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DCM-150低压旋膜除氧器除氧头技术改造技术报告

DCM-150低压旋膜除氧器除氧头技术改造技术报告 

 

    
本项目经过对6*-9*
低压旋膜除氧器除氧头存在的问题进行分析,
找出除氧不合格的原因,并针对原因对存在的问题进行技术改进,终
确定改造的可行性,改造完成后,通过调试运行,较好的解决了给水除.
氧不合格的问题,保证了热力系统给水的安全和稳定性。

     此报告从以下几个方面总结:
    
1.低压旋膜除氧器概述;
    
2.
低压旋膜除氧器存在问题及原因分析;
    
3.低压旋转膜除氧器技术改造;
    
4.
低压旋膜除氧器改造实施;
    
5.低压旋转膜除氧器改造后运行效果;
    
6.低压旋转膜除氧器总结

1.低压旋膜除氧器概述
    
1.1给水除氧的重要性
在锅炉给水处理工艺过程中,除氧是一个非常关键的一一个环节. 氧
是给水系统和锅炉的主要腐蚀性物质,给水中的氧应当迅速得到清除,
否则它会腐蚀锅炉的给水系统和部件,腐蚀产物氧化铁会进入锅炉内,
沉积或附着在锅炉管壁和受热面上,形成传热不良的铁垢,而且腐蚀会
造成管道内壁出现点坑,造成阻力系数增大。管道腐蚀严重时,甚至会发
生管道爆炸事故。国家规定蒸发量大于等于2吨每小时的蒸汽锅炉和水
温大于等于95"C的热水锅炉都必需除氧。
1.2
低压旋膜除氧器结构及原理

     低压旋膜除氧器的结构形式是由除氧头及水箱组成。除氧头是关键
部件,由外壳、起膜器、淋水蓖子、液汽网等组成。起膜器是由,上部旋
膜管加下部给水预热器组成,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,此换热段为新型水膜式除氧器的一级,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。
2.低压旋膜除氧器存在问题及原因分析

     2.1低压旋膜除氧器问题现状
热电厂老区6*-9*低压旋膜除氧器均为低压旋膜式。
由于除氧头的设计及制造缺陷,导致除氧器在运行时存在给水与加热面
接触不充分、水中析出的氧气不能及时排出等弊端,从而造成溶氧时常
不合格。通过化验,6*-9#低压旋膜除氧器的除氧合格率在60%到85%之间,无
法达到锅炉给水的要求,对锅炉的安全稳定运行造成隐患。
    
2.2问题原因分析
低压旋膜式除氧器要保证除氧效果,必须具备以下条件:

     ①除氧水必须加热到一定压力下的饱和温度,并在除氧塔和水箱中
有一-定滞留时间。
    
②除氧给水应有足够的与加热蒸汽接触的表面积,以保证良好的加
热效果。

     ③保证除氧水在塔内为紊流状态,以增加气体的扩散速度。
    
④要迅速排除从给水中分离出的气体,以降低除氧器内气体分压
力。

     ⑤保持加热蒸汽于除氧水逆向流动,加速气体分离。
通过对除氧器设计结构图纸进行研究分析,并结合7#除氧器定修对
除氧头进行解体检查,发现造成低压旋膜除氧器除氧效果不稳定的原因为下述几
点:

     I.低压旋膜除氧器除氧水与加热蒸汽接触的表面积不够大,接触不充分。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2
形填料上再行加热,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。由于加热蒸汽分汽装置结构设计的不合理,造成蒸汽不能很好的
均匀向上侧扩散,导致加热蒸汽在和雾化状态给水接触时,面积不够大,
接触不够均匀和充分,除氧效果不好。另外二次加热装置因为设计安装
不合理,其结构为涡旋喷嘴结构,由于其四周开口不均匀,且安装位置
偏低,导致部分蒸汽向下喷射,造成水箱内的压力不稳定发生压偏现象。
    
II.除氧水在淋水篦层和填料层与加热蒸汽无法形成较好的逆向流
动,使除氧水气体分离较慢,深度除氧效果不好。起膜器下部设计有淋
水篦层和填料层,给水经此两层进行再分配,并进一步除氧。高效规整
丝网填料Q环填料层作为除氧水深度除氧区,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。但由于再沸腾加热装置设计安装的问题,除氧器投入其运行极易导
致水位压偏、振动等问题,不投入再沸腾则填料层无法进-步加热深层
除氧。因此在除氧器的实际运行时,为保证两除氧器并列运行的安全稳
定,均不投入再沸腾。再沸腾无法投入,使淋水篦层和填料层无法发挥
深度除氧的功效,导致给水除氧效果不稳定。
II.除氧头内从给水中分离出的气体外排较慢。通过对信号管阀门开
度试验,发现产生气体外排不畅的主要原因是两个排汽口直径太小,无
法满足分离气体快速外排的需要,造成除氧头内压力的提升,导致部分
已经析出的氧气再次融入给水,造成给水除氧不彻底。

     3.低压旋膜除氧器技术改造
从上述分析中,找出了低压旋膜除氧器给水除氧不合格的主要原因。我们通
过查阅技术资料、技术咨询和参考其它厂家该类问题处理的成功经验方
法,并结合产生问题的原因,决定针对存在的问题对除氧头进行技术改
造。

     3.1对低压旋膜除氧器加热蒸汽分汽装置进行改造。原分汽装置,设
计和安装上存在问题,其旋转分汽孔较少且其直径仅为300mm,导致蒸
汽分配不均匀;其安装不合理,安装位置仅在起膜器下方200mm处,距离起膜器位置太近,远小于旋膜式除氧器的换热主要是在膜管下端出
口500mm处的距离,致使加热除氧效果不好。改造后的分汽装置,
直径为500mm,在周边的圆周上增加很多长方形50X400的分汽孔。

     图1原蒸汽分汽装置
图2改造后的蒸汽分汽装置
    
3.2
低压旋膜除氧器改变淋水篦层和填料层的安装位置,减少淋水篦层和填料层之
间的安装距离。改造后除氧头结构见图4,原淋水篦层和填料层距离起
膜器为1310mm, 改造安装距离为800mm,有利于加热蒸汽和除氧水的
热量交换和除氧。将淋水篦层和填料层之间的安装距离由原来的150
mm改为现在的100 mm,增加除氧的持续性,满足除氧水的除氧需要。
    

3、对除氧头排汽口进行改造。原除氧头顶部留有两个直径为50mm
的排气口,将其改为两个直径为80mm的排气口,并将信号管及阀门全
部更换为直径80mm。
    

4、低压旋膜除氧器改造实施
先对改造的蒸汽进汽分配装置等备件进行制作,并准备好相关材
料和备件。再通过生产组织优化调整,将6*.9*低压旋膜除氧器依次安排出6-8天时
间进行改造和试运行。我们利用2月至4月的时间,依次对7#、6#、8*和
9#低压旋膜除氧器的除氧头进行技术改造和调整试运行。

    
5、
低压旋膜除氧器改造后运行效果
2010年2月至4月,分别对6*-9#除氧器的除氧头进行相应的技术
改造后,6*-9*#低压旋膜除氧器加热和除氧效果显著,运行稳定,其中溶氧合格率
由6*除氧器的60.41%,7*除氧器的83.33%,8#低压旋膜除氧器的77%, 9#低压旋膜除氧器的72%,提高至目前的溶氧合格率均达到100%。
    

6、低压旋膜除氧器总结
通过对6#-9#低压
旋膜除氧器除氧头的技术改造,不但提高了技术人员分析
和解决现场问题的能力,还拓宽了解决问题的思路和方法,锻炼了技术队伍,为今后处理类似问题积累了经验和宝贵财富。