动力站除氧器的应用现状及考察无头除氧器的工作原理和特点，通过目前动力站使用的旋膜式除氧器和内置式无头式除氧器的性能、维护和厂房布置等进行对比，为二期建设提出使用这种新型除氧器的建议。下面主要以旋膜式除氧器为基础进行论述。

［关键词］内置式；旋膜式；除氧器

在现代工业中电站锅炉给水及用于其他工业目的的给水除氧有许多型式和类别。按是否发生反应可分为物理除氧和化学除氧等，热力除氧、真空除氧为物理除氧、加联胺、丙酮脂等药品为化学除氧。物理除氧按压力可分为真空除氧、低压除氧和高压除氧，按结构可分为按喷淋盘式、旋膜式及内置式等。目前普遍釆用的是热力除氧，它费用低，而且同时可以除去水中的氧气和其他气体，并无任何残留物质；动力厂中给水溶氧是造成热力设备腐蚀的主要原因。因而，锅炉给水除氧是防止设备腐蚀、保证安全运行的重要环节。

1旋膜式除氧器应用现状

除氧器是锅炉及供热系统关键设备之一，如除氧器除氧能力差，将对锅炉给水管道、省煤器和其它附属设备的腐蚀造成的严重损失，引起的经济损失将是除氧器造价的几十或几百倍，国家电力部因此对除氧器含氧量提出了部分标准，即大气式除氧器给水含氧量应小于15ug/L,压力式除氧器给水含氧量应小于7ug/L。

目前动力站使用的是旋膜式除氧器，是一种新型热力式除氧器。旋膜式除氧设备主要由除氧塔头、除氧水箱两大件以及接管和外接件组成，其主要部件除氧器（除氧塔头）是由外壳、新型旋膜器（起膜管）、淋水篦子、蓄热填料液汽网等部件组成。

随着对外技术交流的不断深入，国外进技术和设备近些年在国内也有落户，旋膜式除氧器近年来随着国内几百个项目的成功运行，以其独特的优点在国内占有了较大份额。

2旋膜式除氧器的工作原理及特点

2.1工作原理

基于物理除氧过程，旋膜式除氧器的除氧分两步进行：

初级除氧阶段：凝结水通过喷雾装置喷入蒸汽空间，预除氧70%~80%；

深度除氧阶段：在水箱中蒸汽与预除氧水充分接触完成后除氧。気级除氧是通过利设计的喷雾装置而得以实现的，因为喷雾装置能确保在任何工况下都能将凝结水加热到饱和温度并拥有一个较大的传质面积。由于氧气在饱和状态下的溶解度几乎为0,因此氧气能从凝结水滴中向周围蒸汽进行扩散。当蒸汽冷凝为饱和水时，氧气聚集在喷嘴附近，从而可以通过排出少量的蒸汽来带走聚集在顶部的氧气。水箱中的后除氧是通过向水箱中喷入蒸汽得以实现的。根据所使用热源（蒸汽、加压热水、汽/水混合物）的条件，可以选用一种（或多种）类型的蒸汽喷射管排。由于很好地考虑了水箱中的流体动力特性，一个设计合理的蒸汽喷射管排能让水和蒸汽充分接触，并让溶解氧按照亨利定律从水中扩散到蒸汽中。

旋膜式除氧器主要由除氧塔头、除氧水箱两大件以及接管和外接件组成，其主要部件除氧器（除氧塔头）是由外壳、汽水分离器、新型旋膜器（起膜管）、淋水篦子、蓄热填料液汽网等部件组成（具体如下图2所示）。旋膜式除氧器是喷雾填料式除氧器的替代产品，是一种新型热力式除氧器,旋膜除氧器原理是补水经起膜管呈螺旋状按一定的角度喷出与加热蒸汽进行热交换除氧，给水加热到对应除氧器工作压力下的饱和温度，两种除氧器图示工作原理及结构见下图：

图1旋膜式除氧器工作原理

Fig.lTheworkingprincipleofthebuilt-indeaerator

2.2旋膜式除氧器性能特点

旋膜式除氧器的主要特征从国内的实际应用情况得出，内置式有以下几个方面的特征：

（1）可靠性/可用性高。

由于内置除氧器结构简单，唯一需要维护的就是喷嘴，但喷嘴是标准化产品，在进水符合设计条件时基本无需维护。

（2）实际运行表明，在10%~100%负荷变化范围内，除氧器出水含氧量能达到W5ppb。釆用等流速喷嘴，雾状水滴的大小不受负荷变化的影响。

为保证有足够的蒸汽流动加热和携带不凝气体，旋膜式除氧器水的进、出温差应符合下列要求：

从前面的工作原理可以看出，正常情况只要维持水箱内的汽液平衡，不以蒸汽和水雾的对流流动进行除氧，不凝气体也只有达到一定浓度才开始打平衡从排气管排出，除氧器的排汽损失很小，通常W100kg/h,低可到10kg/h。常规除氧器的排气损失在除氧器出力的l%o还多，仅此一项每年将为用户节省不少运行费用。

除氧器器具有良好的滑压运行性能。运行压力从0.02〜1.0MPaAo由于除氧器的加热介质置于水中，在开车阶段其就具备了启动快的性能。从前面介绍的应用场合看出，除氧器的加热介质可以是蒸汽、水/汽混合物或热水，而不象常规热力除氧器只能用蒸汽加热。

由于采用单容器设计，对于大型机组，节省投资极其明显。

由于旋膜式除氧器能在很低的压力下(如真空状态)达到很高的除氧效果(W7ppb),除氧器框架高度降低、容器壁厚减少，减少工程费用，设备布置就容易得多。

通过喷嘴的自调节作用，在运行中喷嘴阻力降在0.03-0.06MPa范围内。喷嘴调节比可达10：1。

根据除氧器出力不同，喷嘴型式也不同，Stork喷嘴单个喷嘴流量在10-1200t/h范ffl,400t/h以下釆用弹簧喷嘴，大于400t/h小于1200t/h用圆盘喷嘴，出力大于1200t/h的除氧器釆用双喷嘴两端布置，中部设置出水口。由于结构简单。除氧器设计可以釆用国标GB150-1998、ASME、BS标准，可以适用于国内、国际不同客户要求的场合。4内置式除氧器与旋膜式除氧器的比较

4.1旋膜式除氧器基本结构的比较

旋膜式除氧器除氧形式为喷雾型；单容器结构，除氧喷嘴内置于水箱内；由于没有除氧头，从而避免了水箱上部的集中载荷，筒体应力大大减小，降低了产生应力裂纹的可能性，延长了设备使用寿命。旋膜式除氧器为喷雾淋水盘式；双容器结构，由于有除氧头，水箱上部有比较大的集中载荷，筒体应力相比旋膜式除氧器增大，在运行中可能产生应力裂纹，从而降低除氧器设备使用寿命。

4.2旋膜式除氧器安装布置比较

旋膜式除氧器安装较为简单，只需沿水箱布置一个平台，管路设计及保温材料相对较少。由于单容器结构，因此具有极佳的抗震能力。但由于将除氧头和水箱二合为一，因此总体大于常规除氧器，且有效容积相对常规除氧器要小5%~10%o常规旋膜式除氧器因为有除氧头，至少需要两个平台，除氧头和水箱之间需外接平衡管，管路较旋膜式除氧器长，相对安装较为复杂一些，由于除氧头焊接在水箱上部，除氧头和水箱之间存在应力，抗震效果相对较差。

4.3旋膜式除氧器设备维护性

旋膜式除氧器目前制造厂都具有丰富的制造经验，旋膜式除氧器内部结构简单，唯一重要部件除氧器喷嘴为施托克利设计，免维护并具有自身过滤功能，以防堵塞，高度可靠。内置除氧器一体设计，省却了除氧头从而避免了水箱与除氧头的应力裂纹。在热疲劳和使用寿命上两者相差不大，低负荷运行时内置除氧器较旋膜除氧器除氧效果好。

综上所述，通过对旋膜式除氧器的研究论证，其结构原理、购置安装、使用维护等方面均强于常规式有头除氧器。