旋膜式除氧器(热力)依据加热方式的不同产品分类介绍?
除氧器一般按结构分类,依据除氧器由水播散成微小细流被蒸汽加热方式的不同,除氧器有着各种结构形式,国内各厂家设计制造的除氧器也形式多样。有的在除氧器内采取一种传热结构形式, 例如(单纯)淋水盘除氧器,它的水流播散方式是多孔淋水盘, 通过一层一层多个淋水盘把水加热达到出水温度,它的传热结构方式是一种,即都是淋水盘,所以可称为一段传热式除氧器。另一种可称之为两段传热式除氧器,它将两种不同的传热方式组合在一个除氧器内,例如喷雾填环式除氧器,给水先经喷嘴雾化成微细水滴再被蒸汽加热,加热后的水再经另一种结构形式(填环式)的加热段去加热,两段式除氧器实际上就是把两种一段式传热结构放在一一个除氧器内。 现在国内除氧器绝大部分都采用两段传热式结构。现将一段传热式的各种除氧器叙述于下。
一、旋膜式除氧器
图2-1是旋膜式除氧器的示意,它是在圆筒形承压外壳顶部焊有封头的密闭容器,需除氧的水自上部进水接管进人器内的配水装置,将水初步均布,依靠重力向下流向淋水盘,此淋水盘为中央圆盘,盘底板上钻有大量通孔,盘边缘为很短的圆简形挡板,用它挡住水,使水在盘内形成一定的水位,由于水自重的作用,以水位高度为压头使水成细小圆柱状自孔内向下流出,由于孔的数量很多,使水流播散成大量的圆柱细流而形成传热面积,也是使氧气析出的传质表面积,可在中央淋水盘底盘下面焊以肋板,肋板接近到圆简体内,放置在圆简体内的角铁等构件上并以螺栓固定。
图2-1中,第一层淋水盘的淋水孔内流出的水流到第二层淋水盘,此为中间有中央通汽口的环形淋水盘,盘的外圆连接至圆简体内壁,形成盛水盘, 它的底盘同样有大量小孔,成为淋水孔,使水流出成大量的细小水柱。如此一层层相互交叉,最后一层淋水盘流出的水向下流人贮水箱。
加热蒸汽(即来自汽轮机的抽汽)从下部接管进人除氧器内,由配汽装置作均布,流向四周空间,蒸汽向上流动,在最下层淋水盘的中央通汽口处转弯向上,然后经其上一层的中央淋水盘阻挡而转弯,在中央淋水盘与圆筒内壁间的环形空间处转弯向上,如此一层层向上流动,最终到达除氧器顶部,蒸汽携带着氧气由顶部排气管流出除氧器。这样加热蒸汽垂直于水流,二者成十字形的接触,成直接接触的传热,水流自最上层淋水盘起一层层逐步加热至最下层达到沸点饱和温度,而逐步加热的过程也是溶解在水中的氧气因温度升高而溶解度降低的逐步脱氧的过程,最终到达最下- -层后使水中的氧气脱尽,使残余含氧量达到规定标准。
由于在设计时按额定出力计算并确定了淋水孔的数量,所以运行时希望经常保持在额定出力工况,在负荷变化亦即水量变化时,淋水盘内的水位就发生变化。
如果出力超过额定值而出力过高,需要传过更多热量才能将给水加热到蒸汽饱和温度,但是淋水孔数量是按额定出力计算确定的,出力的增加只是使淋水盘内水位升高,孔内水流水柱的流速加快,而水柱数量没有增加,亦即传热面积、传质(脱氧)面积没有增加,只能依靠原设计的富裕量才能使除氧效果保持在原水平上。如果传热面积富裕量已用尽,将使加热除氧的效果降低。更有甚者如淋水盘上水位高度过高而超过边缘挡圈的高度时,水将会从边缘挡圈溢出,它的水幅厚,重量大,可能造成淋水盘震动,而且该水幅会形成圆桶形瀑布似的水幅,会阻碍蒸汽的通路,并在除氧器卞部产生蒸汽的间断凝结,从而发生水展。这样进水就不能被充分加热,而出水之中的残余含氧量会迅速提高,每升能达到十分之几毫克(当进水含氧量商时)。
如果出力过低,水流将不能流过所有的孔,因此出现淋水水柱数量减少和大滴的水不规则地下落等状况,使传热面减少,水与加热蒸汽之间的温度差可能达到十分之几摄氏度甚至更高,因此水中的氧气等气体不能很好地析出,由于淋水盘直径达到1~2m甚至更大,而淋水盘上水位仅数十毫米,因此淋水盘装配的倾斜度和翘曲度将加剧这种水柱分布不均匀的局面。
旋膜式除氧器是我国早期的传统结构,也是国外早期的传统结构,至今仍为一些国家所采用,例如欧洲-部分国家和俄罗斯等,只要设计制造牢固可靠,在运行工况较稳定的情况下,除氧效果能满足要求。
但是旋膜式除氧器也存在一些缺点: 例如负荷适应性较差,如果淋水盘在制造安装中存在倾斜度及翘曲度较大则会加剧这个缺点,此外,长期运行中可能由于水震等原因而造成淋水盘等内件损坏而需检修,由于氧气具有腐蚀性,会对碳钢板制造的淋水盘等薄板构件造成腐蚀损坏,淋水孔腐蚀变形,使水流变粗,一些孔流出的水成大的滴状,或淋水孔堵塞使孔变小,这些都会使除氧效果恶化,经长期运行淋水盘与筒壁的连接处甚至会因腐蚀而脱开,造成淋水盘跌落,使除氧效果严重恶化而完全不能正常工作。由于上述这些缺点,我国目前已较少采用这种形式的除氧器。有一些早期的淋水盘除氧器曾经因除氧效果不佳等原因,被改造成喷雾淋水盘两段式除氧器,即拆掉上面几层淋水盘而改成雾化室,在顶部加装喷嘴,从而取得较好效果。
现将存在过的一些旋膜式除氧器结构分述于下。中央圆盘型淋水盘除氧器中央圆盘型淋水盘除氧器已如上述。
2、锥形淋水盘除氧器
图2-2所示为一锥形淋水盘除氧器。水从上部进水管进人第一层水盘中央,经溢流而沿圆周均布流人淋水盘内。淋水盘成斜度较小的锥形,由于盘底的倾斜使淋水孔流出的水成倾斜的细水流。其优点是出力较低时水位降低,一部分孔无水,而其余的孔在一定的水位之下仍能形成细小水柱流出,避免了平底盘低水量时不能形成细小水柱而出现不规则大水滴的局面,这些水柱仍能保持一定量的传热面,使传热和脱氧保持了一定效果而不致恶化。但在过度超负荷时与前述淋水盘一样水可能会从边缘溢出。
蒸汽从下部进汽口进人蒸汽多孔管,蒸汽均匀地自各孔中流出,然后逐步向上转弯流向顶部,该类型除氧器曾被东欧国家所采用。
3、弓形淋水盘除氧器
图2-3所示为弓形淋水盘除氧器,其淋水盘的表面为缺圆形,加热蒸汽自“下部进汽管进人,经盘的阻挡转-弯流动(如图2-3所示)成为弓形,蒸汽流动经过的距离较长。
4、大气式淋水盘除氧器
图2-4所示为一种传统结构的大气式除氧器,它由上下两节组成以便于拆卸检修。二者间用大法兰螺栓连接。
除氧器内从上至下排列有五层多孔淋水盘,在上部一层淋水盘处设有两个管接头,一个供引人汽轮机主凝结水,另-一个可供引人化学补充水。水进人除氧器后经矮圆筒形板的阻挡,均匀地溢流进人下一层淋水盘,水在淋水孔内成细小水柱流下。在一、二层水盘之间的高度处有两个可拆卸的管接头,供引人高于100C的热凝结水,例如高压加热器(中压机组) 的疏水。
除氧器外壳项部是个锥形封头,对属于常压容器的大气除氧器而言,采用锥形封头是允许的,但最好还是采用碟形封头或椭圆封头。封头中央焊有排气管接头,以排出未凝结的蒸汽和氧气等气体的混合物,排向大气或余汽冷却器。除氧器下部设有进汽管接头和蒸汽分配装置,该装置有一圆圈形挡板,它与上、下平板及筒壳内壁形成空间,此挡板开有多个腰圆形大孔使蒸汽均匀通向器内后再向上流动。
这种除氧器用于配套中压机组。此类除氧器外形尺寸见表2-1 (供参考)。
5、淋水盘式压力除氧器
国内早期的一种淋水盘式压力除氧器如图2-5所示,它用于高压机组,由上、下两节筒壳组成,中间用法兰螺栓连接,除氧器内从上到下依次装有七或八层多孔淋水盘,外壳上部装有多个接管,主凝结水进口管由此处接入,各水流(如主凝结水和化学补充水)进入器内混合后,经溢流装置溢流进人一层水盘并依次向下流人各盘,简壳中部有数个接管,用于进人高温热水(如高压加热器疏水),在简壳下部有加热蒸汽接管以进人汽轮机抽汽,在除氧器页部设有排除蒸汽和氧气混合物的排汽管,并接有阀[ ]以控制蒸汽量。
蒸汽从简壳下部的进口接管进入管内,管上开有排孔,蒸汽从孔内流出到除氧器空间,经各淋水盘阻挡而逐步转弯向上流动至顶部出口,淋水盘之间焊有挡板(见图2-5中的A-A截面图),使蒸汽沿着挡板隔成的通道流动。
整个淋水盘结构以拉杆连接到顶部封头内,当上部简壳拆御后,整个淋水盘装置可被一起吊出以便于检修。为了防止腐蚀,每一层淋水盘焊装完成后表面均作喷铝处理。