旋膜除氧器的主要结构特点、技术改造方案和效果? 

         旋膜除氧器的主要结构特点、技术改造方案和效果?为了防止锅炉给水管道、省煤器及其他热力设备的腐蚀,必须除去锅炉给水中的氧及其他气体。   
         给水除氧分为热力除氧和化学除氧两种方法,而热力除氧是主要手段。热力除氧原理是亨利定律和道尔顿定律,对于溶解在水中的各种气体,在一定的压力下水的温度越高,其溶解度越低。旋膜除氧器就是利用蒸汽把给水加热到相应压力下的饱和温度时,蒸汽分压力接近于水面上的全压力,溶解于水中的各种气体分压力接近于零,在这种情况下,水就不具有溶解气体的能力,溶解于水中的气体析出,从而清除水中的氧气和其他气体。
         现有75t/h除氧器三台,工作压力0.118MPa,工作温度104℃,额定出力75t/h,水箱有效容积35m3,为三台锅炉提供给水。除氧器采用喷雾填料式,它利用弹簧喷嘴将给水喷射成锥形水膜与加热蒸汽完成传质传热过程,这种喷嘴能够适应负荷变化,通过弹簧的作用调节喷口大小,但是这种喷淋装置的关键部件制作复了特种合金钢焊条和特殊的焊接工艺,因此车体框架高温下的强度和刚度以及耐磨、耐热和抗急冷急热作用的性能远远高于普通碳钢型材,其使用寿命延长几倍。
         车体内耐热板则采用制造厂自行开发的专利产品,中低碳铬镍合金材料Gx-40NiCrSi3525。既具有良好耐磨性能,同时也具有较高的耐热、耐蚀和抗急冷急热性能,并保证原有耐热板的厚度,使用寿命超过原耐热板的四倍以上。
         车体连接耐热板的螺栓改成定制的不锈钢四方螺栓,在维修和更换耐热板时达到了省时、省力、省材。
         对原熄焦车车体进行多处修改,增加了强度和刚度:1)前侧壁与斜撑连接部位;2)前侧壁与左右端壁接合部;3)车门型材变角钢、槽钢为箱形结构;4)车体底板上部的30#槽钢在长度近15.3m上分段增加筋板;5)底板槽钢支承板与车架大梁连接处采用不锈钢板,并采用螺栓连接和焊接双重措施。   
旋膜除氧器改造结论:
         熄焦车经改用新材质后,其外形结构和尺寸与原熄焦车完全相同,原有的基础除轨基沉降变化外)和相关建筑物如焦侧操作平台、晾焦台、熄焦塔)均不需进行任何改动。新材质熄焦车使用寿命比原熄焦车大幅度提高,设备造价比原熄焦车增加却不多报价为普通材质的1.5倍左右)。投入生产运行6年来,除车门因变形进行了更换,至今熄焦车体钢结构整体状况仍较好。使用后,综合生产费用大幅度降低降低两倍以上),省去原4年一次的钢结构大修工作,节省大修费用
60～70万元。
         改造与更新杂,本身安装调试精度要求较高,长期运行以来由于弹簧的腐蚀、喷嘴卡涩容易使其性能退化。经测定除氧水的含氧量为18μg/L,高于国标15μg/L的标准,为此决定将原除氧器改造为旋膜式除氧器。
旋膜式除氧器主要结构特点：
         旋膜式除氧器由除氧头和水箱两部分组成,除氧头内部装有一级除氧装置起膜器和二级除氧装置水蓖组与填料层,如图1所示。一级除氧装置的核心部件是起膜器,它由水室、隔板、起膜管等部件组成,其中起膜管是强化传质传热的主要场所,承担着一级除氧的任务,一般选用φ108mm或φ133mm的不锈钢管制作,在管壁圆周方向钻若干小孔与管壁相切并向下倾斜。二级除氧装置由淋水蓖子和填料组成,用以深度除氧;水蓖组由数层交错排列的角钢组成,是二级除氧时水的再分配装置,它使汽水接触均匀以达到深度除氧的要求;填料层为不锈钢丝网,它是将具有Ω形网眼的网套压平后卷绕成不同规格的填料块,再用大孔径的金属丝网包装成型,特点是空隙率大、压力损失小、分离图1旋膜式除氧器结构示意图效率高。
         旋膜式除氧器的工作原理及传热传质过程一级除氧在起膜器中完成,它可以将给水加热到相应压力下饱和温度以下2～3℃,除去给水中含氧量的90%～95%,经计算传热系数可以达到30kW/m2·K,它包含两个过程,即起膜管内的旋流段和起膜管外的水膜裙段,如图2所示。在旋流段给水先 进入水室,在水压和除氧器工作压差下,水以较高的流速从起膜管的切向小孔喷射到起膜管内壁,水沿着起膜管内壁离心旋转而下,起膜管内的水膜很容易达到紊流状态,水的表面不断翻滚,水的表层分子不断地被内层分子置换,形成不规则表面,同时由于高速的旋转水流具有卷吸作用,运行时大量的蒸汽被卷吸到近壁面,在近壁面处与旋转水膜迅速混合换热凝结,换热热阻大大减小,能够有效地加强传质传热效果。分离出来的气体从起膜管内中空的低压通道排到排气口。
         在水膜裙段,旋转水流从起膜管出口以一定的速度和角度离开起膜管,因此形成了中空的旋转裙状水膜,常称作水膜图2起膜管裙,有利于传热。首先运行时水膜裙内外两侧同时与加热蒸汽接触,大大增加了汽水接触面积。其次水膜裙水流向下运动,而加热蒸汽向上运动,这种相对运动强化了凝结液膜的波动,凝结液膜的流动容易达到紊流状态,并且水膜裙是往下张开的,越往下面积越大,液膜越薄,减小了凝结液膜的热阻,所以能够瞬间被蒸汽加热到接近于除氧器工作压力下的饱和温度。同时少量的不凝汽体克服表面张力析出。
         二级除氧在水蓖组和填料层完成。经过一级除氧的给水经水蓖组再分配,以薄膜的形式分布到不锈钢丝网上,与二次蒸汽充分接触,进行泡沸式热交换,深度除氧后汇集到水箱。
旋膜除氧器改造方案和效果:
         改造主要集中在除氧头部分。具体做法是,从水箱上割去除氧头,割去除氧头顶部的球形封头,拆除原除氧头内部的所有部件,包括弹簧喷嘴、布水装置、塑料填料等。用一定长度的φ108mm不锈钢管钻孔制作起膜管并与隔板装配成起膜器,焊到除氧头的适当位置。然后安装水蓖组和填料层,最后将除氧头、封头、水箱组装在一起。为了验证改造效果,进行了试验,试验在除氧器的额定出力下进行,经测定,除氧水的含氧量为10μg/L,低于国家标准。
         旋膜式除氧器因其主要除氧元件起膜管结构简单,没有活动部件,能够很好地克服传统的弹簧喷嘴性能易退化的缺点,所以运行更加平稳可靠。特别是其高的传热传质性能,保证了良好的除氧效果。另外喷雾填料式除氧器改造为旋膜式除氧器,改造费用低,切实可行。