熱力除氧器是如何進行除氧原理與設(shè)計條件

      熱力除氧器是作為驅(qū)除鍋爐給水中所含的溶解氧的設(shè)備，以保護鍋爐避免氧腐蝕。工作原理給水的除氧是電站鍋爐或工業(yè)鍋爐防止腐蝕的主要方法。在容器中，溶解于水中的氣體量是與水面上氣體的分壓成正比。采用熱力除氧的主法，即用蒸汽來加熱給水，提高水的溫度，使水面上蒸汽的分壓力逐步增加，而溶解氣體的分壓力則漸漸降低，溶解于水中的氣體就不斷逸出，當(dāng)水被加熱至相應(yīng)壓力下的沸騰溫度時，水面上全都是水蒸汽，溶解氣體的分壓力為零，水不再具有溶解氣體的能力，亦即溶解于水中的氣體，包括氧氣均可被除去。除氧的效果一方面決定于是否把給水加至相應(yīng)壓力下的沸騰溫度，另一方面決定于溶解氣體的排除速度，這個速度與水和蒸汽的接觸表面積的大小有很大的關(guān)系。
大氣式熱力除氧器原理
      根據(jù)水中氣體的溶解特性，要想將水中任何一種氣體除去時，只要將水面上存在的該氣體除去即可，因此希望排除水中的各種氣體，好水面上只有水蒸汽而無其它氣體。熱力除氧器就是將水加熱至沸點，氧的溶解度減小而逸出，再將水面上產(chǎn)生的氧氣排除，使充滿蒸汽，如此使水中氧氣不斷逸出，而保證給水含氧量達到給水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。
      熱力除氧器：為了保證水面上只有水蒸汽存在，必須將水加熱至沸騰溫度（在稍高于大器壓力即1.02絕對大氣壓力下進行），在這種除氧設(shè)備又稱大氣式熱力除氧器。
      在熱力除氧器時、要保證有可靠的除氧效果，應(yīng)該在設(shè)計和運行中滿足下列條件針對除氧效果條件本技術(shù)改造擬達到的目標(biāo)及采取具體措施：
      1、增加水與蒸汽的接觸面積，水流分配要均勻，不銹鋼填料均勻厚實。
      2、在整個水面上應(yīng)保證水中溶解氣體的壓力與水面上該氣體分壓力之間有壓力差。系統(tǒng)工作壓力：19.6kPa（1.02kg/cm2絕對大氣壓力）；
      3、使水與蒸汽成相對方向流動，這樣可以保證有大可能的氣體壓力差和得到較完全的除氧。
      4、必須迅速將水面上的氣體去除，以免它們在水面上的分壓力增高，這樣就要求除氧器中氣汽混合物要有足夠的剩余壓頭，且排氣管要有足夠大的斷面，裝置要有足夠的出力。排氣管管徑設(shè)計合理；
      5、使水能很可靠地被加熱到除氧器工作壓力下的沸騰溫度。工作溫度：tg=104±1.5℃。
4.大氣式熱力除氧器耗汽量計算
      DQ=（5～10%）·G（i2—i1）/（i—i2）0·98kg/h式中G——除氧處理大水量，kg/h；i2——除氧器出口水的焓，kcal/kg；i1——進入除氧器水的焓，kcal/kg；i——進入除氧器蒸汽的焓，kcal/kg；0·98—除氧器效率；設(shè)計大氣式熱力除氧注意事項，設(shè)計具體措施：
      1、大氣式熱力除氧器應(yīng)放在給水泵上方，除氧水箱低水位與給水泵中心線間的高差應(yīng)不小于6~7米。鍋爐房土建結(jié)構(gòu)4.5米,不能滿足高差要求，設(shè)計采用降溫措施以解決；
      2、進入熱力除氧器前給水混合溫度，一般不低于70○C；本方案設(shè)計：除氧器前給水混合溫度80○C；
      3、大氣式熱力除氧器的可靠運行只有對熱力除氧器壓力和溫度以及除氧水箱水位高度進行自動調(diào)整時才有可能達到；除氧器進水管上安裝水位變送器、溫度變送器，并采集相關(guān)信號；
      4、保證熱力除氧器中水力工況和熱力工況均衡：當(dāng)補充大量比較冷的化學(xué)處理水時，應(yīng)當(dāng)盡可能均勻地送進，并在幾個并列運行的除氧器間適當(dāng)?shù)胤峙�。蒸汽凝結(jié)水在送入熱力除氧器前好先蓄積在中間貯水箱中，然后將這些凝結(jié)水均勻地送入除氧器，以保證熱力除氧器負荷的穩(wěn)定。
      本方案設(shè)計：兩臺除氧器化學(xué)處理水均勻地送進，并在除氧器間適當(dāng)?shù)胤峙�。以保證熱力除氧器負荷的穩(wěn)定。
      5、熱力除氧器裝置應(yīng)具備下列控制測量儀表：監(jiān)督除氧頭內(nèi)蒸汽壓力用的壓力表，蒸汽管減壓前后的壓力表和溫度表，除氧水箱上的玻璃水位表，除氧水箱進水管和出水管上的溫度表。
      本方案設(shè)計：熱力除氧器裝置測量儀表：監(jiān)督除氧頭內(nèi)蒸汽壓力用的壓力表，蒸汽管減壓前后的壓力表和溫度表，除氧水箱上的水位表，除氧水箱進水管和出水管上的溫度表。
      6、好用測氧計自動監(jiān)督水質(zhì)，在沒有測氧計的情況下，為了監(jiān)督熱力除氧器的工作，安裝水溫或壓力記錄表是有好處的。安裝水溫或壓力記錄表。
      7、在熱力除氧器運行時，必須特別注意監(jiān)視空氣引出管的作用，如果空氣引出管應(yīng)當(dāng)經(jīng)常有微量的蒸汽冒出。
      8、除氧水箱水位自動調(diào)整器前應(yīng)有閘門，在出水短管上應(yīng)有取樣（經(jīng)冷卻器）用的短節(jié)，以便監(jiān)督含氧量。
      9、兩臺熱力除氧器并列運行時，為了平衡除氧器內(nèi)壓力和水位，各個除氧水箱上須有可以連接的汽及水的平衡管。
熱力除氧器自動控制
      1、在熱力除氧器進水管安裝溫度變送器、流量傳感器，在除氧器安裝水位變送器，檢測進水溫度、進水流量、熱力除氧器水位等信號，并將檢測信號輸入給計算處理模塊，以控制除氧器進水與加熱蒸汽的水力工況和熱力工況平衡，為達到的除氧效果，保證除氧溫度（104±1.5℃），調(diào)節(jié)安裝在蒸汽管道上的電動執(zhí)行器調(diào)節(jié)閥門，通入的蒸汽進行加熱，隨除氧水溫高低變化而自動調(diào)整蒸汽流量大小。補水停止后，電動執(zhí)行器自動關(guān)閉。需要通入一定量的蒸氣加熱。壓力傳感器、溫度傳感器將溫度信號也傳入處理模塊，熱力除氧器實現(xiàn)自動控制的基本原理為：
      G=G±△G式中：G——電動執(zhí)行器調(diào)節(jié)閥門開度G——電動執(zhí)行器調(diào)節(jié)閥門計算開度△G——電動執(zhí)行器調(diào)節(jié)閥門修正開度上述關(guān)系說明：電動執(zhí)行器調(diào)節(jié)閥門開度G與兩個因素有關(guān)，G為電動執(zhí)行器調(diào)節(jié)閥門計算開度，與進水溫度、進水流量有關(guān)，近似為常量；△G為電動執(zhí)行器調(diào)節(jié)閥門修正開度，當(dāng)除氧水溫低于設(shè)定溫度時，開度增大；反之，開度減小。熱力除氧器水位變化控制，當(dāng)水位降低時，自動啟動軟化水泵（冷凝水泵），給熱力除氧器補水；當(dāng)水位升高時，水泵自動停止。
      2、對蒸汽鍋爐給水系統(tǒng)控制，應(yīng)修復(fù)鍋爐原設(shè)計的單沖量自動給水系統(tǒng)、既根據(jù)汽包水位傳感器提供的信號，調(diào)整蒸汽鍋爐給水電動執(zhí)行器調(diào)節(jié)閥門開度，從而改變給水流量，使汽包水位相對穩(wěn)定。
      3、防止蒸汽鍋爐給水泵、熱水鍋爐補水定壓泵汽化的技術(shù)處理
      熱力除氧器出水熱水溫度高于鍋爐給水泵、鍋爐補水定壓泵入口允許水溫，并且鍋爐房土建結(jié)構(gòu)4.5米,不能滿足高差要求，可能使蒸汽鍋爐給水泵、熱水鍋爐補水定壓泵入口處可能產(chǎn)生汽化（汽蝕）現(xiàn)象，水泵無法正常工作。本方案設(shè)計：在軟化水泵（冷凝水泵）與除氧器之間安裝水—水換熱裝置。一是為了提高除氧器進水溫度，使除氧器工作狀態(tài)穩(wěn)定，二是降低除氧器出水熱水溫度，可使蒸汽鍋爐給水泵、熱水鍋爐補水定壓泵入口處不產(chǎn)生汽化（汽蝕）現(xiàn)象。
要保證有可靠的除氧效果，應(yīng)該在設(shè)計和運行中滿足下列條件
      1、增加水與蒸汽的接觸面積，水流分配要均勻。(采用旋膜管—填料相結(jié)合的除氧頭)。
      2、在整個水面上應(yīng)保證水中溶解氣體的壓力與水面上該氣體分壓力之間有壓力差。（系統(tǒng)工作壓力：19.6kPa）；
      3、使水與蒸汽成相對方向流動，并保證被除氧氣100%排出除氧頭和得到較完全的除氧。(旋膜式除氧頭結(jié)構(gòu)已滿足)；
      4、必須使將水產(chǎn)生紊流翻滾，水傳熱傳質(zhì)效果理想，才能節(jié)省加熱蒸汽，達到節(jié)能目的。
      5、使水能很可靠地被加熱到除氧器工作壓力下的沸騰溫度，又要在極短時間很小的行程上產(chǎn)生劇烈的混合加熱作用。
      旋膜式除氧器工作原理（射流、吸卷、紊流、傳熱、傳質(zhì)、水膜裙、淋雨狀、飽和）旋膜式除氧器工作原理由安百利品牌提供：凝結(jié)水及補充水先進入除氧頭內(nèi)旋膜器組水室，在一定的水位差壓下從膜管的小孔斜旋噴向內(nèi)孔，形成射流，由于內(nèi)孔充滿了上升的加熱蒸汽，水在射流運動中便將大量的加熱蒸汽吸卷進來（安百利經(jīng)試驗證明射流運動具有卷吸作用）；在極短時間很小的行程上產(chǎn)生劇烈的混合加熱作用，水溫大幅度提高，而旋轉(zhuǎn)的水沿著膜管內(nèi)孔壁繼續(xù)下旋，形成一層翻滾的水膜裙，（水在旋轉(zhuǎn)流動時的臨界雷諾數(shù)下降很多即產(chǎn)生紊流翻滾），此時紊流狀態(tài)的水傳熱傳質(zhì)效果理想，水溫達到飽和溫度。氧氣即被分離出來，因氧氣在內(nèi)孔內(nèi)無法隨意擴散，只能隨上升的蒸汽從排汽管排向大氣（老式除氧器雖加熱了水，分離出了氧但氧氣比重大于加熱蒸汽，部分氧又被下流的水帶入水箱，也是造成除氧效果差的一種原因）。經(jīng)起膜段粗除氧的給水及由疏水管引進的疏水在這里混合進行二次分配，呈均勻淋雨狀落到裝到其下的液汽網(wǎng)上，再進行深度除氧后才流入水箱。水箱內(nèi)的水含氧量為高壓0-7цɡ/L,低壓小于15цɡ/L達到部頒運行標(biāo)準(zhǔn)。
      因旋膜式除氧器在工作中使水始終處于紊流狀態(tài)，并有足夠大的換熱表面積，所以傳熱傳質(zhì)效果越好，排汽量�。�即用與加熱的蒸汽量少,能源損失小帶來的經(jīng)濟效益也可觀）除氧效果好產(chǎn)生的富裕量能使除氧器超負荷運行（通常可短期超額定出力的50%）或低水溫全補水下達到運行標(biāo)準(zhǔn)。