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旋 膜 除 氧 器

所属类别:除氧器 点击次数:1051次 发布时间:2017-06-26

 

除氧器产品技术性能及保证值 新型旋膜改进型除氧器(以下简称为新型除氧器)安装型式为:水箱卧式、除氧头立式,相互联接为现场焊接。新型除氧器是最新型热力除氧器,曾荣获电力部首届新技术、新产品暨科技攻关成果创新奖,被列为电力部重点推广应用产品。本产品与喷雾填料式、旋膜式除氧器有本质不同,特别是2002年的再次改进以后,产品性能更趋完美,出水溶氧合格率已达100%,在设计状态下运行时,高压除氧器可控制在5μg/L以下,低压控制在10μg/L以下. 新型除氧器的传热、传质方式与已有的淋水盘式、雾化式、旋膜式不同,它是将以上三种形式的传热、传质方式结合为一体的传热传质方式。它具有很高的传热效率及除氧能力。目前市场上普遍使用的有淋水盘式、喷雾式、旋膜式三种型式的除氧器,淋水盘式除氧器因运行容易振动,除氧效率低下,已逐步被淘汰;喷雾式及旋膜式因具有一些优点仍然被部分用户使用,但其缺点也在运行中逐渐显现:特别是这两种型式的除氧器都不能在特殊情况下超出力运行及低水温运行时除氧头易振动的缺陷,已越来越引起技术界的重视。与喷雾式除氧器的雾化喷头的原理基本相同,旋膜式除氧器给水经过膜孔起膜后沿管口向下喷出,从除氧头下部上升的加热蒸汽与之交汇形成热交换区,瞬间停留后的膜化水(实为雾化)下落在Ω形填料上再行加热,最后水落到下部水箱,完成热交换过程。因旋膜式除氧器的换热主要是在膜管下端出口500mm处,此段除氧水实为雾化状态,所以上段除氧效率与喷雾式基本接近。Ω环填料层作为除氧水深度除氧区,因“Ω”填料的分散及易变形特点,使其在运行一段时间后,往往从淋水孔脱落至水箱,或变形后紧压成块状,行成水阻,影响水流下落,从而大大减小除氧头出力。旋膜式除氧器的这些缺点使其在运行初期虽然能达到国家部颁的除氧要求,但在随着时间的推移,填料层出现问题以后,出水即出现不合格情况,有的甚至超标达三倍以上。如威海第三热电厂的某台150t/h锅炉配套低压旋膜式除氧器(山东某辅机厂生产)。新型除氧器是喷雾式、旋膜式的更新换代产品,它结合各种除氧器的优点并进行深层优化设计而成。首先改排汽挡水板为高效汽水分离器,使排汽带水及热损失大大减少排汽量控制在0.5‰以下,(喷雾为3‰,旋膜式1‰)。高效起膜器是在原旋膜除氧器基础上将单纯的旋膜管改为给水预热器,上层为水室,下层为汽室。水室的水经由切向膜孔射入管壁,水流在沿管壁高速下旋过程中与汽室沿管壁上旋的汽流逆流交汇换热,此换热段为新型旋膜式除氧器的第一级,即预热段,热交换的80%在此段进行。除氧水经管壁预热后下旋至膜管出口的特殊设计使用除氧水继续膜裙化喷出,与二次加热蒸汽混合,此段为第二级加热段,出为除氧水饱和段。在此段,水已接近或达到饱和状态,溶解于水中的氧气及其它气体从处于沸腾状态的水中溢出,经此段含氧量通常已接近10μg/L左右。起膜器下部另设计有淋水篦层,给水经此层进行再分配,并进一步除氧。高效规整丝网填料不仅具有极高的传热效率,还具有使用寿命长,耐高温不变形等优点,给水在此段进行深度除氧,落入水箱时,含氧量已达到7μg/L。新型除氧器底部的再沸腾(辅助加热)装置不仅可作机组启动时水箱预热装置,同时因其合理设计,可达到加热均匀,无振动正常运行时可连续开启,起到辅助除氧效果。新型除氧器的五级除氧原理,严格保证了设备正常运行时的高除氧效率,溶氧量达5μg/L以下,远低于国家标准7μg/L(指高压除氧器);同时除氧空间的富裕量使除氧器能够大幅度的超负荷运行(通常设计值在额定出力的50%,也可按要求另行设计),或低温(低压)进水运行(即全补水状态运行)。新型除氧器在市场上运行已近十年,改造厂家达百余台,运行的设备有500余台套,被公认为淋水盘式、喷雾式、旋膜式除氧器的更新换代产品。 主要特点 旋膜式除氧器是70年代初研制成功并推广使用的热力除氧新技术,目前全国各地已有上千台旋膜式除氧器投入运行。我公司经过多年来的不断努力、研究,已成为旋膜式除氧器设计、生产基地,承担新的旋膜式除氧器设计、制造及旧除氧器的改造工作。到目前为止,已设计生产10t/h至710t/h各种规格的膜式除氧器。  旋膜式除氧器是热力除氧器的一种,它的传质方式不同于老的栅盘式、泡沸式、淋水盘式及喷雾填料式,而是用射流及旋膜方式进行传热、传质的。在性能和结构上则充分满足了上述热力除氧的三个条件。

设计特点如下:旋膜式除氧器设有两级除氧装置,第一级是起膜器组——主要的除氧部件;第二级是填料层——用作深度除氧。   (1) 起膜器组是由起膜器、连通管及隔板等零部件组成,除氧器入口水首先进入由上下隔板组成的水室,再从水室通过起膜器上的小孔,进入起膜器内壁形成射流及旋转水膜。    

(2)水从起膜器下来后形成一个喇叭形的水膜,然后向下流到篦子部份(篦子的层数视具体情况而定)。

(3)水通过篦子后进入填料层,它是由液汽网及其固定框架组成。水在液汽网中作进一步的除氧——深度除氧,新型液汽网比曾采用过的Ω型填料的透气性好,贮热系数大,其氧的分离效率高,是一种深度除氧的理想填料。 (4)水经过液汽网后随即落到水箱里。

加热蒸汽从加热蒸汽管出口处扩散并上升至填料层,通过填料层、篦子,进入起膜器内孔,然后再上升到除氧头上部封头内腔,并由此排入大气。由于蒸汽上升过程中与水混合,加热了水,因此大部份加热蒸汽均被水所吸收,排放大气的汽量很少。热力式除氧器传热、传质效果越好,排汽量越少。 旋膜式除氧器主要元件起膜器组的工作原理 凝结水及补充水进入起膜器组的水室后,具有一定的压力,此压力高于除氧器内的压力,因此两者之间有压差。水在一定的压差下从起膜器上的小孔喷向内壁,在小孔的出口处产生射流运动,射流强化了传热传质过程,它可以在极短时间内,很小的行程上,吸收大量的加热蒸汽,同时从水流中向空间放出大量的氧气。在大气中作起膜器试验时可以清楚地看到射流呈乳白色,可见射流卷吸进很多空气。(试验是在大气中做的)由此证实射流的卷吸作用是确实存在的。在起膜器组正常工作时,水室的水经过起膜器上的小孔射入起膜器内壁。形成射流,由于它的内孔充满了加热蒸汽,水在射流运动中便将大量的加热蒸汽卷吸进去,产生剧烈的混合加热作用,因此射流束可以吸收大量的热量,使水温大幅度地提高,另一方面由于水从起膜器小孔喷向其内孔过程也是一个降压过程,使水的压力下降,这两个因素---水温升高,水压下降均能使水中的溶解氧大量释放出来扩散到起膜器内孔的加热蒸汽中去,产生传质过程。射流结束后,水沿着起膜器内孔壁旋转而下,形成一层水膜。液体在旋转流动时的临界雷诺数Re较液体在直管内流动的临界雷诺数Re下降很多,也即液体在旋转流动时易产生紊流。     从起膜器的试验可观察到,工作时,起膜器内孔壁的旋转水膜不断翻滚,水的表层分子不断被内层分子所置换,这正是紊流运动的特征。水裙部份水膜运动状态基本上与起膜器内孔之水膜运动状态相同。由于旋转水膜处于紊流状态,其持续时间也比射流的持续时间长得多,表面积又很大,因此它的传热,传质效果是十分理想的。另外,我们在旋膜式除氧器中设计了新型平衡管和汽水分离装置,使析出的氧气能及时充分的随蒸汽流排入大气中去。综前所述,起膜器在工作中,其射流、旋膜、水裙三部份即可将水中的绝大部份溶氧分离出来,这些分离出的氧随着上升蒸汽从起膜器的内孔排到上封头内腔,然后再从排汽口排往大气,所以起膜器的内孔不仅是传热、传质的主要部位,而且是除氧器排出氧气的主要通道,它使得水在起膜器内分离出的氧不能随意扩散,只能局限在起膜器内孔中,强制它随着上升的蒸汽流排向大气。总之旋膜式除氧器的起膜器组在工作中使水始终处于紊流状态并有足够大的表面积,排汽性能良好。传热、传质条件十分理想。这些性能充分满足了前面提出的热力除氧器工作必需具备的三个条件。 旋膜式除氧器的结构特点 本公司设计制造的旋膜除氧器由除氧头和水箱两大部件组成,给水的加热和除氧主要在除氧头中完成,水箱作储水、缓冲之用。除氧头由二级除氧组件组成:一级除氧组件由筒体、隔板、旋膜管、流通管和管组件焊接成为一体。二级除氧组件由箅条组和填料两部分组成。除氧水箱内装有配水管、再沸腾管、防旋板和各接管座。在除氧器上装有就地仪表、位计液和安全阀,满足现场调试、操作需要。本投标产品为立式旋膜除氧器,带有卧式储水箱,采用双鞍座支撑。除氧头与水箱除氧倒裙式弧形连接方式。 主要结构特点    (1)起膜管:膜式除氧器的关键部件,采用国外引进技术,多孔位数控定位加工成型,保证了射流孔的定位准确性及加工精度。    (2)水箅层:采用弧形管,也就是半圆管进行合理的错位布置,使水流再次分配,形成片状薄膜水,更好地与蒸汽接触实现传热、传质。    (3)填料层:采用专业编织的Ω形网状细丝不锈钢网,该网蓄热系数高,分离率高,气阻小,可对给水进行深度除氧,是目前最理想的除氧填料。    (4)再沸腾装置:在除氧水箱中加装了带有涡旋喷嘴结构的再沸腾装置,在投运时减少振动和水击,并提高了加热速度,有利于残余氧的排出。(5)由于膜式除氧器传热、传质系数大,所以允许淋水密度也比一般除氧器大,因此它的除氧器头直径也允许较一般的除氧器小。 旋膜式除氧器的性能特点 (1)由于旋膜式除氧器起膜器组的传热系数大,传热面积也大,因此传热效果特别好,它的进、出口水的温升能达到90℃,即使进口水的溶氧量高达5000~8000μg/L情况下在篦子下测得水的溶解氧仅为5-7μg/L,达到了部颁标准。上述这些指标国内一般除氧器是达不到的,国内大部份除氧器当进水温度低时就产生强烈的振动,除氧效果急剧下降。因此膜式除氧器是最适用于补水量大、补水温低的热电厂,当然用于一般冷凝式发电厂除氧效果会更好。   (2) 适应性强,旋膜式除氧器在发电机组负荷大幅度、快速变动时,在低负荷下均能正常工作,保证除氧效果良好。因此膜式除氧器又适宜用于调峰发电机组。(3) 旋膜式除氧器在任何工况下均不会产生振动,安全性能好。(4) 排汽量小,能源损失小带来的经济效益也是很可观的。(5) 旋膜式除氧器除氧效果好,在十分恶劣的工况下经除氧后,水箱中水的残余溶氧量均能达到部颁标准。(6) 旋膜式除氧器可适用于滑压运行,如果采取一些特殊措施后还可适用于从机组起到带额定负荷的全滑压运行,操作简便,很受运行人员的欢迎。(7) 维修简便,旋膜式除氧器无易损件,维修工作量小。

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