熱電廠旋膜式除氧器的技術改造分析

針對汕頭熱電一廠原4除氧器出水含氧量長期嚴(yan) 重遙遙標是引起鍋爐水冷壁多次遙遙管事故主要因素遙遙的問題，通過熱平衡計算發現原旋膜式除氧器設計不合理,闡述新型旋膜式除氧器主要結構及其傳(chuan) 熱傳(chuan) 質過程,介紹將噴霧填料式除氧器技改為(wei) 新型水膜式除氧器時除氧頭進汽管通徑估算方法、現場改造過程及改造遙遙。

熱力除氧器/旋膜式除氧器是火力發電廠給水係統中的重要設備遙遙，擔負著除去鍋爐給水中的氧氣，以防止熱力係統金屬腐蝕，對機組的安全經濟穩定運行有很大的影響。

依據亨利定律，熱力除氧的工作原理是用壓力穩定的蒸汽通入除氧器內(nei) ，把水加熱到除氧器壓力下的飽和溫度,在加熱過程中，水麵上蒸汽分壓力逐漸增加,氣體(ti) 分壓力逐漸降低，使溶解在水中的氣體(ti) 不斷逸出，待水加熱到飽和溫度時，氣體(ti) 分壓力接近於(yu) 低,水中的氣體(ti) 也就被除去。

汕頭熱電一廠4,鍋爐為(wei) WGZ130/5.301次高壓鍋爐,1997年6月投產(chan) ;原4除氧器類型係大氣噴霧填料式,擔負4*鍋爐給水除氧。2002年10月至2005年6月期間,4'鍋爐連續多次發生水冷壁遙遙管事故，經過多方麵檢査分析,發現原4'除氧器出水含氧量長期嚴(yan) 重遙遙標是引起遙遙管事故主要因素遙遙，該除氧器設計不合理，設備換熱不均勻,能耗高，無法適應機組供熱、低負荷運行工況。針對上述問題，經廣泛論證，決(jue) 定對原除氧器進行技改，更換為(wei) 遙遙節能的新型水膜式除氧器。

1旋膜式除氧器技術分析

1.1原旋膜式除氧器存在的問題原除氧器主要技術參數及運行工況，並査水和蒸汽物理化學數據⑶，見表1表1原4'除氧器主要技術參數及運行工況主要技術參數 運行工況主凝結水110t/h,50~74Y(74Y培值％=309.78kj/kg)補水2030t/h,15乞(焙值Ht=62.97kj/kg)原加熱蒸汽壓力0.212MPa,溫度112129.5管規格DN200,流速p=57.7m/s,(129.5弋焙值叫=2726.2kj/kg,比容71=0.9274m'/kg)散熱係數0.95采用熱平衡方法，理論上除氧器小耗汽量G］的計算,e土H,X110+%X20進水平均焙值%=一271.81(kj/kg)c(110+20)x(%"平均)—，d.(瓦崗=9.809(t/h)用管道體(ti) 積熱流量方法，計算大實際加熱蒸汽量C叩G=tt（D/2Vu=3.14x（0.2/2）2x57.7x3600岫勿=0.9274=7033（kg/h）=7.033t/h由上麵計算可知,原除氧器實際加熱蒸汽量不能滿足耗熱的需要，當運行工況發生較大變化，特別是機組處於(yu) 供熱、低負荷工況，鍋爐汽水損失大、補水量大，如果旋膜式除氧器運行參數調整操作不及時，就容易使空氣從(cong) 排汽管向除氧器倒灌;另外，該旋膜式除氧器還存在噴水裝置易發生故障、除氧空間小，而引起熱質傳(chuan) 遞效率低、遙遙能適應遙遙差等問題,以上問題導致旋膜式除氧器出水含氧量嚴(yan) 重遙遙標。

1.2新型水膜式除氧器的主要結構及傳(chuan) 熱傳(chuan) 質過程新型水膜式除氧頭的結構由外殼、防排汽帶水裝置、新型起膜器、淋水菌子、規整填料液汽網等組成，見圖1。由除氧頭和水箱組成除氧器。
圖1新型水膜式除氧器結構型式.1防排汽帶水裝置2外殼3新型起膜器4進水管（凝結水、化學補水）5—次除氧進汽管6人孔7.高加疏水管8水菌子9規整填料液汽網10汽體(ti) 分配盤11二次除氧進汽管防排汽帶水裝置消除了排汽帶水現象,使排汽熱損失下降至1%以下。新型起膜器由水室、汽室、起膜管、凝結水接管、補充水接管和遙遙進汽接管組成。它是除氧器的一遙遙除氧，可除去給水中含氧量的90%95%,實際上包含兩(liang) 個(ge) 過程，即起膜管內(nei) 的旋流段和起膜管外的水膜裙段。在旋流段，凝結水、化學補水從(cong) 水室混合後被引至起膜管外壁，在壓差作用下,水以較高的流速自小孔切向噴射入起膜管內(nei) ，經水膜導向裝置沿起膜管內(nei) 壁旋轉向下，形成紊流狀態的旋轉水膜，水表麵不斷翻滾，水的表層分子不斷地被內(nei) 層分子置換，形成不規則表麵;同時由於(yu) 高速旋轉水流具有卷吸作用，大量的蒸汽被卷吸到近壁麵，在近壁麵處與(yu) 蒸汽迅速混合換熱凝結,熱質傳(chuan) 遞阻力大大降低,從(cong) 而有利於(yu) 強化傳(chuan) 熱傳(chuan) 質遙遙;析出大量不凝結的氣體(ti) ，從(cong) 起膜管內(nei) 形成的中空低壓汽氣通道，被迅速排到排汽口。在水膜裙段，旋轉水膜在離心力和重力作用下,從(cong) 起膜管岀口以一定的速度和角度離開起膜管，形成中空的旋轉裙狀水膜，常稱水膜裙，非常有利於(yu) 傳(chuan) 熱傳(chuan) 質的進行。先它內(nei) 外兩(liang) 側(ce) 與(yu) 加熱蒸汽（遙遙加熱蒸汽接管引進的加熱蒸汽和水箱經液汽網、水菌子上升的二次加熱蒸汽）接觸,大大增加水汽接觸麵積;其次由於(yu) 水膜裙自上而下運動，加熱蒸汽自下而上運動，兩(liang) 種相對運動強化了水膜裙的波動，使水膜裙迅速進入紊流狀態而呈螺旋狀噴出，隨著水膜裙越往下張開，液膜越薄,凝結液膜的熱阻將越小，所以能夠在瞬間被向上運動的蒸汽加熱到接近旋膜式除氧器工作壓力下的飽和溫度（101~102T）；同時水膜中殘留的少量不凝結氣體(ti) 將克服表麵張力析出。扣除新型起膜器所占的空間，從(cong) 防排汽帶水裝置以下至淋水篦子之上的空間是除氧器的自由空間,亦稱水膜裙室，相當於(yu) 除氧器的霧化區,它是旋轉膜作用的終程。實測結果表明，水膜裙形態及自由空間的容積對除氧遙遙有直接影響，原除氧器霧化區不足也是除氧遙遙差的主要因素遙遙。淋水墓子是由數層交錯排列的角形鋼製件組成，經起膜段粗除氧的給水及由疏水管道引進的疏水在這裏混合進行二次分配，呈均勻淋雨狀落到裝破下的液汽網上。規整填料液汽網是由許多形狀尺寸相同的單元組成的SW型網孔波紋填料所組成的圓筒體(ti) ，給水在這裏與(yu) 二次蒸汽充分接觸，進行泡沸式熱交換至飽和溫度，這是除氧器的二遙遙除氧，經深度除氧後的給水含氧量低於(yu) 10後匯集到水箱。新型水膜式除氧器將射流、旋膜和懸掛式泡沸三種傳(chuan) 熱、傳(chuan) 質方式縮為(wei) 一體(ti) ，在一個(ge) 單元的部件內(nei) 完成,提高了除氧效率。

1.3新型水膜式除氧頭進汽管通徑D的估算根據4#汽機（FC304.9/0.98次高壓非調整式汽輪機）的特遙遙，采用兩(liang) 種蒸汽作為(wei) 除氧頭的加熱汽源,以下分別計算其進汽管通徑的大小。一種汽源為(wei) 汽輪機H段抽汽壓力0.165MPa,溫度114.4筆，流速〃取57.7m/s。査表⑶並利用內(nei) 插法計算該蒸汽焙值億(yi) =2698.6kj/kg,比容y2=l.095nZ/kg；除氧頭散熱係數[取0.95。利用熱平衡計算，除氧器耗汽量釆用管道體(ti) 積熱流量方法,將加熱蒸汽三等分,計算單個(ge) 進汽管通徑/4X(?2Xy2X1000y3xttxvx3600進汽管通徑型為(wei) DN150；n段抽汽分成兩(liang) 路,作為(wei) 除氧器一、二次除氧的汽源。二種汽源為(wei) 汽輪機DI段抽汽壓力0.32MPa,溫度164.8們(men) 流速“取57.7m/s。査表⑶並利用內(nei) 插法計算該蒸汽焙值此=2790.9kj/kg,比容Y=0.6408m'/kg；除氧頭散熱係數小取0.95o遙遙計算出，除氧器耗汽量將加熱蒸汽三等分,m段抽汽作為(wei) 二次除氧的一路汽源，其加熱蒸汽管道通徑為(wei) 4xC3xy3x10003x77xDx3600進汽管通徑選型為(wei) DN125。
2旋膜式除氧器現場改造過程及改造遙遙

為(wei) 提高旋膜式除氧器霧化空間,遙遙熱質傳(chuan) 遞充分進行，選用除氧頭外徑(貝600)比原除氧器增大76mm,筒體(ti) 增高575mm；除氧頭主體(ti) 材質為(wei) Q235B、厚度38mm,液汽網填料為(wei) 40x100型，材質為(wei) lCrl8Ni9Ti；改變原除氧器進汽管徑(DN200)，新除氧頭的遙遙除氧和二次除氧增加到三個(ge) 進汽口，遙遙除氧器運行工況的調整範圍，提高除氧遙遙。改造過程從(cong) 水箱上部整體(ti) 切割去原除氧頭後，在新筒體(ti) 中心位置上方加裝液汽網和水蔥子，固定環形壓板,並焊裝起膜器，後將封頭、除氧頭、水箱焊接在一起;按改造方案連接管口其它部件。DI段抽汽為(wei) 原除氧器一、二次除氧汽源，現將該管路改為(wei) 單遙遙供新除氧器二次除氧汽源。根據上麵的估算並結合現場施工情況，改造的汽管均采用©159x4.5無縫鋼管。拆除II段抽汽支路管與(yu) 皿段抽汽管之間的減壓閥，將II段抽汽支路改為(wei) 直接供新除氧器一、二次除氧的汽源。2005年6月完成技改工作，除氧器改造後熱力1•二次除氧進汽閥2•遙遙除氧進汽閥3二次除氧進汽閥4總閥後疏水閥5自調閥旁路閥6進汽總閥7壓力式電動自調閥8自調閥後手動閥9自調閥後疏水閥在驗收改造遙遙時進行試運行，按除氧器遙遙參數(型號YMC140,額定出力140t/h；工作壓力0.02MPa；工作溫度104乞)進行試驗，設備穩定無振動,經化驗4’除氧器出水含氧量小於(yu) 12展/L,符合遙遙家標準15ng/L以內(nei) 的要求。3結束語經過兩(liang) 年多的運行實踐表明，改造後4#旋膜式除氧器能夠適應汽輪機供熱、低負荷的工況,並遙遙出水含氧量達標，消除因給水含氧量遙遙標而引起4#鍋爐水冷壁管遙遙管的因素。同時噴霧填料式除氧器改造為(wei) 新型水膜式除氧器,工期短，費用低,運行穩定無振動，技術可行,為(wei) 熱電聯產(chan) 機組的旋膜式除氧器技術改造提供了借鑒。