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旋膜式除氧器的改造主要内件一改造前后除氧头结构比較

旋膜式除氧器的改造主要内件改造前后除氧头结构比較
 

旋膜式除氧器的改造主要内件改造前后除氧头结构比較,连云港市宏琦电力辅机有限公司分析对除氧头主要内件——尾膜管的试验进行分析,轮证了起膜管的佳结构型式。针对旋膜式热力除氧器运行中存在齢问題,提出了政遣妁具体实施方法,为电厂永膜艾热力就鳶的改造提供了就思路。

旋膜式除氧器是用来排除溶解在给水中的空气和氧气的设备,同时它又是一个混合式换热器,兼有加热和储存锅炉给水的作用。用来加热的蒸汽与绐水在除氧器内通过充分的接触直接换热,将给水加热到工作压力下的饱和温度,使除氧器内的不凝结气体从给水中逸,被逸出的气体夹带少量蒸汽由排气口排出。

目前我国广泛使用的除氧器系列中,旋膜式热力除氧器是其屮较先进的一种。它的给水通过起膜管形成伞形水膜,而多个伞形水膜互相重叠与逆流向上的加热蒸汽接触预热,由于接触面积大且均匀,使水与蒸汽能得到充分混合和换热,部分不凝结气体被逸出。其除复效果和传热效果等都优于喷雾式热力除氧器。但在旋膜式热力除氧器运行中也存在些问题。通过多次试验分析,我们对旋膜式热力除氧器的起膜管以及除氧头的内件进行多次改造,得出除氧器改造的具体实施办法。电厂的多台除氧器按此方案进行改造后,除氧效果良好

旋膜式除氧器运行中存在的问题

旋膜式除氧器在额定工况下,一般能满足使用要求,但在变工况时(特别在低工况时),很难达到原定的除氧效果。

运行中除氧器内压力已达到额定工作压力,但出水温度却低于此压力下的饱和温度,水中的氧等不凝結气体不易析出。

为解决2条中存在的问题,运行中往往增加蒸汽量,除氧器辰力会随之升,为了维持旋膜式除氧器的额定压力,上部排气口必须加大蒸汽排放量,这样又浪费r汽源。

旋膜式除氧器的试验研究与理论分析

起膜管是造成旋转水膜的基本元件。进人水腔中的水经切向喷孔形成向下的旋转水膜,由起膜管下部管口喷出,形成伞形水膜,见图"正常设计时相邻水膜互有重叠以全面接触蒸汽。伞形水膜扩散角a对除氧效果有较大影响,扩散角a随着起膜管水腔中喷水孔两侧的压差变化而变化。压差增大,扩散角a也增大,一定的水膜高度H和对应的直径d也增大,见图2。当除氧器负荷降至一定值时导致喷水孔两侧压羌减少,扩散角a减少,水膜形成如图3所示形状,使加热蒸汽短路,削弱量交换,降低除氧效果。因此起膜管的结构型式直接影响水膜的形成。设计时将起膜管的切向喷孔向下倾斜某个角度。如果角度太大,侧喷水在管内形成的螺旋线行程就比较短,侧喷射后扩散角。比较小,特别在低负荷压差比较小时,不能形成伞形水膜而影响一次除氧效果。如果角度太小,虽然喷水旋转效果比较好,但在喷水孔两侧压差增大时,水从起膜管的上部冒出。经多次武验分析,喷孔向下倾带为8。比较适宜。这样既可保证在较低负荷时形水膜有较大的扩散角,使相邻水膜相互重叠,又可保证在较高压差时起膜管卜.部不会冒水。

蒸汽腔中起膜管喷汽孔的直径、孔数与喷出汽量所决定的喷汽速度也是设计起膜管的关键。由热态试验证明;喷汽速度高丁-佳值时将破坏水膜,失去水膜除氧的基本要点,而速度过小又不利于除氧水的次传质、传热。常规水膜除氧二次加热结构采用角钢或木制的淋水栅用作均布水滴元件,以增加水滴与蒸汽的接触面积,延长水滴与蒸汽的接触时间,下层又采用40/100-0.1x0.4扁丝网作填料。根据对现场的运行与维修进行的调分析,发现淋水栅的安装过程中难以保持绝对水平,以至于水滴在除氧头横截面上流动不均匀,易偏流而影响除氧效果。扁丝网虽然有接触面积大的优点,但其安装质量要求较高,而且目前国产的扁丝网材料使用寿命较短。由于除氧器在运行中有振动,主加热蒸汽上升又有一定的流速,因此扁丝网在运行时经常发生断裂破碎,甚至丝网跑偏使加热蒸汽短路,影响正常传热。破碎的丝网沉入水箱后又有可能进入水泵造成严重后果。

旋膜式除氧器的改造措施

(1)为保证喷孔有足够的长度以利于水旋转成膜,起膜管直径用2.108x5的厚壁管。经试验证明,起膜管开孔位置与起膜管

L总长在•定比例关系时才能有效防止喷水时反水上冒。为防止

4 除氧器低负荷运行时水膜扩散角a减小,在起膜管下端制成30°锥角为水膜导向,见图4。我们对@5的单孔进行了试验,测定了流量与压差的关系曲线,见图5。试验显示,当喷水压力P<0.12MPa,选择h/Hm40%,喷水孔点径取①5为宜(孔径和孔数与除氧器的出力有关)。

(2)起膜管上的喷孔蒸汽量对给水的一次加热有很大作用,要求蒸汽快速地与给水混合。若蒸汽流量过大,流速过髙则会破坏水膜。因此要求汽腔喷孔万方数据布置均匀且蒸汽流速不宜过高。经试验分析,汽腔中的蒸汽量为总加热量蒸汽量的12%~18%为宜。

角钢淋水栅改用匀配孔板,孔径08-©12mm。孔板上按需要布置若干髙出孔板240mm左右的汽帽用于隔离汽水通道。扁丝网由“0”型内翻填料代替,填料的直径与壁厚由填料层充许阻力而定。我们认为在水膜除氧器中选择直径025-040mm,壁厚0.8mm“0”型填料为佳。填料层高度选择450~600mmo改造前后除氧头结构比较见图6。

6旋膜式除氧器改造前后除氧头结构比較

1997年5月至今先后对大庆新华电厂、佳木斯发电厂、常州燃机电厂等单位的50t/h,225t/h,420t/h680t/h等不同规格的旋膜式除氧器进行改造设计,均取得满意效果。改造后的除氧器经过一段时间的投入运行后,运行稳定,出水含氧量均为W5/L,特别在低负荷运行时,除氧效果有较大改善。机组检修时验,填料无任何变形和损坏,大大减少了维修工作,提高了系统运行的可靠性。