新型旋膜除氧器設(shè)計原理
一、除氧器用途
旋膜式除氧器是噴霧填料式除氧器的更新產(chǎn)品，是一種新型旋膜除氧器，旋膜式除氧器原理是化學(xué)補水、凝結(jié)水經(jīng)旋膜器呈螺旋狀按一定的角度噴出與加熱蒸汽進行熱交換旋膜除氧，將給水加熱到對應(yīng)除氧器工作壓力下的飽和溫度，除去溶解于給水的氧及其它氣體，防止和降低鍋爐給水管、省煤器和其它附屬設(shè)備的腐蝕。電力部GB1576-2001【電站壓力式除氧器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程】，對除氧器含氧量提出了部頒標準，一種新型旋膜除氧器給水含氧量≤15цɡ/L，高壓除氧器給水含氧量應(yīng)小于7цɡ/L。
二、除氧器結(jié)構(gòu)
一種新型旋膜除氧器結(jié)構(gòu)主要是由外殼、旋膜器、流量調(diào)節(jié)器、水篦子、填料液汽網(wǎng)、水箱、汽水、分離器等組成：
1. 外殼：是由筒身和沖壓隨園形封頭焊制成。中、小低壓除氧器采用法蘭聯(lián)接，上部除氧頭與下部除氧水箱采用法蘭對夾式聯(lián)接，高壓旋膜式除氧器配有檢修的人孔[檢修時使用]。
2. 新型旋膜器：是由水室、汽室、旋膜器、液流管、凝結(jié)水接管、補充水接管和一次加熱蒸汽接管組成。新型旋膜器的旋膜管內(nèi)增加了水膜導(dǎo)向噴射裝置，即使低負荷運行時也能強力旋膜運行，保持良好的水膜裙，確保汽水充分熱交換。凝結(jié)水、化學(xué)補水經(jīng)新型旋膜器呈螺旋狀按一定的設(shè)計角度導(dǎo)向噴射，形成水膜裙，并與一次加熱蒸汽接管引進的加熱蒸汽進行旋膜器內(nèi)充分熱交換，形成有效的一次除氧，一次除氧水經(jīng)過水淋水篦子與上升的二次加熱蒸汽接觸，被加熱到除氧器工作壓力下的飽和溫度，一種新型旋膜除氧器可除去給水中含氧量的90-96%左右。給水含氧量≤15цɡ/L。
3.淋水篦子：是由數(shù)層交錯排列的角形鋼制件組成，經(jīng)旋膜器粗除氧的給水在這里進行二次分配，呈均勻雨霧狀落到裝在其下的液汽網(wǎng)上[蓄熱器]，從而進行有效深度除氧。
4. 填料層[不銹液汽網(wǎng)]：是由許多形狀尺寸相同的不銹液汽網(wǎng)填料，該規(guī)整形[不銹液汽網(wǎng)]填料保持絲網(wǎng)波紋填宵和孔板波紋填料的優(yōu)點外，而且通量大，壓降小、操作彈性大，分離效率高、能耗低，永遠不脫落等特點。[不銹液汽網(wǎng)]蓄熱填料本身就是二次蒸汽的蓄熱器，給水與蓄熱器充分熱交換，達到了深度除氧的根本目的，低壓旋膜式除氧器≤15ug/L、高壓旋膜弍除氧器≤7ug/L。
5. 除氧水箱：除過氧的給水匯集到除氧頭的下部容器即水箱內(nèi)，除氧水箱內(nèi)裝有科學(xué)設(shè)計的強力換熱再沸騰裝置，該裝置具有強力換熱，迅速提升給水溫，提高除氧的熱力效應(yīng)。
三、除氧器技術(shù)特性和配套參數(shù)
規(guī)格型號 額定出力 T／H 配套水箱容積M3 工作溫度 ℃ 工作壓力Mpa 除氧塔外形尺寸 水箱外形尺寸
CYD-10 10 5 104 0.02 Φ662x2660 Φ1516x3890
CYD-20 20 10 104 0.02 Φ712x2660 Φ1816x5250
CYD-35 35 10 104 0.02 Φ812x2960 Φ2016x6230
CYD-40 40 15 104 0.02 Φ1016x3140 Φ2020x6230
CYD-50 50 20 104 0.02 Φ1216x3140 Φ2420x7460
CYD-75 75 35 104 0.02 Φ1216x3560 Φ2520x9340
CYD-85 85 35 104 0.02 Φ1416x3260 Φ2620x7000
CYD-100 100 35 104 0.02 Φ1516x3260 Φ2720x7000
CYD-130 130 40 104 0.02 Φ1616x3260 Φ2820x7000
CYD-150 150 45 104 0.02 Φ1716x3380 Φ2820x8500
CYD-180 180 50 104 0.02 Φ1716x3380 Φ2820x9200
CYD-200 200 50 104 0.02 Φ1716x3380 Φ2820x9200
CYD-220 220 50 104 0.02 Φ1716x3380 Φ3224x8560
四、一種新型旋膜除氧器工作原理
凝結(jié)水及補充水首先進入除氧頭內(nèi)旋膜器[旋膜水室]，在0.2Mpa水壓下從旋膜器的外壁小孔斜旋噴向內(nèi)壁，形成導(dǎo)向射流，由于旋膜器內(nèi)壁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(chǎn)生劇烈的混合加熱作用，水溫大幅度提高，而射流旋轉(zhuǎn)的水沿著旋膜器內(nèi)壁繼續(xù)下旋，形成一層翻滾的水膜裙，（水在旋轉(zhuǎn)流動時的臨界雷諾數(shù)下降很多即產(chǎn)生紊流翻滾），此時紊流狀態(tài)的水傳熱傳質(zhì)效果理想，水溫達到飽和溫度。氧氣即被分離出來，因氧氣在旋膜器內(nèi)無法隨意擴散，只能隨上升的蒸汽從排汽管排向大氣（老式除氧器雖加熱了水，分離出了氧但氧氣比重大于加熱蒸汽，部分氧又被下落的水帶入水箱，也是造成除氧效果差的一種原因）。經(jīng)起膜器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(wǎng)上[不銹液汽網(wǎng)]，再進行深度除氧后才落入水箱。水箱內(nèi)的給水含氧量（部頒測驗標準）：（1）高壓旋膜式除氧器≤0-7 цɡ/L,（2）低壓旋膜式除氧器≤15цɡ/L。因旋膜式除氧器在工作中使水始終處于紊流狀態(tài)，并有足夠大的換熱表面積，所以傳熱傳質(zhì)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(jīng)濟效益也可觀）除氧效果好產(chǎn)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。
五、一種新型旋膜除氧器安裝、運行及檢修
1、新型旋膜除氧器、水箱及附件的安裝、運行和檢修，應(yīng)按GE-型除氧器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖及<<電站除氧器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程>>進行。
2、新型旋膜除氧器應(yīng)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(yīng)不小于6~7米。水箱支座底板與混凝土間接觸密實，滾輪架墊板一定要調(diào)整精確。
3、在新型旋膜除氧器進水管安裝溫度變送器、流量傳感器，在除氧器安裝壓力變送器，檢測進水壓力，安裝溫度變送器，檢測進水溫度、安裝流量傳感器，檢測進水流量、新型旋膜除氧器安裝磁反板液位計，用于檢測除氧器水位及控制信號，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，為了達到除氧效果，必須保證除氧溫度在（104±2℃），蒸汽調(diào)節(jié)閥安裝在蒸汽管道上，蒸汽流量靠的電動執(zhí)行器控制蒸汽調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)加熱蒸汽流量，確保除氧器內(nèi)部溫度在（104±2℃），隨除氧水溫高低變化而自動調(diào)整蒸汽流量大小。補水停止后，蒸汽調(diào)節(jié)閥電動執(zhí)行器自動關(guān)閉。
4、新型旋膜除氧器水箱下部裝有再沸騰管，用于鍋爐上水時和機組啟動時提升加熱除氧速度，機組啟動帶負荷后，可根據(jù)機組運行情況決定是否停止使用。另外在水箱出口上加裝防渦流切旋裝置及過濾器，防止低水位時水發(fā)生旋流，相應(yīng)增加水箱有效容積。試驗證明，水的旋流會對水泵產(chǎn)生汽蝕，無防渦流切旋裝置時，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、除氧頭和水箱現(xiàn)場焊接后，應(yīng)進行水壓試驗，水壓試驗壓力參數(shù)為:低壓旋膜除氧器0.2Mpa，中壓旋膜除氧器0.35Mpa。高壓旋膜除氧器0.75Mpa。
6、旋膜除氧器的保護與報警
（1）水箱和除氧塔上設(shè)有足夠數(shù)量的安全啟動式安全閥，安全閥數(shù)量和規(guī)格應(yīng)滿足設(shè)計技術(shù)規(guī)程。
（2）旋膜除氧器應(yīng)裝設(shè)就地和遠程水位計，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(tài)起動宜先用輔助蒸汽予熱殼體15分鐘，在一定汽壓下，將除鹽水投入除氧頭，同時慢慢調(diào)控進汽閥，使給水在旋膜器加熱到除氧器運行壓力氣飽和溫度(104℃±2)。
8、調(diào)整水位給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)，使水箱水位維持在正常水位±100mm范圍內(nèi)。（兩臺除氧器需并列運行時，為了平衡除氧器內(nèi)壓力和水位，氧水箱上須有可以連接的汽及水的平衡管。使壓力、水溫、水位控制一致）當水位達到正常水位±200mm極限水位時，高水位放水閥（電動閘閥）能靈活打開放水，水位降低時應(yīng)自動關(guān)閉。運行時應(yīng)經(jīng)常檢查電動水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)動作是否靈活，補給水調(diào)節(jié)閥動作是否靈活。
9、調(diào)節(jié)排氧閥門的開度，使排氧量控制在每噸除氧水2-3kg左右。
10、除氧器運行時，應(yīng)先開進水閥，后開加熱汽進汽閥，停止時相反。
11、除氧器運行時，如發(fā)現(xiàn)有排汽帶水現(xiàn)象時，可采取下述方法處理：
a、調(diào)整加熱蒸汽進氣閥 b、檢查壓力調(diào)整裝置 c、手動降壓運行 d、逐漸關(guān)閉上部加熱蒸汽截止閥。
六、除氧器一般附件
·安全閥---裝在水箱上，當除氧器水箱內(nèi)部壓力超出允許值時，安全閥自動打開泄壓，起到安全運行保護作用。
·壓力表---裝在除氧器上部，監(jiān)視除氧器水箱內(nèi)部的壓力，一般為1.5級型。
·水封筒---接口裝在水箱高水位上，當除氧器水箱內(nèi)部水位超過某一極限時，能自動將超出水位的那部分排到疏水箱或地溝去。
·除氧器水箱雙金屬溫度計---裝在除氧頭和水箱中部，監(jiān)視除氧頭和水箱內(nèi)水的溫度。
·除氧器水箱蝶閥---裝在加熱蒸汽管路上，借助自動調(diào)整器，調(diào)節(jié)加熱蒸汽流量，以使除氧器內(nèi)壓保持在額定范圍內(nèi)。
·截止閥---裝在補水管上，借助電動水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)，調(diào)節(jié)補給水流量，以維護水箱的正常水位。
·調(diào)節(jié)閥---裝在補水管上，借助電動水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)，調(diào)節(jié)補水給水流量，以維護水箱的正常水位。
·電極點水位計---裝在除氧器水箱上，可遠程傳感信號到控制室，監(jiān)視水箱內(nèi)的水位。
·電動閘閥---裝在除氧器水箱放水管路上，當水箱水位超過時，借助電動水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)，電動閘閥自動打開，將超出水位的那部分排到疏水箱去。
·磁翻板水位計---裝在除氧器水箱上，現(xiàn)場直觀顯現(xiàn)水箱水位變化，也可接遠傳信號。
·壓力自動調(diào)整器---自動調(diào)節(jié)加熱蒸汽進口閥門的開度、既調(diào)節(jié)蒸汽流量，又保持除氧器內(nèi)壓力穩(wěn)定。
·滾輪架裝置---裝在水箱一個底座下面，能自動調(diào)節(jié)熱脹冷縮時的水箱自動平移。
·電動水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)---自動調(diào)節(jié)補給水流量及控制極限水位放水閥（電動閘閥）。
七、定貨技術(shù)參數(shù)
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、工作溫度。
八、除氧器改造
淋水盤式、噴霧填料式除氧器改造具體說明:
1、改造費用低，是更換整套除氧頭造價的1/2左右。
2、除氧器改造進度快，易加工、現(xiàn)場改造安裝，可以利用原除氧頭的外殼及封頭部分，將原除氧頭內(nèi)的淋水盤式或噴霧填料式的零部件全部拆除，保留下部蒸汽分配盤，沒有蒸汽分配盤的需要加裝，然后在下部進汽盤的上方的一定位置加裝液汽網(wǎng)和水篦子，然后環(huán)形壓板進行密封固定，防止今后運行中水汽短路。
3、將封頭對接在旋膜器筒體的上部，然后焊接，再按改造方案圖紙連接其它管口。
4、在改造過程中，可以根據(jù)除氧器運行工況增加大除氧頭直徑，同時增加除氧頭高度，增加換熱面積，提高淋水密度，延長熱交換時間。保證溶解氧合格率高。
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