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旋膜除氧器的结构、特点、工作原理及在动力厂的应用

旋膜除氧器的结构、特点、工作原理及在动力厂的应用 

 

     通过介绍旋膜除氧器的结构、特点、工作原理及在动力厂的应用,说明旋膜除氧器在负荷波动大、补水量大的情况下具有较大的优越性,提出以下的建议。
     当前,
旋膜除氧器从传热传质的机理上可分为雾
化、泡沸和旋转膜3种,从形式上可分为立塔、
卧塔和隐塔(亦称无塔)3种。我厂除氧器系统共
有5台除氧器,均为立塔、雾化式除氧器,其性
能参数见表1。
其中1#、2#、3#除氧器在1970年建厂后一
直投运,4#、5#除氧器自1984年建成投运以来,
一直未带负荷投运,1997年,对其进行了恢复投
运,但由于设备腐蚀严重,加上本身结构上的缺
陷,试投运期间含氧量一直不能合格,同时1#-3#
除氧器在多年的运行过程中也存在着运行不稳
定、易振动、含氧量波动大等缺点,因此决定对
其进行改造。

     旋膜除氧器的特点
经过调研,确定采用近几年较为先进的除氧
技术-旋膜除氧技术对除氧器进行更新改造。
    
旋膜式除氧器具有三大优点:一是传热系数大、除氧
效果好,旋流管进、出口温升可达到90°C,在进
口凝结水含氧量高达8000~10000μg/L或者
100%的补充水时,除氧器出水含氧量仍<7μg/
L;二是适应性强,可以在30%~120%额定负荷
下稳定运行,含氧量达到设计要求,而且达到合
格溶氧的时间短;三是排汽量小,一般情况下排
汽量是目前其它除氧器排汽量的50%,甚至更
小。因此,从八十年代初至今,这种除氧器倍受
关注。旋膜除氧器、雾化除氧器和泡沸除氧器主
要参数比较见表2。由表2可知,与雾化除氧器
和泡沸除氧器相比,旋膜除氧器具有淋水密度
大、提升温度高、出入口氧浓度差大、排汽量小
和全滑压的特点,适于补水率大、入口水溶氧高、
入口水温低、负荷变化大的调峰机组和热电厂。
而我厂除氧器正是在负荷变化大、补水率高达
80%以上这种工况条件上运行。

     旋膜式除氧器的原理
旋膜式除氧器是将旋膜管垂直放置,内外壁用
隔板隔开,将一定压力的水引至喷管外壁,在压
差的作用下,水自小孔喷射入管内,形成短暂的
射流,由于管内充满了加热蒸汽,射流的水便卷
吸了大量的蒸汽,产生混合加热作用。
射流结束后,旋转水流往往很快进入紊流状
态,加热蒸汽迅速加热旋转水流,析出大量不凝
结气体,由于旋转水流基本上是紧贴管壁旋转而
下,在旋膜管中间形成汽一气通道,不存在气体
流动死区,析出的不凝结气体被讯速排出。
在离心力和重力的作用下,旋转水流于旋膜
管的出口形成张开的水膜裙。由于水膜裙自,上而
下运动,加热蒸汽自下而上运动,强化了水膜裙
的波动,使水膜裙迅速进入紊流状态,增强了加
热蒸汽的凝结放热。旋膜管的结构和工作过程如
图1。
射流、旋膜和悬挂式泡沸3种传热传质方式
源于石化系统设备的喷射、降膜、泡沸传热传质
方式。旋膜除氧器将射流、旋转膜和悬挂式泡沸
3种传热、传质方式缩为一体,在一个单元的部.
件内完成,提高了除氧效率。与雾化除氧器和泡
沸除氧器相比,旋膜除氧器在技术上是一种创
新。
    
旋膜式除氧器实施过程
1998至2000年,车间对3#、4#、5#除氧器
实施改造,改造基本内容有:
将原除氧头内所有喷嘴与填料均割除。
重新安装进汽室、溢汽网、水蓖子、起膜室
等主要本体部件。
将补除盐水、进疏水、进凝结水均改进起膜
室。
4#机高加疏水改进除氧水箱(两台除氧器均
接通)。
除氧器进汽改为一、二次进汽,由同一调节
阀控制,二次进汽另有截门控制。
4#机三段抽汽改并进汽调节阀后(两台除氧
器均接通)。
除氧头加装U型水封。
水箱、除氧头,改造后管线采用岩棉材料重
新保温。
所有有关铸铁阀均升级为钢阀。
水箱内部除锈、防腐。
每台改造费用约为12万元。
     效果
除氧器改造一年多以来,运行效果较好,不
仅消除了原来除氧器运行中大负荷变化易产生
振动的隐患,运行稳定性大增,而且除氧效果良
好,2000年10月份,车间对改造后的除氧器进
行了标定,在负荷变化与补水变化均较大的情况
下,其出口含氧量均较低(见表3)。
从表中可以看出,改造后的除氧器不仅在额定负
荷下除氧效果较好,而且在负荷波动与补水量发
生较大变化时除氧效果均较好,这在我厂冬季热
负荷大,夏季热负荷小的情况下显得尤其有用。
同时除氧器改造后由于其优越的传热与传质性
能及排汽量的减少,每台除氧器在额定负荷下每
小时比原除氧器要节约0.5t加热汽,年节汽约为
8760t,以我厂内部关联交易价格计算折合人民币
57万元,具有较好的经济效益与社会效益,可以
在我公司广泛应用。