除氧器热力校核(共38页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上 本科毕业论文题 目：除氧器热力校核学生姓名：学 院：系 别：专 业：班 级：指导教师：二 一年 四 月 六 日专心-专注-专业摘 要火电厂锅炉给水中经常含有大量的溶解气体，如氧气、二氧化碳等，其中危害最大的是氧气，氧对钢铁构成的热力设备及管道会产生较强的氧腐蚀，对整个热力系统的安全、可靠运行形成了重大威胁。作为除氧的主要设备，热力除氧器起着提高系统安全性、可靠性及运行寿命的作用。因此，如何保证热力除氧器的除氧效果是一项十分有意义的工作。本文从热力除氧的基本原理出发，对300MW发电机组的喷雾填料式除氧器的雾化区传热过程进行热力校核。从传热、传质过程出发，对喷雾填料式

2、除氧器和旋膜式除氧器的除氧效果进行了比较。分析了定压运行、滑压运行对热力除氧器除氧效果及对整个机组热经济性的影响。通过校核、比较和分析得出，在加热蒸汽充足的情况下，喷雾填料式除氧器能瞬间将水加热到对应压力下的饱和温度。定压运行基本能保证除氧效果，但热经济性差，滑压运行热经济性好，但在负荷骤变时不能保证除氧效果。关键词：热力除氧器；热力校核；运行现状分析Abstract The boiler water of thermal power plant often contains a lot of dissolved gases,such as oxygen、carbon dioxide and

3、so on, but the most damage of which is oxygen. Steel pipes and heating equipments with oxygen will have more oxygen erosions,which form a major threat to the safety and reliability of the entire thermal system. Deaerator as the main equipment,played an important role to ensure the security,reliabili

4、ty and operational life of thermal system. Therefore,how to ensure the effect of thermal deaerator is a very meaningful work.This paper mainly checks thermal heat transfer process of the spray zone of 300 MW unit according to on the basic principles of spray - fill-Deaerator.From studying heat and m

5、ass transfer process on the spray - fill-deaerator and the rotary film deaerator we compare the results and analyze the constant pressure of runningsliding pressure on the operation of thermal effects and deaerator for the entire unit of economi cimpact.Through verification,comparison and analysis,i

6、n the adequate heating steam circumstances,the spray-fill-deaerator can quickly heatpressure basicaly ensure the operation of Deaerator effects,but heat economy worse. Contrary to the former,sliding pressure of running is good， but when the load suddenly changes it can not guarantee Deaerator effect

7、. Key words: thermal deaerator; heat check; operation of the status quo目 录引 言随着社会的快速发展，对电力的需求量越来越大。我国的电力供给主要靠火力发电，而在火力发电的生产过程中，给水除氧是一项非常重要的工作。给水除氧效果的好坏，直接影响着整个电厂热力设备的安全经济运行。目前使用的除氧方法有物理除氧法和化学除氧法，物理除氧法包括：热力除氧法、真空除氧法和解析除氧法。而电厂中使用最多的是热力除氧法，热力除氧器经过不断的发展，出现了多种形式，比较常见的有：淋水盘式、喷雾式和喷雾式填料式等。近年来又出现了一种旋膜式除氧器，从理

8、论分析，它的除氧效果比前两种要好。随着高参数大容量机组的发展，对热力除氧器的技术要求愈来愈高。传统的淋水盘式除氧器已不能很好的满足除氧要求，面临着改造或淘汰。旋膜式除氧器由于其技术不是很成熟，在电厂中应用比较少。电厂中现在应用较多的是喷雾填料式除氧器，由于它是将水雾化成平均直径在0.8毫米左右的小雾滴，汽水的接触面积增大，在很短的时间内就能将水加热到饱和温度。且在除氧头的下部，还布置了填料层，使加热后的水的比表面积达到200m2/m3左右，从而减小了张力，有利于水中溶解气体的析出。但喷雾式填料式除氧器存在淋水密度小，提升温度低等问题。本文将对喷雾填料式除氧器雾化区进行热力校核，分析其在雾化区的

9、传热过程，并对热力除氧器的运行现状作出分析。第一章 绪论1.1给水除氧的意义火电厂中锅炉给水主要由凝结水和补充水组成。众所周知，水中经常含有大量的溶解气体，如氧气、二氧化碳等，它们不仅存在于化学补充水中也存在于主凝结水中。因为主凝结水在凝汽器中或通过在真空条件下工作的低压加热器和管道时，空气会通过不严密处渗入到主凝结水中。水中含有的活性气体，其溶解度随温度升高而下降，温度愈高，这些气体愈容易直接和金属发生化学反应。其中危害最大的是氧气，氧气对钢铁构成的热力设备及管道会产生强烈的氧化腐蚀，而二氧化碳会加剧这种腐蚀，从而导致腐蚀穿孔引起泄漏爆管等事故。除此之外，水中所含有的不凝结性气体还会使传热恶

10、化，热阻增加，降低机组的热经济性720因此，对给水进行除氧对提高热力设备的安全性、可靠性和机组的热经济性有着非常重要的意义。1.2给水除氧的方法锅炉给水中含有氧和二氧化碳等多种气体，其中氧是造成给水系统和锅炉腐蚀的主要物质，它会腐蚀锅炉的水系统和部件，腐蚀产物氧化铁会进入锅内，沉积或附着在锅炉管壁和受热面上，形成难溶而传热不良的铁垢，而且腐蚀会造成管道内壁出现突起的点，使阻力系数增大。锅炉给水除氧是防止锅炉设备遭受腐蚀损坏，保证设备安全经济运行的重要措施。锅炉给水除氧方法主要有物理方法、化学方法和电化学方法等。1.2.1 物理方法6物理方法除氧是利用物理的方法将水中的氧气析出来，常用的有热力除

11、氧法、真空除氧法和解析除氧法等。热力除氧法分为大气式热力除氧和喷射式热力除氧。其原理是将锅炉水加热至沸点，使氧的溶解度减小，水中溶解的氧不断逸出，再将水面上产生的氧连同水蒸汽一道排除，还能除掉水中各种气体（包括游离态CO2，N2），如铵钠离子交换法处理过的水，加热后NH3也能除去，除氧后的水不会增加盐量，也不会增加其它气体溶解量，操作控制相对容易，而且运行稳定可靠，是应用最多的一种除氧方法。真空除氧法是在3060下进行，实现水面低温状态下的除氧。对热力锅炉和负荷波动大而除氧效果不佳的蒸汽锅炉，均可用真空除氧法获得满意的除氧效果。相对于热力除氧，其加热条件有所改善，锅炉房自耗汽量减少，但热力除氧

12、的大部分缺点仍存在，并且真空除氧的高位布置，对运行管理喷射泵、加压泵等关键设备的要求比热力除氧更高。低位布置也需要一定的高度差，而且对喷射泵、加压泵等关键设备的运行管理要求也很高，另外还增加了换热设备和循环水箱。真空除氧能利用低品位余热，可用射流加热器加热软化水；又能分级及低位安装，除氧可靠，运行稳定，操作简单，适用范围广。解析除氧法工作原理是将不含氧的气体与要除氧的给水强烈混合接触，使溶解在水中的氧解析至气体中去，如此循环而使给水达到脱氧的目的。解析除氧器操作简单，投资低，运行可靠，效果较好。但同时存在着影响除氧效果的因素较多，只能除氧气，不能除其它气体的问题。1.2.2化学方法化学方法除氧

13、是利用化学反应来除去水中含有的氧气，使水中的溶解氧在进入锅炉前就将其消除，常用的有药剂除氧法和钢屑除氧法等。常用的药剂除氧法有以下几种：（1）亚硫酸钠法。亚硫酸钠是白色或无色晶体易溶于水。它是一种还原剂，能与水中的溶解氧发生化学反应，使水中溶解氧的含量降低。其化学反应方程式为: 223+2224 （11）它的除氧效果与水的温度、氧的浓度及亚硫酸钠的投入量有密切关系，温度愈高，反应时间愈短，除氧效果愈好。亚硫酸钠无毒，可在低温下使用，能将铁的氧化物还原成四氧化三铁，但增加了水中的含盐量。该方法投资低，安全性好，操作较为简单，一般用在小型锅炉房和一些对水质要求较高的热力系统中作为辅助除氧。（2）联

14、胺法。联氨又称水合肼，它是一种极为有效的除氧剂。它不仅能除氧，而且还可以提高给水的pH值，同时具有钝化钢、铜表面；不增加给水含盐量的优点。其反应式如下： N2H4 + O2N2 + 2H2O (除氧) （12） 3N2H4N2+4NH3 （提高pH值） （13）NH3+H20NH40H （14）它的反应产物N2和H2O对热力系统及设备的运行没有任何害处。同时在高温水（t200）中，N2H4可将Fe203还原为Fe3O4或Fe，将CuO还原成Cu2O或Cu，联胺的这些性质还可以防止锅炉内结铁垢和铜垢。N2H4的除氧效果受pH值、溶液温度及过剩N2H4量的影响。因此，采用联胺除氧应维持以下条件：（

15、a）必须使水维持一定的pH值；（b）必须使水保持足够的温度； （c）必须使水中有足够的过剩联胺。 一般认为采用联胺除氧的合理条件为：150以上的水温，pH值在911之间的碱性介质和适当的过剩联胺。由于该法价格贵，且只能除氧不能除去其它气体，所以通常只在其它方法难以除尽残留溶解氧时作为辅助除氧手段来应用。（3）单宁系物质法。单宁系物质如单宁酸、橡碗栲胶等，加反应剂除氧具有设备简单、操作方便、除氧效果良好的有点，但也存在药剂费用较贵的缺点。所以很少单用加反应剂的方法除氧，此法在中小型锅炉上往往与钢屑除氧联合使用；而在电站高压锅炉中则被用作热力除氧的补充措施。（4）氧化还原树脂法。树脂除氧的基本原理

16、是在除氧器内利用氧化还原树脂与水中溶解氧反应生产除氧水，树脂失效后用水合肼再生。载体型除氧树脂，如Y-12-06树脂（电子工业部十二研究所研制），除氧效果好，但出水含有微量肼，不可以饮用，其再生液及清洗的水中含肼较多，排放后对环境有污染；LHY型树脂，除氧效果能够达到水质标准要求，再生工艺简单，但树脂价格高，初投资大，还原用亚硫酸钠较多。钢屑除氧法。是水经过钢屑过滤器，钢屑被氧化，而水中的溶解氧被除去。有独立式和附设式两种。此法水温要求在70以上，8090效果最好，一般用在对给水品质要求不高的小型锅炉房，或者作为热力网补给水以及高压锅炉热力除氧后的补充除氧，一般仅作辅助措施。海绵铁除氧。海绵铁

17、又称为直接还原铁或金属化球团，其主要成分是铁，内部结构疏松多孔，表面积是普通铁屑的5-10万倍。当水流经海绵铁时，水中的氧与铁发生氧化反应而使氧得以去除，但是生成反应产物Fe(OH)2、Fe(OH)3为不易溶入水的絮状沉淀，需定期用反冲水流去除。海绵铁除氧可以在常温下进行除氧，无须对进水加热，安装无特殊要求，同时设备可以低位布置，工艺较为简单。运行操作方便且安全可靠，投资相对较小。海绵铁除氧不足之处在于，经过海绵铁除氧的水中增加了一定的铁离子，增加了水的含盐量，不适用于蒸汽锅炉或对给水铁离子有严格要求的锅炉。1.2.3 电化学方法从电解的原理可知，将两种不同的金属与直流电源连接并放置到一种电解

18、质中，使其负极与被保护的钢板相连接，正极与准备让其发生腐蚀的金属相连接，这样被保护的钢板形成阴极而得到保护，让其发生腐蚀的金属形成阳极而不断被腐蚀。电化学除氧就是应用这种电化学保护的原理，将用钢板制成的除氧器与直流电源接通，让除氧器的外壳与电源的阴极相连接，阳极与放置在除氧器中的铝板相连接，当水流通过除氧器时，水中的氧气就与阳极上的铝板发生电化学腐蚀而被消耗掉。电化学除氧法具有设备简单，操作使用方便，运行费用低的特点，其经济实用性比较明显，可广泛应用于低压锅炉及热水锅炉的给水除氧。电化学除氧法目前尚无成熟的经验，但根据使用的情况看，其经济实用性比较明显。锅炉给水除氧方法多种多样，必须根据锅炉炉

19、型和实际情况，结合锅炉的热力参数、水质、吨位、负荷变化、经济条件等情况综合考虑，因地制宜选用，确保锅炉高效安全运行。1.34 随着高参数大容量机组的发展，对热力除氧器的技术要求愈来愈高。为了使除氧器在稳定性、适应性和在除氧效果上的日臻完善，许多国家都对热力除氧器进行了大量的研究工作。1.3.1 简况 日本和欧美各国对雾化传热传质方式进行了大量研究和开发，我国也从70年代开始对雾化除氧器进行研究和应用，已取得良好的结果。尤其在70年代中期，对恒速雾化技术和除氧器滑压运行的开发，明显地提高了热力除氧器的安全、经济性能。 苏联从60年代末开始大力开发泡沸式除氧器。目前已有真空、大气压、高压各系列的泡

20、沸式除氧器。为提高除氧器的淋水密度，提高入口水容许含氧量和充分利用低温汽源，保持除氧器稳定等方面做出了贡献。 80年代初首先是联邦德国和苏联，为满足巨型汽轮机组发展的需要，开始批量生产出力为40006000t/h的无塔型热力除氧器。为提高热力系统的经济性，西德和苏联于70年代开始研究开发无除氧器热力系统。所谓无除氧器热力系统实际是将低压加热器改为混合加热兼除氧双功能的低压加热器，而无塔型热力除氧器实际是除氧水箱改为除氧兼贮水两用的除氧水箱。可以看出，这两种热力系统的开发研究是当前的一大方向。但其传热、传质方式仍以雾化、泡沸为基本原理。 我国自70年代初开始研究开发膜式除氧器。为满足供热机组和调

21、峰机组的需要，解决入口水溶氧高、入口水温度低和运行工况变化频繁做出了大量的工作。为适应大型机组的需要，提高淋水密度和提高其适应性，研究改进了膜式除氧器效能，将膜式改为射流、旋膜及泡沸缩台为一体的高效能旋膜除氧器。当前以雾化和泡沸为传热、传质的除氧器仍是国际上研究开发的两大主要方向。但近年来也出现直流式等新型除氧器系列。1.3.2 成就 雾化除氧器:国产GWC-1000型卧式除氧器及国外引进BBC - 750型、阿-大-1500型除氧器都具有滑压运行的特点，它适应负荷变化的需要，操作少，经济性好，GWC-670型除氧器比定压运行除氧器热耗低812KJ/kwh，年可节省标准煤500700吨。雾化除

22、氧器除氧效果可使入口溶氧在200g/L左右的水降到7g/L以下。BBC-750型、阿-大-1500型除氧器还可滑压启动。 泡沸除氧器:淋水密度较大，一般为150m3/m2h，适于大型机组配套，容许入口水中溶氧在10002200g/L，其真空泡沸除氧可利用低温汽源，适于大型供热机组和热力网的给水除氧需要，除氧效果好，出口水溶氧为38g/L。 无除氧器热力系统:简化了除氧器安装场地，节约建设投资，可利用低温汽源，一台300MW机组无除氧器热力系统，可提高经济效益0.8%，适于巨型汽轮机组的需要。旋膜除氧器:具有淋水密度大.提升温度高，出入口氧浓度差大，排汽量小和全滑压的特点，适于补水率大(近100

23、%)，入口水溶氧高，入口水温低、负荷变化大的调峰机组和热电厂，更适于凝汽式电厂和大型机组配套使用。旋膜除氧器出水溶氧稳定，不发生震动等异常情况，可用于低温汽源。1.3.3 问题 从对热力除氧器的几项基本要求来看，各类除氧器的除氧深度、除氧效果都已达到深度除氧的要求，可以满足运行时对给水溶氧的要求。但这些除氧器都有某些个自的不足之处，其共同的弱点是淋水密度、提升温度和氧浓度差等方面的问题，带来的后果是在运行中适应性、稳定性有些不足，甚至影响到除氧器的安全和经济运行。 苏联、国产雾化除氧器早期为立式，其淋水密度较大，为135150m3/m2h，与之不相适应，如GC- 680型除氧器为定压运行，运行

24、条件比较苛刻，除氧效果不高，合格率低。锦州发电厂、通辽发电总厂共7台GC-680型除氧器，出水溶氧为540g/L，合格率仅为22.977.2%；雾化除氧器的提升温度小，t只有40，当入口水温突然降到100以下时，常发生震动，有的还因负荷变化而引起除氧器故障，其发生次数逐年增多；有的个别厂，排汽量较大因积水发生屋顶塌落事故，其淋水密度达到140 m3/m2h时，对运行适应性更差，溶氧合格率更低。元宝山电厂引进BBC- 750型立式雾化除氧器，其淋水密度高达197.4 m3/m2h，其入口水溶氧要求为10g/L，才保证出口水溶氧在10g/L以下(实际为510g/L)。可见，雾化除氧器不适于淋水密度

25、大、提升温度高和入口水溶氧高的情况下运行。 改进后的国产GWC-670型卧式雾化除氧器，淋水密度降低为80 m3/m2h左右，可滑压运行，滑压域为0.2450.91MPa，但不能滑压启动。投入再沸腾4小时后，溶氧降到30g/L，设计出口溶氧pb，则水面上该气体将更多的溶入水中，反之则有更多的气体自水中逸出，直至新的平衡建立为止。如此，要想除去水中溶解的某种气体，只须将水面上该气体的分压力降为零即可，在不平衡压差p=pb-p的作用下，该气体就会从水中完全除掉，这就是物理除氧的基本原理。道尔顿定律则指出，混合气体的全压力等于各组成气体分压力之和。对于水面而言，混合式加热器（除氧器）中的全压力等于溶

26、于水中各气体分压力Pj与水蒸汽压力Ps之和，即 P= Pj + Ps MPa （22） 对除氧器中的给水进行定压加热时，随着温度上升，水蒸发过程不断加深，水面上水蒸汽的分压力逐渐加大，溶于水中的其它气体的分压力逐渐减少。当水被加热到除氧器工作压力下的饱和温度时，水蒸汽的分压力ps接近或等于水面上气体的全压力p时，则水面上其它气体的分压力Pj趋向于零，水中也就不含有其它气体。因此除氧器实际也是除气器，不仅出去了氧气，也出去了其它气体。2.1.2热力除氧的基本条件17热力除氧不仅是传热过程，而且还是传质过程，必须同时满足传热和传质两方面的条件。保证热力除氧效果的基本条件是：（1）水应被加热到除氧器

27、对应工作压力下的饱和温度，即使有少量加热不足（几分之一摄氏度），都会引起除氧效果的恶化，使水中残余溶解氧量增高，达不到给水除氧的要求。（2）必须把水中逸出的气体及时排走，以保证液面上氧气及其它气体分压力维持为零或最小。（3）被除氧的水与加热蒸汽应有足够的接触面积，蒸汽与水逆向流动，保证有足够大的不平衡压差。2.1.3 热力除氧器的作用6热力除氧器的作用归纳起来有以下几点:（1）除去水中的溶氧，防止热力设备的腐蚀，确保机组的安全运行，这是除氧器的主要作用；（2）由于在除氧过程中，水中溶解的各种气体亦被除去了，这就提高了各种表面式热交换器的传热效果（在热交换器中，若有气体的积聚，就会影响其热量的传

28、导），收到节省燃料的效益；（3）除氧时必须对给水进行加热，因此，除氧器本身是给水回热系统中的混合式加热器；（4）由于除氧器可以汇集整个热力系统的疏水、补充水、排汽及回水等，因此，除氧器还可以减少热力系统的汽、水损失，并使余热得到充分利用。2.2 热力除氧器的分类16热力除氧器的类型较多，可以按照其热力工作的过程、除氧器的工作参数或结构型式等进行分类。一、按热力过程分按照工作过程，除氧器可分为混合式和过热式两类： （1）混合式除氧器混合式除氧器，是将被除氧的水与加热用的蒸汽直接接触进行除氧。水被加热到一定压力下的饱和温度，使溶解于水中的气体解析出来，并随着加热蒸汽的余汽一起排出除氧器外。电厂中使

29、用的除氧器多为此种类型。 （2）过热式除氧器过热式除氧器，是先将要除氧的水加热至超过除氧器工作压力下的饱和温度，然后再引入除氧器内进行除氧。此时，过热水由于减压而一部分汽化，其余的水则处于沸腾状态，从水中解析出来的氧则被汽化了的蒸汽带走。 按照工作压力，除氧器可分为真空式、大气式和高压式三类：（1）真空式除氧器真空式除氧器，是在低于大气压力下进行除氧的，通常工作压力小于0.061MPa。这种除氧器目前在电厂中用得较少，在小型工业锅炉上用得多些。 汽轮机的凝汽器具有很高的真空度，类似真空式除氧器。如将补充水先送入凝汽器，水中的溶氧可以大部分除去，因此，凝汽器也可兼作除氧设备。目前，我国新安装的机

30、组，大都采用补充水送入凝汽器进行预除氧的方式。（2）大气式除氧器大气式除氧器，是除氧器内的工作压力比大气压稍高一些（约0.118MPa），以便离析出的气体能在该压力差的作用下自动排出除氧器。这种除氧器一般用于中温中压电厂，在高温高压及高参数的电厂中，一般用大气式除氧器对补充水进行预除氧。（3）高压式除氧器 除氧器工作压力大于0.343MPa时称为高压除氧器，一般用于高参数的电厂中。这是因为采用高压除氧器后，汽轮机相应抽汽口位置随压力提高向前推移，可以减少造价昂贵、运行时条件苛刻的高压加热器台数，并且在高压加热器事故旁路时，仍然可以使给水有较高的温度，还容易避免除氧器的自生沸腾现象。提高压力也就

31、提高相应的饱和水温度，使气体在水中的溶解度降低，对提高除氧效果更有利。 当然，除氧器工作压力提高后，其本身的造价也要增加，同时为确保与除氧器相近的给水泵运行安全，需增加入口的静水头，因而给水泵造价和土建投资都有一定的上升。混合式高压除氧器和混合式大气除氧器在结构上并没有太大的区别。按照结构形式，除氧器可分为淋水盘式、喷雾式、填料式、喷雾-填料式、旋膜式等几种。（1）淋水盘式除氧器淋水盘式除氧器，是使要除氧的水通过多层淋水盘，形成大量细水流，在此水流被蒸汽加热的同时除去溶氧。（2）喷雾式除氧器喷雾式除氧器，是使要除氧的水通过喷嘴雾化成很细小的水滴因而被迅速地加热而除去溶氧。（3）填料式除氧器填料

32、式除氧器，是使要除氧的水经水流分配装置后，进入填料层(填料是一种由比表面积较大的固体物质所组成)，水流在填料层内被分散呈水膜状态，而后被蒸汽加热除去溶氧。（4）喷雾填料式除氧器喷雾填料式除氧器，是喷雾和填料两种除氧形式的组合。由于水经喷雾除氧后，又通过填料层得到再次除氧。因此，这种除氧器的除氧效果较好。（5）旋膜式除氧器旋膜式除氧器，是使要除氧的水在起膜管中高速旋转并被加热后，在起膜管末端以裙状液膜喷出,并在填料层又被蒸汽再次加热进行深度除氧。由于水经两次加热、播散，因此，除氧效果也较好。除氧器一般是由除氧头和贮水箱两部分组成。各种类型除氧器的区别主要在于除氧头内部结构不同。6淋水盘式除氧器的

33、结构和工作过程：淋水盘式除氧器的结构如图2-1所示。此类除氧器，在除氧头内设有多层平行的淋水盘，淋水盘的数目一般为58层，每层淋水盘上都钻有许多孔径为58毫米的小孔。淋水盘又分大盘和小盘，两种盘交错布置。小盘没有中央通汽孔，而且盘中间部分通常没有钻孔，钻孔集中在离中心约100300毫米处到水盘的边缘。每层淋水盘的边缘都有高度为100150毫米的围缘；大盘有中央通汽孔，孔的边缘也有100150毫米高的围缘，并且从通汽孔到水盘边缘都钻有小孔。图2-1 淋水盘式除氧器结构简图1.补充水管 2.凝结水管 3.疏水管 4.高压加热器疏水管 5.进汽管 6.汽室 7.排汽管 水通过淋水盘上的小孔时，就被分

34、散成密布的细水流，并为下层淋水盘所盛接，然后又从这层淋水盘的小孔下落，如此依次通过数层淋水盘后，最后落至除氧头下部的贮水箱内。 加热蒸汽由除氧头的下部进入配汽室，由最下层淋水盘的中央通汽孔上升，穿过下落的细水流，然后从小盘围缘和除氧头外壳间的环形通道穿过而继续上升。在汽流上升的同时，通过热量的传递把水加热到相应压力下的饱和温度，这时水中的溶解气体不断解析出来，并被汽流携带上升，最后同过剩的加热蒸汽一起自顶部的排汽管排出除氧器外。 由于加热蒸汽在向上流动不断加热细水流的同时，本身部分被凝结使得通过淋水盘的汽量自下而上逐层减少，而水量却自上而下逐层增加，因此，大盘的中央通汽孔直径和淋水盘上的小孔数

35、目都自上而下逐层增加，以保证除氧头内蒸汽流速相差不致太大，在最大设计负荷时，淋水盘上的水也不致溢流。 淋水盘式除氧器对淋水盘的安装要求较高，稍有倾斜或小孔被堵都会影响除氧效果。由于淋水盘式除氧器对于运行工况变化的适应性较差，除氧效率较低。因此从六十年代后期开始有不少电厂对它的结构进行了改造，以提高其出力和效率。8喷雾填料式除氧器的除氧头，包括雾化区和填料层两部分。水的雾化靠喷嘴来实现，深度除氧靠填料层中的填料来完成。填料一般由不易腐蚀且不会污染水质的材料制成，形式有形填圈，拉西环、角钢、扁钢等。现以喷雾-填料式除氧器为例，说明这类除氧器的基本结构及其工作过程。图2-2是喷雾填料式除氧器的结构示

36、意图。除氧头上部是进水喷雾装置及加热蒸汽(二次蒸汽)进汽管，在一般情况下，约有三分之一左右的加热蒸汽从这里引入；除氧头下部为填料层，填料为不锈钢制成的形填圈，一次加热蒸汽(约占加热蒸汽量的三分之二)由填料层下面的蒸汽管引入。在填料层上面装有配水淋水盘，使从雾化区流下的水均匀分布在填料层中。给水进入除氧头后，通过喷嘴雾化成细小的水滴，并被二次蒸汽及从填料层上升的蒸汽加热，同时获得初步除氧。经初步除氧的水经过配水淋水盘继续往下流入填料层，并在填料的表面形成了水膜，又被下面的一次蒸汽再一次加热深度除氧，最后流入贮水箱。实际经验证明，对于喷雾填料式除氧器，只要加热汽源充足，水的雾化程度又较好，在雾化区

37、内就能较快地把水加热到相应压力下的饱和温度，90%左右的溶氧可以除去。当进水全部为温度较低的补充水时，喷雾除氧后水中的溶氧通常可降低到1001000g/L；经过填料层再次除氧，又能除去残余溶氧的95%以上，因此，可使除氧器的出水溶氧降低到510g/L以下。图22 喷雾填料式除氧器结构示意图1.排气管 2.挡水板 3.二次蒸汽管 4.高压加热器疏水管 5.喷嘴 6.进水管 7.中心管段8.透气管 9.填料 10.一次蒸汽管 11.滤网 12.填料支架 13.环形汽室 14.配水淋水盘喷雾-填料式除氧器除氧效率较高，对负荷和水温的变化适应性较强，检修也比较方便。但这种除氧器在较低负荷时(如低于额定

38、负荷的50%时)，雾化效果差，会使出水质量下降。现在出现的还有用三流体(或二流体)喷嘴来雾化给水的喷雾-填料式除氧器。利用此种喷嘴，给水可以很快被加热到饱和温度，从而为传质过程创造良好的条件。有实验报告表明这种除氧器具有优良的稳态性能和变负荷性能。2.3.3 旋膜式除氧器10 旋膜式除氧器由于其除氧效率高，负荷适应性好等优点，近年来已成为各国研究的主要方向。一、旋膜式除氧器的结构旋膜式除氧器结构见简图2-3。旋膜式除氧器就是将原来的喷雾填料式除氧器的固定式或弹簧式喷嘴改为由喷管和通汽管组成的水室而成。喷管管壁上开有与管壁相切且向下倾斜10螺旋形布置的数个小孔。在喷管装置下部增设一水蓖子装置，水

39、蓖子由角钢组合而成，分几层错列式布置。旋膜式除氧器的主要装置由喷管、水蓖子和填料组成。其中喷管是最为关健的部件，其结构见图2-4。汽水分离装置装于除氧头顶部，草帽型，主要作用是防止水滴带出。将加热蒸汽从除氧器的水箱引入，使其有足够的蒸汽来加热填料层内的水，同时水箱内上部蒸汽的流动，会将水箱内水中不断析出的氧气迅速带走，有利于稳定除氧效果。在水箱底部设置辅图2-3 旋膜式除氧器结构简图1填料；2.进水；3水室；4排气；5.喷管；6.蒸汽；7水蓖子；8蒸汽；9.出水助加热装置，以帮助启动时缩短启动周期，以及在水温发生极大变动时，开启底部辅助加热装置进行辅助加热，以保证除氧效果。水箱上装有就地水位计

40、，并提供电接点液位计口，除氧头上留有压力信号孔，以提供给热工进行蒸汽、水位的自动调节控制设计。容器配置安全阀，以保证超压时，能安全泄放蒸汽，确保容器安全运行。旋膜式除氧器有很好的除氧效果是因为它的除氧由三级除氧装置组成，而常规除氧器只有两级除氧装置。旋膜式除氧器的三级除氧装置为:（1）一级除氧装置由喷管和通汽管组成的水室及蒸汽管组成。在喷管内，高速旋转的水膜卷吸大量的蒸汽，形成强烈的膜式凝结换热(传热和传质)，同时水膜裙的两侧受到蒸汽的加热，增大了换热面积。喷管与水蓖子之间有足够的高度，有利于汽水充分接触， 图2-4 喷管结构图经一级除氧，此时水的温度己接近饱和温度，水中90%左右的氧气已被除

41、去。（2）二级除氧装置由四层水蓖子组成。水蓖子由3030mm的角钢制作，相互交叉排列。在此层间，水膜被不断地重新分配，使水流进一步得到均化，同时被不断上升的蒸汽加热，进一步除氧。（3）三级除氧装置由鲍尔环不锈钢填料组成。有的厂家采用不锈钢网波卷制100mm高度的填料，放2层3层，其比表面积可达1800m2/m3。虽然鲍尔环的比表面积比不锈钢网波少，但因为此工作段属深度除氧阶段，主要是除去水中的残余氧，因此只需一定高度，并且鲍尔环不锈钢填料具有通气阻力小，有利于蒸汽携带析出的氧气迅速上升排出，以保证除氧效果，且拆换方便。二、旋膜式除氧器的工作原理除氧的效果一方面取决于把给水加热至相应压力下的饱和

42、温度，另一方面取决于溶解气体的排除速度，这个速度与水和蒸汽的接触表面积的大小有很大的关系。来自低加的凝结水先送入水室，然后在凝结水压力和除氧器工作压力形成的压差的作用下，从起膜管的进水小孔喷射到起膜管内壁，进水小孔与管壁相切且向下倾斜10，水沿管壁旋转流动而下，在管内壁形成高速旋转水膜，凝结水在喷管内先进行部分除氧。当水到达管口喷出时，由于离心力的作用，形成具有一定角度的旋转的水膜裙，其在起膜管内及出口的状态，如图2-5和图2-6所示10图2-5 起膜管内的旋转水膜 图2-6 起膜管出口的水膜裙加热蒸汽则自下而上，在管中通过与水进行传热传质交换。旋膜式除氧器的传热传质过程主要发生在喷管内，水膜裙起着辅助除氧的作用。由于水旋转流动的特性，而且水成膜状，有利于氧的解析与扩散，有利于传热传质过程的顺