高效旋膜除氧器設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)與工作原理

摘 要 除氧器是電站鍋爐、工業(yè)鍋爐系統(tǒng)中必備的設(shè)備，其主要功能為降低鍋爐供水中的含氧量，使之達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，以保證鍋爐、汽輪機(jī)組和整個(gè)系統(tǒng)的金屬部件在高溫下不發(fā)生過(guò)度的氧化腐蝕。熱力除氧器是目前最常用的鍋爐除氧設(shè)備。

關(guān)鍵詞 旋膜除氧器；工作原理；結(jié)構(gòu)

中圖分類號(hào) TK223 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-（2012）112-0124-02

旋膜除氧器是熱力除氧器的一種，它是在原膜式除氧器的基礎(chǔ)上研究、創(chuàng)新、制造成功的，該除氧器現(xiàn)有四個(gè)系列、多種型號(hào)、多種功能，處理量從10 t/h到1100 t/h。各國(guó)對(duì)熱力除氧器研究和追求的指標(biāo)主要是淋水密度（亦稱重度流速）和提升溫度及溶氧的濃度差。旋膜除氧器的效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它型號(hào)除氧器。

旋膜除氧器的工作原理與結(jié)構(gòu)：

1 旋膜除氧器的原理

旋膜除氧器的傳熱、傳質(zhì)方式與已有的液柱式、霧化式和泡沸式不同，它是將射流、旋轉(zhuǎn)膜和懸掛式泡沸三種傳熱、傳質(zhì)方式縮化為一體的傳熱、傳質(zhì)方式。它具有很高的效率。

射流、旋膜和懸掛式泡沸三種傳熱、傳質(zhì)方式源于石化系統(tǒng)的噴射、降膜和泡沸傳熱傳質(zhì)方式。不同的是：將噴射冷凝擴(kuò)散管取消，僅利用噴嘴的射流改為飛行冷凝，它不僅具有很大吸熱功能，而且具有很大的解析能力；將自然降膜改為強(qiáng)力降膜，增加液膜的更新度，并造成液膜沿管壁強(qiáng)力旋轉(zhuǎn)卷吸大量蒸汽，增強(qiáng)傳熱、傳質(zhì)功能；將相向泡沸改為懸掛式泡沸。提高層中蒸汽流速高時(shí)泛點(diǎn)（飛濺），并將保持汽（氣）體通道；將獨(dú)立的三種傳熱傳質(zhì)方式縮化為一體，在一個(gè)單元的部件內(nèi)完成。由于它具有很高的效率和某些特殊功能，突破了已有除氧器的技術(shù)

性能。

2 旋膜除氧器的構(gòu)造

高效旋膜除氧器由除氧塔和水箱兩大部分組成。

2.1 除氧塔

給水除氧器加熱主要在除氧塔內(nèi)完成。為此在除氧塔內(nèi)設(shè)有二級(jí)除氧裝置。除氧塔基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.填料組 2.篦組 3.筒體 4.高加疏水入口 5.冷凝水入口

6.連通管 7.汽水分離器 8.水室 9.隔板 10.旋膜管 11.水膜裙室

圖1 除氧塔結(jié)構(gòu)

2.1.1 一級(jí)除氧組件

一級(jí)除氧組件由筒體、多層隔板、旋膜管、雙流連通管、水入口混管和蒸汽管組焊為一體，并分有水室和水膜裙室。

1）隔板是用來(lái)將一次除氧組件與水膜裙室隔開(kāi)。

2）水入口混管是作為全部給水（含各種補(bǔ)給水）經(jīng)混管混合后送入水室，供除氧用?；旃艿奶攸c(diǎn)是利用噴射器的原理可混不同壓力的水。

3）旋膜管是用無(wú)縫鋼管，并在上面鉆射流孔、泡沸孔制成。它是傳熱、傳質(zhì)的主要部件。

4）雙流連通管亦是由無(wú)縫鋼管制成，即化工設(shè)備的自然降膜管，它的主要作用是導(dǎo)回汽水分離室內(nèi)分離下來(lái)的積水和旋膜管帶出來(lái)的積水，并排出除氧塔上部的不凝氣（汽）體，同時(shí)在管內(nèi)使兩種介質(zhì)進(jìn)行換熱。

5）水膜裙室相當(dāng)于除氧的霧化區(qū)，它是旋轉(zhuǎn)膜作用的終程。水膜裙是傳熱傳質(zhì)面積，每個(gè)起膜器的水裙最大可用面積由試驗(yàn)定。由于除氧器水膜裙室內(nèi)溫度已近運(yùn)行壓力下的飽和溫度，故水中氧的解析能應(yīng)該全部或接近于全部完成。實(shí)測(cè)結(jié)果說(shuō)明，水膜裙的形態(tài)及水膜裙室的容積對(duì)除氧效果有直接影響。

2.1.2 二級(jí)除氧組件

二級(jí)除氧組件由篦組和填料組兩大部件組成。

1）篦組是由厚度為3毫米鋼板經(jīng)切割、壓制成弧形的管條和框架組成。篦條等距焊在框架上，框架為可卸式。篦組的主要作用是將一級(jí)除氧后的水進(jìn)行二次分配。篦條空間面積不小于總面積的50%。

2）填料組是用網(wǎng)波填料和框架組成?？蚣転榭尚妒?。網(wǎng)波填料亦稱液汽網(wǎng)。它是用0.1×0.4毫米扁不銹鋼絲編制成網(wǎng)帶，它具有Ω型孔眼。除氧器依據(jù)需要選用比表面積為600 m2/m3～700 m2/m3。其填料層為兩層。

3）為固定二次除氧組件，其下部設(shè)有托架，上部設(shè)有可卸式壓固件。

2.1.3 其它部件

旋膜除氧塔上、下部分別裝設(shè)汽水分離器、四根加熱蒸汽導(dǎo)管和一根落水管（出水管）。

1）汽水分離器由托架、排汽管和填料組成。選用網(wǎng)波填料作為分離填料。為簡(jiǎn)化設(shè)備將汽水分離器與除氧塔上部人孔組合為一體。檢修時(shí)要將人孔蓋連同汽水分離器一起取下。

2）四根蒸汽導(dǎo)管均布于除氧塔的下封頭，落水管設(shè)于中心，與水箱上部相應(yīng)管口對(duì)接。制造時(shí)要求配裝。這五根管是現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)主要對(duì)接口，它們也是除氧塔的支腿。

3）除氧塔外殼的四根支腿，主要作為安裝時(shí)吊裝對(duì)接口用，與水箱上支腿用法蘭連接。安裝后要求將法蘭螺栓松開(kāi)約2毫米。

2.2 水箱

除氧水箱的作用是貯水，作為緩沖之用，鍋爐上水時(shí)予加熱，輔助除氧。

高壓旋膜除氧器配裝的水箱內(nèi)裝有：加熱蒸汽導(dǎo)管、配水管、再沸騰管、防旋板以及其它所必須部件和接口。如圖2所示。

1）蒸汽導(dǎo)管：除氧塔內(nèi)的加熱蒸汽是經(jīng)水箱內(nèi)上部蒸汽導(dǎo)管接入除氧塔下部通汽管送入除氧塔內(nèi)底部。蒸汽在除氧塔底部采用噴射方式。向塔內(nèi)送汽時(shí)將水箱內(nèi)水位上部含有氧的汽體一并帶入，做到水、汽界面上的汽體中氧的分壓降到最低。

2）配水管：經(jīng)除氧塔除氧后的水，經(jīng)落水管引送至配水管并直接分別配送到水箱下部的各出水口處。做到防止當(dāng)機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)，能將冷水直接送到出水口處，防止給水泵入口汽化。

3）再沸騰管：水箱裝有再沸騰管，作為鍋爐上水時(shí)和機(jī)組啟動(dòng)時(shí)加熱除氧用，機(jī)組啟動(dòng)帶負(fù)荷后即應(yīng)停止使用。

4）防旋板：水箱下部有兩個(gè)出水口，采用管端平接，內(nèi)部不留凸頭，并在各出水管口裝設(shè)防旋板，防止低水位時(shí)水的旋流相應(yīng)增加水箱有效容積。試驗(yàn)證明，水的旋流對(duì)水泵汽蝕影響很大，無(wú)防旋板時(shí)，水箱水位必須保持管徑三倍高度，有防旋板則可降為1.5倍以下。

5）其它附件有給水泵再循環(huán)管、平衡器接口、水封接口。

除氧器在停用期間，必須采取防腐保養(yǎng)措施，不應(yīng)在無(wú)防腐保養(yǎng)下長(zhǎng)期停用。新投入的除氧器要在設(shè)計(jì)和安裝時(shí)一起考慮防腐保養(yǎng)設(shè)施，在役除氧器無(wú)保養(yǎng)設(shè)施，應(yīng)根據(jù)具體情況，加設(shè)保養(yǎng)設(shè)施。

參考文獻(xiàn)

[1]電站壓力式除氧器安全技術(shù)規(guī)定[Z].能源部，機(jī)械部，91年頒發(fā).