合格情況,有的甚至超標達三倍以上。如威海第三熱電廠的某臺150t/h鍋爐配套低壓旋膜式除氧器(山東某輔機廠生產)。新型除氧器是噴霧式、旋膜式的更新換代產品,它結合各種除氧器的優點并進行深層優化設計而成。首先改排汽擋水板為高效汽水分離器,使排汽帶水及熱損失大大減少排汽量控制在0.5‰以下,(噴霧為3‰,旋膜式1‰)。高效起膜器是在原旋膜除氧器基礎上將單純的旋膜管改為給水預熱器,上層為水室,下層為汽室。水室的水經由切向膜孔射入管壁,水流在沿管壁高速下旋過程中與汽室沿管壁上旋的汽流逆流交匯換熱,此換熱段為新型旋膜式除氧器的第一級,即預熱段,熱交換的80%在此段進行。除氧水經管壁預熱后下旋至膜管出口的特殊設計使用除氧水繼續膜裙化噴出,與二次加熱蒸汽混合,此段為第二級加熱段,出為除氧水飽和段。在此段,水已接近或達到飽和狀態,溶解于水中的氧氣及其它氣體從處于沸騰狀態的水中溢出,經此段含氧量通常已接近10μg/L左右。起膜器下部另設計有淋水篦層,給水經此層進行再分配,并進一步除氧。高效規整絲網填料不僅具有極高的傳熱效率,還具有使用壽命長,耐高溫不變形等優點,給水在此段進行深度除氧,落入水箱時,含氧量已達到7μg/L。新型除氧器底部的再沸騰(輔助加熱)裝置不僅可作機組啟動時水箱預熱裝置,同時因其合理設計,可達到加熱均勻,無振動正常運行時可連續開啟,起到輔助除氧效果。新型除氧器的五級除氧原理,嚴格保證了設備正常運行時的高除氧效率,溶氧量達5μg/L以下,遠低于國家標準7μg/L(指高壓除氧器);同時除氧空間的富裕量使除氧器能夠大幅度的超負荷運行(通常設計值在額定出力的50%,也可按要求另行設計),或低溫(低壓)進水運行(即全補水狀態運行)。新型除氧器在市場上運行已近十年,改造廠家達百余臺,運行的設備有500余臺套,被公認為淋水盤式、噴霧式、旋膜式除氧器的更新換代產品。 

  旋膜除氧器是一種新型熱力除氧裝置,它能除去熱力系統給水中的溶解氧及其他氣體,防止熱力設備的腐蝕,是保證電廠和工業鍋爐安全運行的重要設備。該除氧器性能國內領先,其旋膜管集射流、泡沸、旋膜于一體,除氧器結構簡化,穩定性好、適應性強、節能效果顯著,使電廠運行更經濟,為鍋爐給水熱力除氧首選設備。

二.特點

※除氧效果高

     除氧后水中溶氧量≤7μg/L,完全符合中國《火力發電廠水氣標準》并達到美國ASTM、英國、日本火力發電廠水質標準。

※適應性強

    適應入口溶氧量高(大氣式10000-PPb;高壓式2000-PPb);適應入口水溫低(大氣式15℃;高壓式60℃);適應壓力變化大(大氣式0.02-0.05MPa;高壓式0.02-0.85MPa);適應補水率大(大氣式100%;高壓式25%)。 

※穩定性好

    當負荷突變25%,瞬間再補給水10%時,當改用低溫汽源時;當入口水溫大副下降時,其除氧水仍能合格,且除氧器不會發生震動等情況。

※節能效果顯著

    排汽量小于出力的1‰,比其它型號同出力的除氧器少1/2-1/3,且不需另加排汽冷卻器,該型除氧器可用于滑壓及定壓運行,當滑壓運行時可降低熱耗4Kcal/Kw,一臺200MW機組年節標準煤800t/年。

旋膜式除氧器主要元件起膜器組的工作原理 

凝結水及補充水進入起膜器組的水室后,具有一定的壓力,此壓力高于除氧器內的壓力,因此兩者之間有壓差。水在一定的壓差下從起膜器上的小孔噴向內壁,在小孔的出口處產生射流運動,射流強化了傳熱傳質過程,它可以在極短時間內,很小的行程上,吸收大量的加熱蒸汽,同時從水流中向空間放出大量的氧氣。在大氣中作起膜器試驗時可以清楚地看到射流呈乳白色,可見射流卷吸進很多空氣。(試驗是在大氣中做的)由此證實射流的卷吸作用是確實存在的。在起膜器組正常工作時,水室的水經過起膜器上的小孔射入起膜器內壁。形成射流,由于它的內孔充滿了加熱蒸汽,水在射流運動中便將大量的加熱蒸汽卷吸進去,產生劇烈的混合加熱作用,因此射流束可以吸收大量的熱量,使水溫大幅度地提高,另一方面由于水從起膜器小孔噴向其內孔過程也是一個降壓過程,使水的壓力下降,這兩個因素---水溫升高,水壓下降均能使水中的溶解氧大量釋放出來擴散到起膜器內孔的加熱蒸汽中去,產生傳質過程。射流結束后,水沿著起膜器內孔壁旋轉而下,形成一層水膜。液體在旋轉流動時的臨界雷諾數Re較液體在直管內流動的臨界雷諾數Re下降很多,也即液體在旋轉流動時易產生紊流。     從起膜器的試驗可觀察到,工作時,起膜器內孔壁的旋轉水膜不斷翻滾,水的表層分子不斷被內層分子所置換,這正是紊流運動的特征。水裙部份水膜運動狀態基本上與起膜器內孔之水膜運動狀態相同。由于旋轉水膜處于紊流狀態,其持續時間也比射流的持續時間長得多,表面積又很大,因此它的傳熱,傳質效果是十分理想的。另外,我們在旋膜式除氧器中設計了新型平衡管和汽水分離裝置,使析出的氧氣能及時充分的隨蒸汽流排入大氣中去。綜前所述,起膜器在工作中,其射流、旋膜、水裙三部份即可將水中的絕大部份溶氧分離出來,這些分離出的氧隨著上升蒸汽從起膜器的內孔排到上封頭內腔,然后再從排汽口排往大氣,所以起膜器的內孔不僅是傳熱、傳質的主要部位,而且是除氧器排出氧氣的主要通道,它使得水在起膜器內分離出的氧不能隨意擴散,只能局限在起膜器內孔中,強制它隨著上升的蒸汽流排向大氣。總之旋膜式除氧器的起膜器組在工作中使水始終處于紊流狀態并有足夠大的表面積,排汽性能良好。傳熱、傳質條件十分理想。這些性能充分滿足了前面提出的熱力除氧器工作必需具備的三個條件。除氧頭與水箱除氧倒裙式弧形連接方式。 

三.結構特點:    

(1)起膜管:膜式除氧器的關鍵部件,采用國外引進技術,多孔位數控定位加工成型,保證了射流孔的定位準確性及加工精度。    

(2)水箅層:采用弧形管,也就是半圓管進行合理的錯位布置,使水流再次分配,形成片狀薄膜水,更好地與蒸汽接觸實現傳熱、傳質。    

(3)填料層:采用專業編織的Ω形網狀細絲不銹鋼網,該網蓄熱系數高,分離率高,氣阻小,可對給水進行深度除氧,是目前最理想的除氧填料。    

(4)再沸騰裝置:在除氧水箱中加裝了帶有渦旋噴嘴結構的再沸騰裝置,在投運時減少振動和水擊,并提高了加熱速度,有利于殘余氧的排出。

(5)由于膜式除氧器傳熱、傳質系數大,所以允許淋水密度也比一般除氧器大,因此它的除氧器頭直徑也允許較一般的除氧器小。 

 四.定貨提供數據

    1:旋膜式除氧器的出力(T/H)及配備水箱有效容積(m3)。

2:旋膜式除氧器的工作壓力,溫度。。

3:只改換旋膜式除氧器塔的提供原旋膜式除氧器塔的安裝接管圖。


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