除氧器知识解析

一、概述 凝结水在流经负压系统时，从密闭不严密处会有空气漏入凝结水中，加之凝补水中也含有一定量的空气，这部分气体在满足一定条件下，不仅会腐蚀系统中的设备，而且使加热器及锅炉的换热能力下降，降低机组的经济性。为了减少给水系统和省煤器、水冷壁管的腐蚀,主要的方法是减少给水中的溶解氧，或在一定条件下适当增加溶解氧，缓解氧腐蚀，并适当提高给水PH值，消除CO2腐蚀。 除氧方法分为化学除氧和热力除氧两种，电厂常用以热力除氧为主，化学除氧为辅的方法进行除氧。 化学除氧法时利用某些易与氧发生化学反应的互学药剂，使之与水中溶解的氧发生化学反应，生成对金属不产生腐蚀的物质而达到除氧的目的。化学除氧只能彻底除去水中的氧，而不能除去其它气体，同时生成的氧化物将增加给水中可溶性盐类的含量，且药剂价格昂贵，故化学除氧只作为辅助除氧手段。 除氧器是利用热力除氧原理进行工作的混合式加热器，既能解析除去给水中的溶解气体；又能储存一定量给水，缓解凝结水与给水的流量不平衡；还能利用回热抽汽加热给水，提高机组热效率。在热力系统设计时，也用除氧器回收高品质的疏水和门杆漏汽。 机组正常运行时，采用加氨、加氧联合水处理方式（即CWT工况），这时除氧器完成加热器的作用，并除去其它水融性气体；而在启动阶段或水质异常的情况下，采用给水加氨、加联胺处理（即AVT工况），降低水中的氧含量，减缓氧腐蚀，这时除氧器既完成加热给水的功能，又起到除氧的作用。 我公司采用无头喷雾式除氧器（见下图）。除氧器的设计应满足以下几点要求：除氧能力满足锅炉最大负荷的要求，水容积足够大且有一定裕量，设有防止超压和水位过高的措施。 除氧器的加热汽源设计由除氧器系统的运行方式决定。当除氧器以带基本负荷为主时，多采用定压运行方式，供汽汽源管路上设有压力调节阀，要求汽源的压力略高于定压运行压力值，并设有更高一级压力的汽源作为备用。这种方式节流损失大，效率较低。而以滑压运行为主的除氧器，供汽管路上不设调节阀，除氧器的压力随机组负荷而改变。此种运行方式因不发生节流，其效率较高。 我公司除氧器采用定-滑-定压运行方式，设有两路汽源：本机四段抽汽和辅汽。在四抽管路上只设防止汽轮机进水的截止阀和逆止门，不设调节阀，实现滑压运行。而辅汽供汽管路上设压力调节阀，用于除氧器定压运行时的压力调节。 二、 除氧器工作原理 1、热力除氧原理是根据道尔顿定律和亨利定律为理论基础的。 1.1亨利定律 在一定温度下，当溶于水中的气体与水中离析的其它处于平衡状态时，单位体积水中溶解的气体量和水面上该气体的分压力成正比。某气体在平衡状态时的分压力称为平衡压力。如果水面上某气体的世纪分压力小于水中溶解气体所对应的平衡压力，则该气体就会在不平衡压差的作用下，自水中离析出来，直至达到新的平衡为止。如果能从水面上完全清除气体，使气体的实际分压力为零，就可以把气体从水中完全除去。这就是热力除氧的基本原理。 1.2道尔顿定律 混合气体的全压力等于各组成气体的分压力之和。在除氧器中，水面上的蒸汽量不断增加，蒸汽的分压力逐渐升高，及时排出气体，相应地水面上各种气体的分压力不断降低。当水被加热到除氧器压力下的饱和温度时，水大量蒸发，水蒸汽的分压力就会接近水面上的全压力，随着气体的不断排出，水面上各种气体的分压力将趋近于零，于是水中的气体会从水中逸出而被除去。 1.3热力除氧是一个传热、传质过程，要保证理想的除氧效果，必须满足以下条件： （1）一定要把水加热到除氧器压力下的饱和温度，以保证水面上水蒸汽的压力接近于水面上的全压力； （2）必须将水中逸出的气体及时排出，使水面上各种气体的分压力减至零或最小； （3）被除氧的水与加热蒸汽应有足够的接触面积，且两者逆向流动，这样不仅强化传热，而且保证有较大的不平衡压差，使气体分离出来。 2、气体从水中离析出来的过程基本上可分为两个阶段： 第一阶段为初期除氧阶段。此时，由于水中的气体较多，不平衡压差较大，气体以小气泡的形式克服水的粘滞力和表面张力逸出。此阶段可以除去水中80％－90％的气体。 第二阶段为深度除氧阶段。此时，由于水中还残留着少量的气体，相应的不平衡压差很小，气体已没有足够的动力克服水的粘滞力和表面张力逸出，只靠单个分子的扩散作用慢慢离析出来。这时可用加大汽水接触表面积，使水形成水膜，减小其表面张力，从而使气体容易扩散出来。也可以用蒸汽在水中的鼓泡作用，使气体分子附着在汽泡上从水中逸出。 三、 除氧器介绍 1、除氧器结构 SSD-2010/235单筒式除氧器结构见下图，除氧器主要部件有壳体、支座、进水装置、弹簧喷嘴、受水箱装置、散水桶装置、除氧盘、内部平台、排汽装置、加热蒸汽装置、高加疏水装置、再循环管及再沸腾装置等。 1.1壳体 壳体是由筒身和两端两个标准的椭圆形封头焊制而成， 卧式放置，材料为16MnR；壳体上焊有不同规格的对外接管，供各种不同汽、水进出除氧器连接用。两端封头上各装有一个安装、检修时用的DN600人孔. 1.2支座 除氧器设有鞍式支座三个，装在除氧器底部，中间支座为固定支座，两端支座为滑动支座， 除氧器在受热膨胀后，可自由滑动。 1.3进水装置 是由1根Φ480×14的给水母管和在母管全长范围内均匀布置的16个Φ108×9的管接头焊制而成。凝结水经给水母管被分配到各接管， 然后流入到弹簧喷嘴。 1.4弹簧喷嘴 除氧器顶部均匀布置16个100t/h出力的喷嘴。喷嘴与进水装置采用焊接连接。喷嘴部件采用不锈钢材料制成。喷嘴在额定流量(100t/h)时的压差为0.05MPa左右，喷嘴的流量是随压差增加而增加。喷嘴用弹簧调节使水在各种负荷情况下都能保证水成膜良好，以适应除氧设备变工况的需要。同时喷嘴也是一个逆止阀，它能防止蒸汽倒流入凝结水中，因此本喷嘴能防止水锤现象，通常也称作喷雾阀。 凝结水经给水母管分配进入各个喷雾阀，喷雾阀将水以膜状喷出，与除氧盘底部上升来的加热蒸汽接触，被加热至或接近除氧器工作压力下的饱和温度。 1.5受水箱装置（除氧器内件） 受水箱是由不锈钢薄板压制而成，用螺栓螺母固定在侧挡板和前后围板上，用于收集喷雾阀喷出的水，使水按规定的方向流动，同时将水分配到受水箱下面的散水桶中。 1.6散水桶装置（除氧器内件） 散水桶装置是由不锈钢薄板制成的桶状结构，用螺栓螺母固定在挡板上，用于收集受水箱分配下来的水，一组散水桶装置其底部共开有300个Φ14.5的孔，使水能够均匀地以细水流状落在其下开有锯齿状的装置上，给水被撕碎、打破，并以雨淋状落入下面的除氧盘。 1.7除氧盘装置（除氧器内件） 除氧盘是一种高效的除氧元件，本设备共设有除氧盘数为128个，材料为SA-240TP316L。每个除氧盘是由若干个不锈钢板条压制成的V型板条组装而成，每个V型板条的两边缘开有很多光滑的锯齿状槽口，水在这里被再次破碎、剖析，形成膜状一层层向下流动，同时水在除氧盘中还做横向流动。除氧盘固定在由角钢制成的框架内，每个除氧盘之间的联接是用槽口相互嵌接，最后一块除氧盘装入后，应根据实际情况用调整板将其固定住，调整板的具体装配，按装配总图（F0032560010751）。 1.8内部平台