畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）除氧器熱力校核

1、 二二 一一年年 四四 月月 六六 日日 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文題題 目目 ： 除除 氧氧 器器 熱熱 力力 校校 核核學(xué)學(xué) 生生 姓姓 名名：學(xué)學(xué) 院院 ：系系 別別 ：專專 業(yè)業(yè) ：班班 級(jí)級(jí) ：指指 導(dǎo)導(dǎo) 教教 師師：合肥工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文摘 要火電廠鍋爐給水中經(jīng)常含有大量的溶解氣體，如氧氣、二氧化碳等，其中危害最大的是氧氣，氧對(duì)鋼鐵構(gòu)成的熱力設(shè)備及管道會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的氧腐蝕，對(duì)整個(gè)熱力系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行形成了重大威脅。作為除氧的主要設(shè)備，熱力除氧器起著提高系統(tǒng)安全性、可靠性及運(yùn)行壽命的作用。因此，如何保證熱力除氧器的除氧效果是一項(xiàng)十分有意義的工作。本文從熱力除氧的基本原理出發(fā)，對(duì) 3

2、00mw 發(fā)電機(jī)組的噴霧填料式除氧器的霧化區(qū)傳熱過程進(jìn)行熱力校核。從傳熱、傳質(zhì)過程出發(fā)，對(duì)噴霧填料式除氧器和旋膜式除氧器的除氧效果進(jìn)行了比較。分析了定壓運(yùn)行、滑壓運(yùn)行對(duì)熱力除氧器除氧效果及對(duì)整個(gè)機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性的影響。通過校核、比較和分析得出，在加熱蒸汽充足的情況下，噴霧填料式除氧器能瞬間將水加熱到對(duì)應(yīng)壓力下的飽和溫度。定壓運(yùn)行基本能保證除氧效果，但熱經(jīng)濟(jì)性差，滑壓運(yùn)行熱經(jīng)濟(jì)性好，但在負(fù)荷驟變時(shí)不能保證除氧效果。關(guān)鍵詞：熱力除氧器；熱力校核；運(yùn)行現(xiàn)狀分析合肥工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文abstract the boiler water of thermal power plant often contai

3、ns a lot of dissolved gases,such as oxygen、carbon dioxide and 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 equip

4、ment,played an important role to ensure the security,reliability 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

5、 principles of spray - fill-deaerator.from studying heat and mass 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

6、economi cimpact.through verification,comparison and analysis,in 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 t

7、he load suddenly changes it can not guarantee deaerator effect. key words: thermal deaerator; heat check; operation of the status quo合肥工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文目 錄引 言.1第一章 緒論.21.1 給水除氧的意義 .21.2 給水除氧的方法 .21.2.1 物理方法 .21.2.2 化學(xué)方法.31.2.3 電化學(xué)方法 .51.3 熱力除氧器發(fā)展的現(xiàn)狀和前景展望 .51.3.1 簡(jiǎn)況 .51.3.2 成就 .61.3.3 問題 .61.3.4 展望 .71.4 本文

8、的主要工作內(nèi)容 .7第二章 熱力除氧器.82.1 熱力除氧器的工作原理 .82.1.1 氣體的溶解與解析.82.1.2 熱力除氧的基本條件.92.1.3 熱力除氧器的作用 .92.2 熱力除氧器的分類 .92.3 典型的熱力除氧器 .112.3.1 淋水盤式除氧器 .112.3.2 噴霧填料式除氧器 .132.3.3 旋膜式除氧器 .15第三章 除氧器的熱力校核.193.1 噴霧填料式除氧器噴霧區(qū)熱力校核步驟 .193.2 熱力校核計(jì)算過程 .21第四章 熱力除氧器運(yùn)行現(xiàn)狀分析.254.1 除氧效果的對(duì)比分析 .254.1.1 噴霧式除氧器的除氧效果.25合肥工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文4.1.2 旋

9、膜式除氧器的除氧效果.264.2 熱力除氧器運(yùn)行方式對(duì)除氧效果及機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的影響 .284.3 運(yùn)行常見除氧惡化因素及措施 .294.4 不同類型除氧器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其改善措施 .29結(jié) 論.31參考文獻(xiàn).32謝 辭.34合肥工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文1引 言隨著社會(huì)的快速發(fā)展，對(duì)電力的需求量越來越大。我國(guó)的電力供給主要靠火力發(fā)電，而在火力發(fā)電的生產(chǎn)過程中，給水除氧是一項(xiàng)非常重要的工作。給水除氧效果的好壞，直接影響著整個(gè)電廠熱力設(shè)備的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。目前使用的除氧方法有物理除氧法和化學(xué)除氧法，物理除氧法包括：熱力除氧法、真空除氧法和解析除氧法。而電廠中使用最多的是熱力除氧法，熱力除氧器經(jīng)過不斷的發(fā)展，出現(xiàn)

10、了多種形式，比較常見的有：淋水盤式、噴霧式和噴霧式填料式等。近年來又出現(xiàn)了一種旋膜式除氧器，從理論分析，它的除氧效果比前兩種要好。隨著高參數(shù)大容量機(jī)組的發(fā)展，對(duì)熱力除氧器的技術(shù)要求愈來愈高。傳統(tǒng)的淋水盤式除氧器已不能很好的滿足除氧要求，面臨著改造或淘汰。旋膜式除氧器由于其技術(shù)不是很成熟，在電廠中應(yīng)用比較少。電廠中現(xiàn)在應(yīng)用較多的是噴霧填料式除氧器，由于它是將水霧化成平均直徑在 0.8 毫米左右的小霧滴，汽水的接觸面積增大，在很短的時(shí)間內(nèi)就能將水加熱到飽和溫度。且在除氧頭的下部，還布置了填料層，使加熱后的水的比表面積達(dá)到 200m2/m3左右，從而減小了張力，有利于水中溶解氣體的析出。但噴霧式填料

11、式除氧器存在淋水密度小，提升溫度低等問題。本文將對(duì)噴霧填料式除氧器霧化區(qū)進(jìn)行熱力校核，分析其在霧化區(qū)的傳熱過程，并對(duì)熱力除氧器的運(yùn)行現(xiàn)狀作出分析。合肥工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文2第一章 緒論1.1 給水除氧的意義火電廠中鍋爐給水主要由凝結(jié)水和補(bǔ)充水組成。眾所周知，水中經(jīng)常含有大量的溶解氣體，如氧氣、二氧化碳等，它們不僅存在于化學(xué)補(bǔ)充水中也存在于主凝結(jié)水中。因?yàn)橹髂Y(jié)水在凝汽器中或通過在真空條件下工作的低壓加熱器和管道時(shí)，空氣會(huì)通過不嚴(yán)密處滲入到主凝結(jié)水中。水中含有的活性氣體，其溶解度隨溫度升高而下降，溫度愈高，這些氣體愈容易直接和金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。其中危害最大的是氧氣，氧氣對(duì)鋼鐵構(gòu)成的熱力設(shè)備及管道

12、會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的氧化腐蝕，而二氧化碳會(huì)加劇這種腐蝕，從而導(dǎo)致腐蝕穿孔引起泄漏爆管等事故。除此之外，水中所含有的不凝結(jié)性氣體還會(huì)使傳熱惡化，熱阻增加，降低機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性720因此，對(duì)給水進(jìn)行除氧對(duì)提高熱力設(shè)備的安全性、可靠性和機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性有著非常重要的意義。1.2 給水除氧的方法鍋爐給水中含有氧和二氧化碳等多種氣體，其中氧是造成給水系統(tǒng)和鍋爐腐蝕的主要物質(zhì)，它會(huì)腐蝕鍋爐的水系統(tǒng)和部件，腐蝕產(chǎn)物氧化鐵會(huì)進(jìn)入鍋內(nèi)，沉積或附著在鍋爐管壁和受熱面上，形成難溶而傳熱不良的鐵垢，而且腐蝕會(huì)造成管道內(nèi)壁出現(xiàn)突起的點(diǎn)，使阻力系數(shù)增大。鍋爐給水除氧是防止鍋爐設(shè)備遭受腐蝕損壞，保證設(shè)備安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要措施。鍋爐給水

13、除氧方法主要有物理方法、化學(xué)方法和電化學(xué)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將水中的氧氣析出來，常用的有熱力除氧法、真空除氧法和解析除氧法等。熱力除氧法分為大氣式熱力除氧和噴射式熱力除氧。其原理是將鍋爐水加熱至沸點(diǎn)，使氧的溶解度減小，水中溶解的氧不斷逸出，再將水面上產(chǎn)生的氧連同水蒸汽一道排除，還能除掉水中各種氣體（包括游離態(tài) co2，n2） ，如銨鈉離子交換法處理過的水，加熱后 nh3也能除去，除氧后的水不會(huì)增加鹽量，也不會(huì)增加其它氣體溶解量，操作控制相對(duì)容易，而且運(yùn)行穩(wěn)定可靠，是應(yīng)用最多的一種除氧方法。真空除氧法是在 3060下進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)水面低溫狀態(tài)下的除氧。對(duì)熱力鍋爐

14、和合肥工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文3負(fù)荷波動(dòng)大而除氧效果不佳的蒸汽鍋爐，均可用真空除氧法獲得滿意的除氧效果。相對(duì)于熱力除氧，其加熱條件有所改善，鍋爐房自耗汽量減少，但熱力除氧的大部分缺點(diǎn)仍存在，并且真空除氧的高位布置，對(duì)運(yùn)行管理噴射泵、加壓泵等關(guān)鍵設(shè)備的要求比熱力除氧更高。低位布置也需要一定的高度差，而且對(duì)噴射泵、加壓泵等關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行管理要求也很高，另外還增加了換熱設(shè)備和循環(huán)水箱。真空除氧能利用低品位余熱，可用射流加熱器加熱軟化水；又能分級(jí)及低位安裝，除氧可靠，運(yùn)行穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)單，適用范圍廣。解析除氧法工作原理是將不含氧的氣體與要除氧的給水強(qiáng)烈混合接觸，使溶解在水中的氧解析至氣體中去，如此循環(huán)而使給

15、水達(dá)到脫氧的目的。解析除氧器操作簡(jiǎn)單，投資低，運(yùn)行可靠，效果較好。但同時(shí)存在著影響除氧效果的因素較多，只能除氧氣，不能除其它氣體的問題。1.2.2 化學(xué)方法化學(xué)方法除氧是利用化學(xué)反應(yīng)來除去水中含有的氧氣，使水中的溶解氧在進(jìn)入鍋爐前就將其消除，常用的有藥劑除氧法和鋼屑除氧法等。常用的藥劑除氧法有以下幾種：（1）亞硫酸鈉法。亞硫酸鈉是白色或無色晶體易溶于水。它是一種還原劑，能與水中的溶解氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使水中溶解氧的含量降低。其化學(xué)反應(yīng)方程式為: 223+2224 （11）它的除氧效果與水的溫度、氧的濃度及亞硫酸鈉的投入量有密切關(guān)系，溫度愈高，反應(yīng)時(shí)間愈短，除氧效果愈好。亞硫酸鈉無毒，可在低溫下使

16、用，能將鐵的氧化物還原成四氧化三鐵，但增加了水中的含鹽量。該方法投資低，安全性好，操作較為簡(jiǎn)單，一般用在小型鍋爐房和一些對(duì)水質(zhì)要求較高的熱力系統(tǒng)中作為輔助除氧。（2）聯(lián)胺法。聯(lián)氨又稱水合肼，它是一種極為有效的除氧劑。它不僅能除氧，而且還可以提高給水的 ph 值，同時(shí)具有鈍化鋼、銅表面；不增加給水含鹽量的優(yōu)點(diǎn)。其反應(yīng)式如下： n2h4 + o2n2 + 2h2o (除氧) （12） 3n2h4n2+4nh3 （提高 ph 值） （13）合肥工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文4nh3+h20nh40h （14）它的反應(yīng)產(chǎn)物 n2和 h2o 對(duì)熱力系統(tǒng)及設(shè)備的運(yùn)行沒有任何害處。同時(shí)在高溫水（t200）中，n2h4

17、可將 fe203還原為 fe3o4或 fe，將 cuo 還原成 cu2o 或 cu，聯(lián)胺的這些性質(zhì)還可以防止鍋爐內(nèi)結(jié)鐵垢和銅垢。n2h4的除氧效果受 ph 值、溶液溫度及過剩 n2h4量的影響。因此，采用聯(lián)胺除氧應(yīng)維持以下條件：（a）必須使水維持一定的 ph 值；（b）必須使水保持足夠的溫度； （c）必須使水中有足夠的過剩聯(lián)胺。 一般認(rèn)為采用聯(lián)胺除氧的合理?xiàng)l件為：150以上的水溫，ph 值在 911 之間的堿性介質(zhì)和適當(dāng)?shù)倪^剩聯(lián)胺。由于該法價(jià)格貴，且只能除氧不能除去其它氣體，所以通常只在其它方法難以除盡殘留溶解氧時(shí)作為輔助除氧手段來應(yīng)用。（3）單寧系物質(zhì)法。單寧系物質(zhì)如單寧酸、橡碗栲膠等，加反

18、應(yīng)劑除氧具有設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、除氧效果良好的有點(diǎn)，但也存在藥劑費(fèi)用較貴的缺點(diǎn)。所以很少單用加反應(yīng)劑的方法除氧，此法在中小型鍋爐上往往與鋼屑除氧聯(lián)合使用；而在電站高壓鍋爐中則被用作熱力除氧的補(bǔ)充措施。（4）氧化還原樹脂法。樹脂除氧的基本原理是在除氧器內(nèi)利用氧化還原樹脂與水中溶解氧反應(yīng)生產(chǎn)除氧水，樹脂失效后用水合肼再生。載體型除氧樹脂，如 y-12-06 樹脂（電子工業(yè)部十二研究所研制） ，除氧效果好，但出水含有微量肼，不可以飲用，其再生液及清洗的水中含肼較多，排放后對(duì)環(huán)境有污染；lhy 型樹脂，除氧效果能夠達(dá)到水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求，再生工藝簡(jiǎn)單，但樹脂價(jià)格高，初投資大，還原用亞硫酸鈉較多。鋼屑除氧法。

19、是水經(jīng)過鋼屑過濾器，鋼屑被氧化，而水中的溶解氧被除去。有獨(dú)立式和附設(shè)式兩種。此法水溫要求在 70以上，8090效果最好，一般用在對(duì)給水品質(zhì)要求不高的小型鍋爐房，或者作為熱力網(wǎng)補(bǔ)給水以及高壓鍋爐熱力除氧后的補(bǔ)充除氧，一般僅作輔助措施。海綿鐵除氧。海綿鐵又稱為直接還原鐵或金屬化球團(tuán)，其主要成分是鐵，內(nèi)部結(jié)構(gòu)疏松多孔，表面積是普通鐵屑的 5-10 萬(wàn)倍。當(dāng)水流經(jīng)海綿鐵時(shí)，水中的氧與鐵發(fā)生氧化反應(yīng)而使氧得以去除，但是生成反應(yīng)產(chǎn)物 fe(oh)2、fe(oh)3為不易溶入水的絮狀沉淀，需定期用反沖水流去除。海綿鐵除氧可以在常溫下進(jìn)行除氧，無須對(duì)合肥工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文5進(jìn)水加熱，安裝無特殊要求，同時(shí)設(shè)備

20、可以低位布置，工藝較為簡(jiǎn)單。運(yùn)行操作方便且安全可靠，投資相對(duì)較小。海綿鐵除氧不足之處在于，經(jīng)過海綿鐵除氧的水中增加了一定的鐵離子，增加了水的含鹽量，不適用于蒸汽鍋爐或?qū)o水鐵離子有嚴(yán)格要求的鍋爐。1.2.3 電化學(xué)方法從電解的原理可知，將兩種不同的金屬與直流電源連接并放置到一種電解質(zhì)中，使其負(fù)極與被保護(hù)的鋼板相連接，正極與準(zhǔn)備讓其發(fā)生腐蝕的金屬相連接，這樣被保護(hù)的鋼板形成陰極而得到保護(hù)，讓其發(fā)生腐蝕的金屬形成陽(yáng)極而不斷被腐蝕。電化學(xué)除氧就是應(yīng)用這種電化學(xué)保護(hù)的原理，將用鋼板制成的除氧器與直流電源接通，讓除氧器的外殼與電源的陰極相連接，陽(yáng)極與放置在除氧器中的鋁板相連接，當(dāng)水流通過除氧器時(shí)，水中的

21、氧氣就與陽(yáng)極上的鋁板發(fā)生電化學(xué)腐蝕而被消耗掉。電化學(xué)除氧法具有設(shè)備簡(jiǎn)單，操作使用方便，運(yùn)行費(fèi)用低的特點(diǎn)，其經(jīng)濟(jì)實(shí)用性比較明顯，可廣泛應(yīng)用于低壓鍋爐及熱水鍋爐的給水除氧。電化學(xué)除氧法目前尚無成熟的經(jīng)驗(yàn)，但根據(jù)使用的情況看，其經(jīng)濟(jì)實(shí)用性比較明顯。鍋爐給水除氧方法多種多樣，必須根據(jù)鍋爐爐型和實(shí)際情況，結(jié)合鍋爐的熱力參數(shù)、水質(zhì)、噸位、負(fù)荷變化、經(jīng)濟(jì)條件等情況綜合考慮，因地制宜選用，確保鍋爐高效安全運(yùn)行。1.3 熱力除氧器發(fā)展的現(xiàn)狀和前景展望4 隨著高參數(shù)大容量機(jī)組的發(fā)展，對(duì)熱力除氧器的技術(shù)要求愈來愈高。為了使除氧器在穩(wěn)定性、適應(yīng)性和在除氧效果上的日臻完善，許多國(guó)家都對(duì)熱力除氧器進(jìn)行了大量的研究工作。1

22、.3.1 簡(jiǎn)況 日本和歐美各國(guó)對(duì)霧化傳熱傳質(zhì)方式進(jìn)行了大量研究和開發(fā)，我國(guó)也從 70 年代開始對(duì)霧化除氧器進(jìn)行研究和應(yīng)用，已取得良好的結(jié)果。尤其在 70 年代中期，對(duì)恒速霧化技術(shù)和除氧器滑壓運(yùn)行的開發(fā)，明顯地提高了熱力除氧器的安全、經(jīng)濟(jì)性能。 蘇聯(lián)從 60 年代末開始大力開發(fā)泡沸式除氧器。目前已有真空、大氣壓、高壓各系列的泡沸式除氧器。為提高除氧器的淋水密度，提高入口水容許含氧量和充分利用低溫汽源，保持除氧器穩(wěn)定等方面做出了貢獻(xiàn)。合肥工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文6 80 年代初首先是聯(lián)邦德國(guó)和蘇聯(lián)，為滿足巨型汽輪機(jī)組發(fā)展的需要，開始批量生產(chǎn)出力為 40006000t/h 的無塔型熱力除氧器。為提高熱力

23、系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，西德和蘇聯(lián)于 70 年代開始研究開發(fā)無除氧器熱力系統(tǒng)。所謂無除氧器熱力系統(tǒng)實(shí)際是將低壓加熱器改為混合加熱兼除氧雙功能的低壓加熱器，而無塔型熱力除氧器實(shí)際是除氧水箱改為除氧兼貯水兩用的除氧水箱。可以看出，這兩種熱力系統(tǒng)的開發(fā)研究是當(dāng)前的一大方向。但其傳熱、傳質(zhì)方式仍以霧化、泡沸為基本原理。 我國(guó)自 70 年代初開始研究開發(fā)膜式除氧器。為滿足供熱機(jī)組和調(diào)峰機(jī)組的需要，解決入口水溶氧高、入口水溫度低和運(yùn)行工況變化頻繁做出了大量的工作。為適應(yīng)大型機(jī)組的需要，提高淋水密度和提高其適應(yīng)性，研究改進(jìn)了膜式除氧器效能，將膜式改為射流、旋膜及泡沸縮臺(tái)為一體的高效能旋膜除氧器。當(dāng)前以霧化和泡沸為傳熱

24、、傳質(zhì)的除氧器仍是國(guó)際上研究開發(fā)的兩大主要方向。但近年來也出現(xiàn)直流式等新型除氧器系列。1.3.2 成就 霧化除氧器:國(guó)產(chǎn) gwc-1000 型臥式除氧器及國(guó)外引進(jìn) bbc - 750 型、阿-大-1500 型除氧器都具有滑壓運(yùn)行的特點(diǎn)，它適應(yīng)負(fù)荷變化的需要，操作少，經(jīng)濟(jì)性好，gwc-670 型除氧器比定壓運(yùn)行除氧器熱耗低 812kj/kwh，年可節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤500700 噸。霧化除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 型除氧器還可滑壓?jiǎn)?dòng)。 泡沸除氧器:淋水密度較大，一般為 150m3/m2h，適于大型機(jī)組配套，容許入口水中

25、溶氧在 10002200g/l，其真空泡沸除氧可利用低溫汽源，適于大型供熱機(jī)組和熱力網(wǎng)的給水除氧需要，除氧效果好，出口水溶氧為 38g/l。 無除氧器熱力系統(tǒng):簡(jiǎn)化了除氧器安裝場(chǎng)地，節(jié)約建設(shè)投資，可利用低溫汽源，一臺(tái) 300mw 機(jī)組無除氧器熱力系統(tǒng)，可提高經(jīng)濟(jì)效益 0.8%，適于巨型汽輪機(jī)組的需要。旋膜除氧器:具有淋水密度大.提升溫度高，出入口氧濃度差大，排汽量小和全滑壓的特點(diǎn)，適于補(bǔ)水率大(近 100%)，入口水溶氧高，入口水溫低、負(fù)荷變化大的調(diào)峰機(jī)組和熱電廠，更適于凝汽式電廠和大型機(jī)組配套使用。旋膜除氧器出水溶氧穩(wěn)定，不發(fā)生震動(dòng)等異常情況，可用于低溫汽源。1.3.3 問題 從對(duì)熱力除氧器

26、的幾項(xiàng)基本要求來看，各類除氧器的除氧深度、除氧效果都已合肥工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文7達(dá)到深度除氧的要求，可以滿足運(yùn)行時(shí)對(duì)給水溶氧的要求。但這些除氧器都有某些個(gè)自的不足之處，其共同的弱點(diǎn)是淋水密度、提升溫度和氧濃度差等方面的問題，帶來的后果是在運(yùn)行中適應(yīng)性、穩(wěn)定性有些不足，甚至影響到除氧器的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 蘇聯(lián)、國(guó)產(chǎn)霧化除氧器早期為立式，其淋水密度較大，為 135150m3/m2h，與之不相適應(yīng)，如 gc- 680 型除氧器為定壓運(yùn)行，運(yùn)行條件比較苛刻，除氧效果不高，合格率低。錦州發(fā)電廠、通遼發(fā)電總廠共 7 臺(tái) gc-680 型除氧器，出水溶氧為540g/l，合格率僅為 22.977.2%；霧化除

27、氧器的提升溫度小，t 只有 40，當(dāng)入口水溫突然降到 100以下時(shí)，常發(fā)生震動(dòng)，有的還因負(fù)荷變化而引起除氧器故障，其發(fā)生次數(shù)逐年增多；有的個(gè)別廠，排汽量較大因積水發(fā)生屋頂塌落事故，其淋水密度達(dá)到 140 m3/m2h 時(shí)，對(duì)運(yùn)行適應(yīng)性更差，溶氧合格率更低。元寶山電廠引進(jìn) bbc- 750 型立式霧化除氧器，其淋水密度高達(dá) 197.4 m3/m2h，其入口水溶氧要求為 10g/l，才保證出口水溶氧在 10g/l 以下(實(shí)際為 510g/l)?？梢姡F化除氧器不適于淋水密度大、提升溫度高和入口水溶氧高的情況下運(yùn)行。 改進(jìn)后的國(guó)產(chǎn) gwc-670 型臥式霧化除氧器，淋水密度降低為 80 m3/m2h

28、 左右，可滑壓運(yùn)行，滑壓域?yàn)?0.2450.91mpa，但不能滑壓?jiǎn)?dòng)。投入再沸騰 4 小時(shí)后，溶氧降到 30g/l，設(shè)計(jì)出口溶氧pb，則水面上該氣體將更多的溶入水中，反之則有更多的氣體自水中逸出，直至新的平衡建立為止。如此，要想除去水中溶解的某種氣體，只須將水面上該氣體的分壓力降為零即可，在不平衡壓差 p=pb-p 的作用下，該氣體就會(huì)從水中完全除掉，這就是物理除氧的基本原理。合肥工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文9道爾頓定律則指出，混合氣體的全壓力等于各組成氣體分壓力之和。對(duì)于水面而言，混合式加熱器（除氧器）中的全壓力等于溶于水中各氣體分壓力 pj與水蒸汽壓力 ps之和，即 p= pj + ps mpa

29、 （22） 對(duì)除氧器中的給水進(jìn)行定壓加熱時(shí)，隨著溫度上升，水蒸發(fā)過程不斷加深，水面上水蒸汽的分壓力逐漸加大，溶于水中的其它氣體的分壓力逐漸減少。當(dāng)水被加熱到除氧器工作壓力下的飽和溫度時(shí)，水蒸汽的分壓力 ps接近或等于水面上氣體的全壓力 p 時(shí)，則水面上其它氣體的分壓力 pj趨向于零，水中也就不含有其它氣體。因此除氧器實(shí)際也是除氣器，不僅出去了氧氣，也出去了其它氣體。2.1.2 熱力除氧的基本條件17熱力除氧不僅是傳熱過程，而且還是傳質(zhì)過程，必須同時(shí)滿足傳熱和傳質(zhì)兩方面的條件。保證熱力除氧效果的基本條件是：（1）水應(yīng)被加熱到除氧器對(duì)應(yīng)工作壓力下的飽和溫度，即使有少量加熱不足（幾分之一攝氏度） ，

30、都會(huì)引起除氧效果的惡化，使水中殘余溶解氧量增高，達(dá)不到給水除氧的要求。（2）必須把水中逸出的氣體及時(shí)排走，以保證液面上氧氣及其它氣體分壓力維持為零或最小。（3）被除氧的水與加熱蒸汽應(yīng)有足夠的接觸面積，蒸汽與水逆向流動(dòng)，保證有足夠大的不平衡壓差。2.1.3 熱力除氧器的作用6熱力除氧器的作用歸納起來有以下幾點(diǎn):（1）除去水中的溶氧，防止熱力設(shè)備的腐蝕，確保機(jī)組的安全運(yùn)行，這是除氧器的主要作用；（2）由于在除氧過程中，水中溶解的各種氣體亦被除去了，這就提高了各種表面式熱交換器的傳熱效果（在熱交換器中，若有氣體的積聚，就會(huì)影響其熱量的傳導(dǎo)），收到節(jié)省燃料的效益；（3）除氧時(shí)必須對(duì)給水進(jìn)行加熱，因此，

31、除氧器本身是給水回?zé)嵯到y(tǒng)中的混合式加熱器；合肥工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文10（4）由于除氧器可以匯集整個(gè)熱力系統(tǒng)的疏水、補(bǔ)充水、排汽及回水等，因此，除氧器還可以減少熱力系統(tǒng)的汽、水損失，并使余熱得到充分利用。2.2 熱力除氧器的分類16熱力除氧器的類型較多，可以按照其熱力工作的過程、除氧器的工作參數(shù)或結(jié)構(gòu)型式等進(jìn)行分類。一、按熱力過程分按照工作過程，除氧器可分為混合式和過熱式兩類： （1）混合式除氧器混合式除氧器，是將被除氧的水與加熱用的蒸汽直接接觸進(jìn)行除氧。水被加熱到一定壓力下的飽和溫度，使溶解于水中的氣體解析出來，并隨著加熱蒸汽的余汽一起排出除氧器外。電廠中使用的除氧器多為此種類型。 （2）過熱

32、式除氧器過熱式除氧器，是先將要除氧的水加熱至超過除氧器工作壓力下的飽和溫度，然后再引入除氧器內(nèi)進(jìn)行除氧。此時(shí)，過熱水由于減壓而一部分汽化，其余的水則處于沸騰狀態(tài)，從水中解析出來的氧則被汽化了的蒸汽帶走。二、按工作壓力分 按照工作壓力，除氧器可分為真空式、大氣式和高壓式三類：（1）真空式除氧器真空式除氧器，是在低于大氣壓力下進(jìn)行除氧的，通常工作壓力小于0.061mpa。這種除氧器目前在電廠中用得較少，在小型工業(yè)鍋爐上用得多些。 汽輪機(jī)的凝汽器具有很高的真空度，類似真空式除氧器。如將補(bǔ)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設(shè)備。目前，我國(guó)新安裝的機(jī)組，大都采用補(bǔ)充水送

33、入凝汽器進(jìn)行預(yù)除氧的方式。（2）大氣式除氧器大氣式除氧器，是除氧器內(nèi)的工作壓力比大氣壓稍高一些（約 0.118mpa） ，以便離析出的氣體能在該壓力差的作用下自動(dòng)排出除氧器。這種除氧器一般用于中溫中壓電廠，在高溫高壓及高參數(shù)的電廠中，一般用大氣式除氧器對(duì)補(bǔ)充水進(jìn)行預(yù)除氧。（3）高壓式除氧器 除氧器工作壓力大于 0.343mpa 時(shí)稱為高壓除氧器，一般用于高參數(shù)的電廠中。合肥工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文11這是因?yàn)椴捎酶邏撼跗骱?，汽輪機(jī)相應(yīng)抽汽口位置隨壓力提高向前推移，可以減少造價(jià)昂貴、運(yùn)行時(shí)條件苛刻的高壓加熱器臺(tái)數(shù)，并且在高壓加熱器事故旁路時(shí)，仍然可以使給水有較高的溫度，還容易避免除氧器的自生沸騰現(xiàn)

34、象。提高壓力也就提高相應(yīng)的飽和水溫度，使氣體在水中的溶解度降低，對(duì)提高除氧效果更有利。 當(dāng)然，除氧器工作壓力提高后，其本身的造價(jià)也要增加，同時(shí)為確保與除氧器相近的給水泵運(yùn)行安全，需增加入口的靜水頭，因而給水泵造價(jià)和土建投資都有一定的上升?；旌鲜礁邏撼跗骱突旌鲜酱髿獬跗髟诮Y(jié)構(gòu)上并沒有太大的區(qū)別。三、按結(jié)構(gòu)形式分按照結(jié)構(gòu)形式，除氧器可分為淋水盤式、噴霧式、填料式、噴霧-填料式、旋膜式等幾種。（1）淋水盤式除氧器淋水盤式除氧器，是使要除氧的水通過多層淋水盤，形成大量細(xì)水流，在此水流被蒸汽加熱的同時(shí)除去溶氧。（2）噴霧式除氧器噴霧式除氧器，是使要除氧的水通過噴嘴霧化成很細(xì)小的水滴因而被迅速地加熱而

35、除去溶氧。（3）填料式除氧器填料式除氧器，是使要除氧的水經(jīng)水流分配裝置后，進(jìn)入填料層(填料是一種由比表面積較大的固體物質(zhì)所組成)，水流在填料層內(nèi)被分散呈水膜狀態(tài)，而后被蒸汽加熱除去溶氧。（4）噴霧填料式除氧器噴霧填料式除氧器，是噴霧和填料兩種除氧形式的組合。由于水經(jīng)噴霧除氧后，又通過填料層得到再次除氧。因此，這種除氧器的除氧效果較好。（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轉(zhuǎn)并被加熱后，在起膜管末端以裙?fàn)钜耗姵?并在填料層又被蒸汽再次加熱進(jìn)行深度除氧。由于水經(jīng)兩次加熱、播散，因此，除氧效果也較好。2.3 典型的熱力除氧器除氧器一般是由除氧頭和貯水箱兩部分組成。各種類型除

36、氧器的區(qū)別主要在于除氧頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同。合肥工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文122.3.1 淋水盤式除氧器6淋水盤式除氧器的結(jié)構(gòu)和工作過程：淋水盤式除氧器的結(jié)構(gòu)如圖 2-1 所示。此類除氧器，在除氧頭內(nèi)設(shè)有多層平行的淋水盤，淋水盤的數(shù)目一般為 58 層，每層淋水盤上都鉆有許多孔徑為 58 毫米的小孔。淋水盤又分大盤和小盤，兩種盤交錯(cuò)布置。小盤沒有中央通汽孔，而且盤中間部分通常沒有鉆孔，鉆孔集中在離中心約 100300 毫米處到水盤的邊緣。每層淋水盤的邊緣都有高度為 100150 毫米的圍緣；大盤有中央通汽孔，孔的邊緣也有 100150 毫米高的圍緣，并且從通汽孔到水盤邊緣都鉆有小孔。合肥工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文

37、13圖 2-1 淋水盤式除氧器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1.補(bǔ)充水管 2.凝結(jié)水管 3.疏水管 4.高壓加熱器疏水管 5.進(jìn)汽管 6.汽室 7.排汽管 水通過淋水盤上的小孔時(shí)，就被分散成密布的細(xì)水流，并為下層淋水盤所盛接，然后又從這層淋水盤的小孔下落，如此依次通過數(shù)層淋水盤后，最后落至除氧頭下部的貯水箱內(nèi)。 加熱蒸汽由除氧頭的下部進(jìn)入配汽室，由最下層淋水盤的中央通汽孔上升，穿過下落的細(xì)水流，然后從小盤圍緣和除氧頭外殼間的環(huán)形通道穿過而繼續(xù)上升。在汽流上升的同時(shí)，通過熱量的傳遞把水加熱到相應(yīng)壓力下的飽和溫度，這時(shí)水中的溶解氣體不斷解析出來，并被汽流攜帶上升，最后同過剩的加熱蒸汽一起自頂部的排汽管排出除氧器外。 由

38、于加熱蒸汽在向上流動(dòng)不斷加熱細(xì)水流的同時(shí)，本身部分被凝結(jié)使得通過淋水盤的汽量自下而上逐層減少，而水量卻自上而下逐層增加，因此，大盤的中央通汽孔直徑和淋水盤上的小孔數(shù)目都自上而下逐層增加，以保證除氧頭內(nèi)蒸汽流速相差不致太大，在最大設(shè)計(jì)負(fù)荷時(shí)，淋水盤上的水也不致溢流。 淋水盤式除氧器對(duì)淋水盤的安裝要求較高，稍有傾斜或小孔被堵都會(huì)影響除氧效果。由于淋水盤式除氧器對(duì)于運(yùn)行工況變化的適應(yīng)性較差，除氧效率較低。因此從六十年代后期開始有不少電廠對(duì)它的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改造，以提高其出力和效率。2.3.2 噴霧填料式除氧器8噴霧填料式除氧器的除氧頭，包括霧化區(qū)和填料層兩部分。水的霧化靠噴嘴來實(shí)現(xiàn)，深度除氧靠填料層中的

39、填料來完成。填料一般由不易腐蝕且不會(huì)污染水質(zhì)的材料制成，形式有 形填圈，拉西環(huán)、角鋼、扁鋼等?，F(xiàn)以噴霧- 填料式除氧器為例，說明這類除氧器的基本結(jié)構(gòu)及其工作過程。圖 2-2 是噴霧 填料式除氧器的結(jié)構(gòu)示意圖。除氧頭上部是進(jìn)水噴霧裝置及加熱蒸汽(二次蒸汽)進(jìn)汽管，在一般情況下，約有三分之一左右的加熱蒸汽從這里引入；除氧頭下部為填料層，填料為不銹鋼制成的 形填圈，一次加熱蒸汽(約占加熱蒸汽量的三分之二)由填料層下面的蒸汽管引入。在填料層上面裝有配水淋水盤，使從霧化區(qū)流下的水均勻分布在填料層中。給水進(jìn)入除氧頭后，通過噴嘴霧化成細(xì)小的水滴，并被二次蒸汽及從填料層上合肥工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文14升的蒸汽加

40、熱，同時(shí)獲得初步除氧。經(jīng)初步除氧的水經(jīng)過配水淋水盤繼續(xù)往下流入填料層，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熱深度除氧，最后流入貯水箱。實(shí)際經(jīng)驗(yàn)證明，對(duì)于噴霧填料式除氧器，只要加熱汽源充足，水的霧化程度又較好，在霧化區(qū)內(nèi)就能較快地把水加熱到相應(yīng)壓力下的飽和溫度，90%左右的溶氧可以除去。當(dāng)進(jìn)水全部為溫度較低的補(bǔ)充水時(shí)，噴霧除氧后水中的溶氧通?？山档偷?1001000g/l；經(jīng)過填料層再次除氧，又能除去殘余溶氧的 95%以上，因此，可使除氧器的出水溶氧降低到 510g/l 以下。合肥工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文15圖 22 噴霧 填料式除氧器結(jié)構(gòu)示意圖1.排氣管 2.擋水板 3.二次蒸汽管

41、 4.高壓加熱器疏水管 5.噴嘴 6.進(jìn)水管 7.中心管段8.透氣管 9.填料 10.一次蒸汽管 11.濾網(wǎng) 12.填料支架 13.環(huán)形汽室 14.配水淋水盤噴霧- 填料式除氧器除氧效率較高，對(duì)負(fù)荷和水溫的變化適應(yīng)性較強(qiáng)，檢修也比較方便。但這種除氧器在較低負(fù)荷時(shí)(如低于額定負(fù)荷的 50%時(shí))，霧化效果差，會(huì)使出水質(zhì)量下降?，F(xiàn)在出現(xiàn)的還有用三流體(或二流體)噴嘴來霧化給水的噴霧-填料式除氧器。利用此種噴嘴，給水可以很快被加熱到飽和溫度，從而為傳質(zhì)過程創(chuàng)造良好的條件。有實(shí)驗(yàn)報(bào)告表明這種除氧器具有優(yōu)良的穩(wěn)態(tài)性能和變負(fù)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，負(fù)荷適應(yīng)性好等優(yōu)

42、點(diǎn)，近年來已成為各國(guó)研究的主要方向。一、旋膜式除氧器的結(jié)構(gòu)旋膜式除氧器結(jié)構(gòu)見簡(jiǎn)圖 2-3。旋膜式除氧器就是將原來的噴霧填料式除氧器的固定式或彈簧式噴嘴改為由噴管和通汽管組成的水室而成。噴管管壁上開有與管壁相切且向下傾斜 10螺旋形布置的數(shù)個(gè)小孔。在噴管裝置下部增設(shè)一水蓖子裝置，水蓖子由角鋼組合而成，分幾層錯(cuò)列式布置。旋膜式除氧器的主要裝置由噴管、水蓖子和填料組成。其中噴管是最為關(guān)健的部件，其結(jié)構(gòu)見圖 2-4。汽水分離裝置裝于除氧頭頂部，草帽型，主要作用是防止水滴帶出。將加熱蒸汽從除氧器的水箱引入，使其有足夠的蒸汽來加熱填料層內(nèi)的水，同時(shí)水箱內(nèi)上部蒸汽的流動(dòng)，會(huì)將水箱內(nèi)水中不斷析出的氧氣迅速帶走

43、，有利于穩(wěn)定除氧效果。在水箱底部設(shè)置輔合肥工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文16圖 2-3 旋膜式除氧器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1 填料；2.進(jìn)水；3 水室；4 排氣；5.噴管；6.蒸汽；7 水蓖子；8 蒸汽；9.出水助加熱裝置，以幫助啟動(dòng)時(shí)縮短啟動(dòng)周期，以及在水溫發(fā)生極大變動(dòng)時(shí)，開啟底部輔助加熱裝置進(jìn)行輔助加熱，以保證除氧效果。水箱上裝有就地水位計(jì)，并提供電接點(diǎn)液位計(jì)口，除氧頭上留有壓力信號(hào)孔，以提供給熱工進(jìn)行蒸汽、水位的自動(dòng)調(diào)節(jié)控制設(shè)計(jì)。容器配置安全閥，以保證超壓時(shí)，能安全泄放蒸汽，確保容器安全運(yùn)行。旋膜式除氧器有很好的除氧效果是因?yàn)樗某跤扇?jí)除氧裝置組成，而常規(guī)除氧器只有兩級(jí)除氧裝置。旋膜式除氧器的三級(jí)除氧裝置為

44、:（1）一級(jí)除氧裝置由噴管和通汽管組成的水室及蒸汽管組成。在噴管內(nèi)，高速旋轉(zhuǎn)的水膜卷吸大量的蒸汽，形成強(qiáng)烈的膜式凝結(jié)換熱(傳熱和傳質(zhì))，同時(shí)水膜裙的兩側(cè)受到蒸汽的加熱，增大了換熱面積。噴管與水蓖子之間有足夠的高度，有利于汽水充分接觸， 圖 2-4 噴管結(jié)構(gòu)圖合肥工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文17經(jīng)一級(jí)除氧，此時(shí)水的溫度己接近飽和溫度，水中 90%左右的氧氣已被除去。（2）二級(jí)除氧裝置由四層水蓖子組成。水蓖子由 3030mm 的角鋼制作，相互交叉排列。在此層間，水膜被不斷地重新分配，使水流進(jìn)一步得到均化，同時(shí)被不斷上升的蒸汽加熱，進(jìn)一步除氧。（3）三級(jí)除氧裝置由鮑爾環(huán)不銹鋼填料組成。有的廠家采用不銹鋼網(wǎng)波

45、卷制 100mm 高度的填料，放 2 層3 層，其比表面積可達(dá) 1800m2/m3。雖然鮑爾環(huán)的比表面積比不銹鋼網(wǎng)波少，但因?yàn)榇斯ぷ鞫螌偕疃瘸蹼A段，主要是除去水中的殘余氧，因此只需一定高度，并且鮑爾環(huán)不銹鋼填料具有通氣阻力小，有利于蒸汽攜帶析出的氧氣迅速上升排出，以保證除氧效果，且拆換方便。二、旋膜式除氧器的工作原理除氧的效果一方面取決于把給水加熱至相應(yīng)壓力下的飽和溫度，另一方面取決于溶解氣體的排除速度，這個(gè)速度與水和蒸汽的接觸表面積的大小有很大的關(guān)系。來自低加的凝結(jié)水先送入水室，然后在凝結(jié)水壓力和除氧器工作壓力形成的壓差的作用下，從起膜管的進(jìn)水小孔噴射到起膜管內(nèi)壁，進(jìn)水小孔與管壁相切且向下

46、傾斜10，水沿管壁旋轉(zhuǎn)流動(dòng)而下，在管內(nèi)壁形成高速旋轉(zhuǎn)水膜，凝結(jié)水在噴管內(nèi)先進(jìn)行部分除氧。當(dāng)水到達(dá)管口噴出時(shí)，由于離心力的作用，形成具有一定角度的旋轉(zhuǎn)的水膜裙，其在起膜管內(nèi)及出口的狀態(tài)，如圖 2-5 和圖 2-6 所示10圖 2-5 起膜管內(nèi)的旋轉(zhuǎn)水膜 圖 2-6 起膜管出口的水膜裙加熱蒸汽則自下而上，在管中通過與水進(jìn)行傳熱傳質(zhì)交換。旋膜式除氧器的傳熱傳質(zhì)過程主要發(fā)生在噴管內(nèi)，水膜裙起著輔助除氧的作用。由于水旋轉(zhuǎn)流動(dòng)的特性，而且水成膜狀，有利于氧的解析與擴(kuò)散，有利于傳熱傳質(zhì)過程的順利進(jìn)行。形成的水膜裙下落，與上升的蒸汽相遇，大大加快了水和加熱蒸汽的熱交換，強(qiáng)化了合肥工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文18汽水熱

47、交換的效果。形成水膜裙的水經(jīng)過水蓖子繼續(xù)吸熱，水蓖子的作用除了進(jìn)一步延續(xù)和擴(kuò)展水的表面積外，對(duì)來自水膜裙的不均勻分布水流也有必不可少的均化作用。經(jīng)過水蓖子吸熱后的水繼續(xù)流經(jīng)無規(guī)則堆放的填料層時(shí)，受到蒸汽的進(jìn)一步加熱，這時(shí)水迅速被加熱，溶解于其中的氣體的排出速度也更快。因此，雖然水在除氧器中停留的時(shí)間很短，但除氧較徹底，除氧效果很好。三、旋膜式除氧器特點(diǎn)旋膜式除氧器除了有噴霧填料式除氧器的優(yōu)點(diǎn)外，還具有以下優(yōu)點(diǎn)3（1）負(fù)荷適應(yīng)性好。噴管(旋膜器)對(duì)壓力和流量變化不太敏感，可以在較寬的壓力和流量范圍內(nèi)正常工作，它的負(fù)荷變化范圍為 45%120%。（2）除氧效率高，給水含氧量合格率接近 100%。（

48、3）噴管工作壓降小。通常只有 0.02mpa0.04mpa 的壓降，有利于節(jié)能。（4）系統(tǒng)運(yùn)行簡(jiǎn)單可靠，維護(hù)工作量小，經(jīng)濟(jì)效益明顯。（5）運(yùn)行穩(wěn)定，無震動(dòng)?？蛇m用于負(fù)壓?jiǎn)?dòng)、滑壓運(yùn)行，減免了啟動(dòng)和運(yùn)行中的人工繁雜調(diào)節(jié)操作。 （6）排汽量小于入口水量的 0.1%，不需另加排汽冷卻器，優(yōu)化了設(shè)備，降低了熱耗值，比同出力其它類型熱力除氧器少耗能 1/3。四、旋膜式除氧器的應(yīng)用及展望旋膜式除氧器目前在石化和電力系統(tǒng)獲得了應(yīng)用，尤其是在電力系統(tǒng)，由于機(jī)組的大型化、高參數(shù)以及熱電聯(lián)產(chǎn)，參與調(diào)峰，以噴霧式除氧器為主的熱力除氧系統(tǒng)已不能勝任，而旋膜式除氧器卻能完全適應(yīng)上述機(jī)組的要求。由于旋膜式除氧器良好的技術(shù)

49、性能，預(yù)計(jì)在不遠(yuǎn)的將來，旋膜式除氧器技術(shù)會(huì)在工業(yè)鍋爐、企業(yè)自備熱電站、廢熱鍋爐及各種規(guī)模發(fā)電廠中得到更廣泛的應(yīng)用。合肥工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文19第三章 除氧器的熱力校核噴霧填料式除氧器是目前應(yīng)用最廣泛且技術(shù)較成熟的一種熱力除氧器，因此對(duì)它的熱力校核就顯得尤為重要，下面就對(duì) 300mw 機(jī)組的噴霧填料式除氧器進(jìn)行熱力校核。3.1 噴霧填料式除氧器噴霧區(qū)熱力校核步驟6211除氧器霧化區(qū)除氧是利用噴嘴將給水霧化成細(xì)小液滴，通入高溫蒸汽通過汽液接觸面與細(xì)小液滴進(jìn)行傳熱傳質(zhì)，使得給水被加熱達(dá)到相應(yīng)工作壓力下的飽和溫度，而達(dá)到除氧的目的。在這一過程中，大約 90%的溶氧被除去，是給水除氧過程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

50、其校核計(jì)算步驟如下：(1) 根據(jù)熱量平衡原理，計(jì)算進(jìn)入除氧器混合水的焓()，公式如下：混h = （3混h疏凝補(bǔ)疏疏凝凝補(bǔ)補(bǔ)dddhdhdhd1）（2）計(jì)算加熱蒸汽的消耗量（） 。汽d（3）根據(jù)噴嘴的參數(shù)，計(jì)算除氧器在額定負(fù)荷下所需的噴嘴數(shù)目()。n （4） 按照錐體面積的公式，計(jì)算單只噴嘴噴霧所形成的汽、水接觸面積()，f公式如下： （32）（21rrsf2米式中： 斜邊， 米。s= 米 s2cosh（33） 圖 31 為噴霧受熱面積示意圖，其中 為噴霧的高度(米)，它是同噴h霧的初速度(0c)、霧化的粒徑()以平d合肥工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文20及霧化水滴穿過汽層的阻力等因素有關(guān)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)， 般

51、取 0.81.5h米，應(yīng)同除氧頭的熱負(fù)荷強(qiáng)度同時(shí)考慮。為噴嘴的噴射角。 （5）按照下式計(jì)算蒸汽至水的傳熱系數(shù)()。 圖 31 噴霧受熱面積示意圖 （34 . 0767.567. 0166）（）（）（平平平ddgdcadch4）其中： 水的導(dǎo)熱系數(shù)，根據(jù)除氧器進(jìn)水和出水的平均溫度，查相關(guān)手冊(cè)求得， 大卡/米時(shí)；c 水的溫度傳導(dǎo)系數(shù)， ；a時(shí)米 /2霧化水滴平均流速，按初速0c和重力減速(噴嘴朝上)的平均速度計(jì)平c算，即：= 米/秒； （3平c22200ghcc5）其中： （3gpc264. 006） 液滴的比表面積平均粒徑，毫米；平d其余符號(hào)解釋同前。（6）按照下式計(jì)算平均對(duì)數(shù)溫差()：mt=

52、（37）mtttttttt混除混除log3 . 2其中：除氧器相應(yīng)壓力下的飽和溫度與除氧器出水溫度之差，一般為 0.251.0t，高壓除氧器取低值。c（7）按照下式計(jì)算所需總加熱面積()：總f合肥工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文21= （38）總fmtq其中： 除氧器出水工況下水的比熱。比c（8）根據(jù)噴嘴的數(shù)目()和單只噴嘴的汽、水接觸面積()，計(jì)算理論加熱面nf積()：理f = （39）理fnf2米在一般的情況下，理論加熱面積()和總加熱面積()應(yīng)比較接近。理f總f（9）按照霧化水滴的平均粒徑以及霧化水滴的平均流速，計(jì)算在霧化區(qū)內(nèi)霧化水滴的實(shí)際加熱面積() 。霧f = （310）霧f平平dchd3600

53、62米式中： 除氧器的霧化水量（不包括高壓加熱器疏水和加熱蒸汽冷凝的水量） ， d噸/時(shí)； 霧化液滴的行程（自噴嘴的噴口至擋板的凈高） ，如噴霧方向自上向下，h則考慮到液滴的下落行程，粗略地可按上述距離的 2 倍計(jì)算。實(shí)際上在噴霧填料式除氧器內(nèi)，填料層也起到部分加熱面的作用，而在這里的計(jì)算中，并未將它考慮進(jìn)去，因此實(shí)際的汽、水加熱面積總是比較富裕的。3.2 熱力校核計(jì)算過程查水和水蒸氣熱力性質(zhì)表得，除氧器進(jìn)出口工質(zhì)參數(shù)，如下表：表 31 除氧器進(jìn)出口工質(zhì)參數(shù) 參數(shù)名稱工質(zhì)名稱壓力（mpa）溫度（）焓值（kj/kg）凝結(jié)水0.4728149.8631.416高壓疏水1.1519193.45822

54、.96出口水1.054182.212772.99加熱蒸汽1.054365.43188.614進(jìn)入除氧器混合水的焓()為：混h在當(dāng)下的高負(fù)荷、大功率熱電機(jī)組中，除氧器的給水中的補(bǔ)充水給水所占比例合肥工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文22甚小，可以忽略不計(jì)。所以有=0 噸/時(shí)。已知 d疏131.9 噸/時(shí)補(bǔ)d= （311）混h疏凝補(bǔ)疏疏凝凝補(bǔ)補(bǔ)dddhdhdhd131.9 822.96631.4161200dd凝汽根據(jù)除氧器的熱力平衡式： （312）)()(混除凝疏除汽汽hhddhhd這里，所以上式可表示為：凝疏混ddd混汽dd1200（1200） （3混d）（）（混除混除汽hhdhh13） 聯(lián)立（311）和（

55、312）求得： =1140.475 噸/時(shí)混d =12001140.475=59.525 噸/時(shí)汽d =1140.475131.9=1008.575 噸/時(shí)凝d即： =混h疏凝補(bǔ)疏疏凝凝補(bǔ)補(bǔ)dddhdhdhd =653.57 千焦/千克131.9 822.96 1008.575 631.4161008.575 131.9所以，除氧器的總交換熱量()為：q =1140.575（772.99653.57）q）（混除混hhd310 =136.207千焦/時(shí)610 =32.5大卡/時(shí)610表 32 噴嘴參數(shù)噴口直徑 d（mm）進(jìn)水面積 f入（cm2）噴口面積f(cm2)r噴/r旋比例常數(shù) k水壓（公斤

56、/厘米）出水量（t/h）霧化角霧化水滴直徑（mm）出流系數(shù)215.943.460.600.8752.012.1650.51.00.49高壓加熱器的疏水一般不經(jīng)噴嘴進(jìn)入除氧器，根據(jù)表 32 知，噴嘴出水量為 d噴12.1t/h，因此噴嘴的個(gè)數(shù)()為：n=84 個(gè) 取 n86 個(gè)n噴凝dd1008.57512.1合肥工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文23單只噴嘴的噴霧加熱面積()，按式（33）計(jì)算：f其中： =1.54 米， 這里取 h1.3 米 s2cosh)265cos(3 . 1 =1.3=0.83 米1r）（2tgh）（265tg =0.0105 米2r噴r所以， =3.141.54（0.830.010

57、5）=4.06 ）（21rrsf2米噴嘴噴霧的理論加熱面積()，按式（39）計(jì)算：理f =864.06=349.16 理fnf2米因噴嘴方向是自下向上的，實(shí)際噴霧形成的加熱面積要比上述數(shù)字大。蒸汽至水的傳熱系數(shù)()，按式（34）計(jì)算。其中： gpc264. 00 =0. 64=13.23 米/秒200002 9.8916.98 = 平c22200ghcc =12.73 米/秒213.2313.232 9.8 1.32 （）=20.0105=0.021 米； =0.0008 米 （一般取 0.51.0 毫米）d平d平d根據(jù)=155 ，從有關(guān)手冊(cè)中查g tg ttgg疏疏凝凝平疏凝1008.575

58、 149.8 131.9 193.451008.575 131.9c得水的導(dǎo)熱系數(shù)=0.6835 大卡/米時(shí)；查得水的溫度傳導(dǎo)系數(shù)=6.228ca 。將上述數(shù)值代入式（34）中可得：410時(shí)米 /2 4 . 0767.567. 0166）（）（）（平平平ddgdcadch =1660.68351.30.567412.73 0.021(6.228 10）0.76712.739.8 0.021（）4 . 0021. 00008. 0）（合肥工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文24=17340.7 大卡/時(shí)2米c 除氧器進(jìn)、出口的平均對(duì)數(shù)溫差（） ，按式（37）計(jì)算（此處不包括高mt混t加疏水） ，式中一般為 0.

59、251.0 ，高壓除氧器一般取低值，這里取=0.4 tct：c =mtttttttt混除混除log3 . 2 =6.38 182.2120.4 149.8182.2120.4 149.82.3 log0.4c除氧器所需的總加熱面積()，按式(38)計(jì)算： 總f = =294總fmtq38. 67 .17340105 .3262米由于設(shè)計(jì)的除氧器的實(shí)際傳熱面積（）要小于理論的傳熱面積，所以可以保證除總f氧器霧化區(qū)的加熱。霧化區(qū)內(nèi)霧化水滴的實(shí)際加熱面積()，按式（310）計(jì)算：霧f=429.15 米2霧f平平dchd360066 1008.575 2 1.33600 12.73 0.0008 從以

60、上計(jì)算中可見，當(dāng)噴嘴能將水霧化到水滴平均粒徑為 0. 8 毫米時(shí)，僅在霧化區(qū)內(nèi)就能將全部補(bǔ)充水和凝結(jié)水加熱到相應(yīng)的飽和溫度。合肥工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文25第四章 熱力除氧器運(yùn)行現(xiàn)狀分析4.1 除氧效果的對(duì)比分析5隨著高參數(shù)大容量機(jī)組的發(fā)展，對(duì)熱力除氧器的技術(shù)要求愈來愈高。傳統(tǒng)淋水盤式熱力除氧器已不能很好的適應(yīng)除氧要求，多半在淘汰或技術(shù)改造之列。噴霧填料式除氧器是目前比較成熟的熱力除氧設(shè)備，在我國(guó)火力電廠中使用較為廣泛。近年來出現(xiàn)了一種新型的熱力除氧器旋膜式除氧器，但由于其技術(shù)不太成熟，只在少數(shù)電廠中應(yīng)用。下面就噴霧填料式除氧器和旋膜式除氧器的除氧效果進(jìn)行分析比較。4.1.1 噴霧式除氧器的除氧效