火電廠熱力系統(tǒng)除氧器的設計

1、摘要：除氧器是鍋爐和供熱系統(tǒng)的關鍵設備之一，每年由于氧腐蝕而對鍋爐給水管道、省煤器和其它附屬設備的腐蝕造成的嚴重損失，已經(jīng)引起了電力部門的注意。本設計主要由給定的設計條件,按照常規(guī)的的設計方法對除氧器進行強度計算，包括水箱壁厚、水箱封頭厚度、除氧筒節(jié)厚度、除氧筒節(jié)封頭厚和除氧器支座的強度計算；另一方面也對噴霧式槽盤進行了熱力水力計算。關鍵詞：除氧器；強度計算；熱力水力計算 Abstract: Deaerator is an important equipment of boiler and heating system . Each year due to the oxygen corrosi

2、on and corrosion of boiler water supply pipeline, economizer and other ancillary equipment caused serious losses, already caused the attention of more and more countries the Ministry of electric power. This design is mainly through the comparison and selection of several deaerator deaerator. By the

3、given conditions, by conventional design method of deaerator water tank wall thickness, water tank head thickness, deoxygenation cylinder section thickness, oxygen cylinder section head thickness, bearing, the strength calculation and spray groove tray type deaerator thermal, hydraulic and mass tran

4、sfer.Keywords： deaerator ; strength calculation; heating and waterpower calculation ; 目錄摘要1Abstract:2第1章 鍋爐除氧器設計方案的選擇31.1 課題的提出31.2鍋爐除氧器的分類31.3熱力噴霧填料除氧器41.3.1熱力噴霧填料除氧器的工作原理41.3.2熱力噴霧填料除氧器的優(yōu)點4第2章 除氧器的主體設計52.1壓力容器的分類52.2 除氧器的分類62.2.1真空式除氧器62.2.3大氣式除氧器72.2.4壓力式除氧器（定壓運行）72.2.5壓力式除氧器（滑壓運行）72.3 設計計算參數(shù)82.4

5、箱體厚度的計算82.5封頭92.5.1封頭的分類及應用范圍92.5.2封頭的計算92.6除氧筒節(jié)102.6.1除氧筒節(jié)的結(jié)構(gòu)102.6.2除氧筒節(jié)封頭計算12第3章 支座的選擇與計算133.1支座的分類133.2鞍座的選型143.3 地角螺栓的選擇153.4鞍座的計算15第4 章 噴霧式填料層的熱力水力計算184.1 除氧器參數(shù)184.2 熱平衡計算184.3 汽水接觸面積計算：184.3.1 除氧頭噴嘴噴霧所形成表面積計算：184.3.2 按B.M.拉默公式計算最大液滴直徑：194.3.3 液滴平均直徑194.3.4計算填料層的水膜表面積FZ204.4傳熱計算204.4.1 噴霧段傳熱系數(shù)計

6、算214.4.2 需要傳熱量214.5 誰在除氧器內(nèi)停留時間計算：224.6 傳質(zhì)計算：224.7 結(jié)構(gòu)計算：234.7.1各汽、水接管內(nèi)平均流速234.7.2 淋水盤計算（設計淋水盤時考慮）244.7.3水槽溢流計算（設計水槽溢流時考慮）244.7.4水槽溢流水膜高度 (設計水槽溢流時考慮) 溢流水膜厚度244.7.5 蒸汽在噴霧段內(nèi)汽速254.7.6 各通道截面汽速254.8本章小結(jié)：26第5章 除氧器的運行與維護275.1 除氧器的運行和啟動275.2 除氧器的運行285.3 除氧器的停用和保養(yǎng)295.4 除氧器的檢修295.5 除氧器的事故和故障305.5.1 常見故障305.5.2

7、常見故障原因31第6章 結(jié)論33謝 辭34參考文獻35除氧器設計與運行第1章 鍋爐除氧器設計方案的選擇1.1 課題的提出火力發(fā)電廠的熱力除氧器主要原理如下：通過汽輪機出口的高溫蒸汽來加熱鍋爐的給水，使鍋爐的給水在該壓力下達到相應的飽和溫度，從而使水中的氧氣飽和析出，來降低水中的含氧量，防止鍋爐、汽輪機以及管道等熱力設備遭到氧等氣體腐蝕；另一方面，除氧器是一種直接接觸式的加熱裝置，可以通過除氧器來加熱蒸汽，提高進入鍋爐給水的溫度，提高汽輪機余熱蒸汽的用率的提高，從而有效的提高了電廠的熱效率并且節(jié)省燃料。鍋爐的受熱面收到腐蝕以后，就可能造成鍋爐運行故障。腐蝕通常是由多種因素形成的，但大多數(shù)的腐蝕現(xiàn)

8、象可以通過電化學作用來解釋。對鍋爐受熱面熱負荷過高，則通?？赡苁且驗檠鯕獾膬?nèi)部腐蝕，而腐蝕中壓鍋爐的原因引起的，那么高的鍋爐應采取更有效的的措施來防止腐蝕。鍋爐收到腐蝕的主要是原因是由于氧氣等其他腐蝕性氣體溶解在水中，使鍋爐發(fā)生電化學腐蝕，尤其是水中含有其他金屬雜質(zhì)成分，容易造成鍋爐補給水的PH降低。在鍋爐和汽輪機的過熱器中，金屬快熟加熱或者冷卻的材料應力變化很快，由于水和蒸汽的局部電化學腐蝕，會生成相應的磁性氧化物，導致停機檢修，就會缺乏有效的保護。鍋爐熱工設備的腐蝕是由于含有溶解氧和其他氣體的水，這些氣體可以高鋼和金屬氧化物的化學反應，導致加熱設備，鍋爐的熱噪聲條件下可直接歸因于設備的燃氣

9、管道腐蝕溶解一部分。溶解在水中的氣體是氧氣的主要成分，和氧鋼氧化腐蝕速度非常慢，但對于火力發(fā)電設備長期連續(xù)操作是非常危險的。鍋爐和汽輪機設計壽命長達30年可以在實踐中取得了50年，在這樣長的壽命，以確保它不會損壞其它氣體如氧，以防止氧腐蝕的重要措施之一的腐蝕。1.2鍋爐除氧器的分類A、按除氧器壓力的不同，可分為真空式，大氣式和高壓式三種除氧器B、按除氧器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同，可分為一段傳熱式除氧器（即為僅包括一種傳熱方式的除氧器），二段傳熱式除氧器（即包括兩種除氧方式的加熱器），其中二段傳熱式除氧器中的噴霧填料式除氧器效果最佳，得到廣泛應用。1.3熱力噴霧填料除氧器1.3.1熱力噴霧填料除氧器的工作

10、原理給水加氧是防止鍋爐腐蝕的主要方法，在容器中，氣體溶解在水中的量主要取決于兩個方面：一方面，表面上的氣體分壓比例，壓力越高，氣體在水中的溶解度較大；另一個方面，水溫越高，氣體的水溶性越小。在高溫時，對應于工作壓力的飽和溫度時，溶解在水中的氣體幾乎為零。采用熱力除氧的方法，即用汽輪機出口的高溫蒸汽來加熱鍋爐給水，提高給水的溫度，因而水蒸氣的分壓力也相應逐步提升，溶解在水中的氣體因此不斷釋放出來，在鍋爐補給水達到給定壓力的時候，給水將不再溶于氣體，也就是說水中的氧氣等其他氣體可以通過這種方式來除去，達到除氧的目的。除氧的效果一方面決定于是否把給水加熱至相應壓力下的飽和溫度，另一方面決定于溶解氣體

11、的排除速度，誰是否能加熱到相應壓力下的飽和溫度與水和蒸汽的接觸表面積的大小有很大的關系，采用旋膜管、水篦子加填料的方式，水通過旋膜管，形成的水膜群下落，與上升的蒸汽流相遇。形成水的膜群大大地增加了水和蒸汽的熱交換面積，強化了汽水熱交換的效果，形成水膜群的水經(jīng)過水篦子換熱后繼續(xù)流經(jīng)無規(guī)則堆放的填料層時，受到蒸汽的進一步加熱。水迅速被加熱，溶解于其中的氣體的排除速度也更快。最后除氧水流經(jīng)除氧水箱，經(jīng)蒸汽再沸騰管加熱，充分的保證了除氧水在工作壓力下為飽和溫度，因此，雖然水在除氧器中停留時間很短，而除氧效果較徹底。出水含氧量0.1mg/l1.3.2熱力噴霧填料除氧器的優(yōu)點旋膜式除氧器在實踐中可以證明有

12、以下優(yōu)點：1：除氧效率高，給水合格率100%。（高壓5/L,低壓10/L）2：當熱力負荷在達到25的突變以及在10的突變在水中，即使發(fā)生溫度下降情況，除氧器的除氧也不會搖晃汽化。 3：性能良好的適應性，能對外部的力量百分之五十，特別是加熱單元和除氧器滑壓運行可以顯示其優(yōu)越的性能。 第2章 除氧器的主體設計2.1壓力容器的分類壓力容器是一種對于內(nèi)部和外部承受氣體或液體壓力，并且對于安全性有著很高的密封式安全容器。大多數(shù)壓力容器為圓柱形，球形，其他形狀的是少數(shù)的一部分。圓柱形壓力容器是由一個圓柱，封頭，接管，法蘭部分組成的，因此如果承受越高的壓力，則需要的管壁壁厚增加越多。按壓力的等級對壓力容器進

13、行分類，可將壓力容器分為內(nèi)壓容器與外壓容器兩種類型。而對于內(nèi)壓容器又可以按照設計壓力的大小分為以下四個壓力等級，具體劃分如下 ： 低壓(代號L)容器 0.1 MPap1.6 MPa; 中壓(代號M)容器 1.6 MPap10.0 MPa; 高壓(代號H)容器 10 MPap100 MPa; 超高壓(代號U)容器 p100MPa。 按容器在生產(chǎn)中的作用分類: 反應壓力容器(代號R): 指用來完成介質(zhì)的物理反應、化學反應的容器。在工業(yè)生產(chǎn)中尤其在化工、醫(yī)藥、化肥、煉化等行業(yè)反應容器作為一種承壓設備由于工藝上的需要被大量使用。 換熱壓力容器(代號E): 換熱壓力容器是主要用于完成介質(zhì)的熱量交換的壓力

14、容器。例如：管殼式余熱鍋爐、熱交換器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器、加熱器、硫化鍋、染色器、烘缸、磺化鍋、預熱鍋、容積預熱器、蒸鍋、蒸脫機、電熱蒸汽發(fā)生器、煤氣發(fā)生爐夾套等。 離壓力容器（代號S):用于完成介質(zhì)的流體壓力平衡緩沖和氣體凈化分離。 儲存壓力容器（代號C）：主要是包括用于儲存、盛裝氣體、液體、液化氣體等多種介質(zhì)。 當同一容器中主要是指具備了兩個及其以上的工藝原理，并且需要按照各工藝在工程中所起的主要作用來劃分幾類品種。按安裝方式分類： 固定在壓力容器：其中有一些固定的安裝和使用，工藝條件和操作相對固定壓力容器。 移動式壓力容器：移動壓力容器是指由罐體（注1-1）或者大容積鋼質(zhì)無縫氣瓶（以

15、下簡稱氣瓶，注1-2）與走行裝置或者框架采用永久性連接組成的運輸裝備，包括鐵路罐車、汽車罐車、長管拖車、罐式集裝箱和管束式集裝箱等。 以上幾種分類方法只考慮設計參數(shù)或壓力容器的使用，所以沒有壓力容器的風險在一定程度的綜合反映。 按安全技術(shù)管理分類: 壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程既要求考慮到容器壓力與容器容積的乘積大小，同時還需要考慮到相應介質(zhì)的危險性以及容器在生產(chǎn)過程中的作用的綜合分類方法，因而便于安全技術(shù)監(jiān)督。該方法將壓力容器分為三類： 1.第三類壓力容器，一般情況下在具備了壓力和介質(zhì)指標范圍內(nèi)的要求，就可以定為三類壓力容器，比如常見的有各類材質(zhì)反應釜，儲罐及換熱器等，具體包括：(1)高壓容器；

16、(2)中壓容器(僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì))；(3)中壓儲存容器(僅限易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)，且pV大于或等于10MPam3)；(4)中壓反應容器(僅限易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)，且pV大于或等于05MPam3)；(5)低壓容器(僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)，且pV大于或等于02MPam3)；(6)高壓、中壓管殼式余熱鍋爐；(7)中壓搪玻璃鋼容器；(8)使用強度級別較高(指相應標準中抗拉強度規(guī)定值下限大于等于540MPa)的材料制造的壓力容器；(9)移動式壓力容器，包括鐵路罐車(介質(zhì)為液化氣體、低溫液體)、罐式汽車、液化氣體運輸(半掛車)、低溫液體運輸(半掛車)、永久氣體運輸

17、(半掛車)和罐式集裝箱(介質(zhì)為液化氣體、低溫液體)；(10)球形儲罐(容積大于等于50m3)；(11)低溫液體儲存容器(容積大于5m3)。2.第二類壓力容器，主要是指包含以下幾種情況之一的就是第二類壓力容器：中壓容器；低壓容器；低壓反應容器和低壓儲存容器；低壓管殼式預熱鍋爐；低壓塘玻璃壓力容器。 3.第一類壓力容器 ,除以上規(guī)定以外的低壓容器是第一類壓力容器。由上知設計的容器為低壓容器。2.2 除氧器的分類按除氧器內(nèi)部壓力的不同，可分為以下幾種類型，包括真空式除氧器、大氣式除氧器以及壓力式除氧器。2.2.1真空式除氧器除氧器額定工作壓力大于0.00mpA和小于0.01mpa影響，額定工作壓力在

18、0.078 0.088mpa（絕對壓力，0.80GATA）。真空脫氣裝置，水被加熱到0.078mpa,相鄰支架，0.088mpa（絕對壓力）和飽和溫度。從水中分離氧氣（空氣）通過其他氣體或真空泵噴射真空除氧排放到大氣中只要使除氧器處于絕對嚴密的狀態(tài)才能保證真空式除氧器保持正常的工作。除氧器的工作效果由除氧器低壓的抽氣器或者是真空泵的工作質(zhì)量來決定，通過選取特殊的方法來阻止工作中除氧器外的空氣進入到除氧水中。因此在制造除氧器的結(jié)構(gòu)和除氧器的運行變得非常復雜，尤其是在火力發(fā)電廠中不可以采用真空式除氧器。采用真空式除氧器需要在水泵不能工作并且在要求在高溫加熱的水中才可以考慮使用，但是這種情況畢竟比較

19、少見，所以真空式除氧器在火電廠中運用的不多，大多時候采用壓力式除氧器。2.2.3大氣式除氧器這種除氧器有一定的工作壓力要求，需要工作壓力在0.0MPa（表）和0.1MPa（表）之間。國內(nèi)大氣式除氧器的額定工作壓力一般取0.118MPa（絕）(1.Zata)，其對應加熱后的除氧水的出口溫度為一般為104。為了在避免真空下這樣的工作，可以從焊接裂紋滲入空氣的表面，也為了防止真空消除氧氣，所以你需要特殊的泵單元，然后選擇額定工作壓力高于大氣壓力型氧還原。大多數(shù)的大氣式除氧器機組，如渦輪3.82 MPa，435臺空調(diào)。在大氣式除氧器鍋爐補給水除氧的早期使用，所以化妝水的除氧器壓力脫氣，今天這種情況較少

20、，一般大，中型單位添加水進入冷凝器除氧，同時大氣氧取消給水。2.2.4壓力式除氧器（定壓運行）壓力式除氧器是指額定工作壓力不小于0.1MPa（表）的除氧器。國內(nèi)壓力式除氧器的額定工作壓力大部分主要采用的是在0.588MPa(絕對壓力，6ata)的條件下，出口溫度在158上的熱力除氧器。2.2.5壓力式除氧器（滑壓運行）在除氧器滑壓運行狀態(tài)下，不調(diào)節(jié)抽汽，但其參數(shù)實在不斷變化的。除了除氧器的最高參數(shù)對應于抽汽最高參數(shù)的在除氧器中大部分位置是處于固定狀態(tài)的，即在低壓加熱器之后，這部分抽汽是低壓加熱器的抽汽。因此在1MPa左右的范圍內(nèi)均屬于抽汽的最高參數(shù)。滑壓運行的除氧器主要是采用了滑-定的運行機制

21、。由設計計算參數(shù)知設計的除氧器為壓力式除氧器。2.3 設計計算參數(shù)表2.1Table 2-1工作壓力P(MPa)工作溫度t(c)進水壓力P(MPa)進水溫度t(c)圓筒長度L()圓筒直徑DN()壓力容器等級0.491580.7145188003500低壓2.4箱體厚度的計算由給定的已知條件，查過程設備設計得到厚度計算公式 根據(jù)設計設條件是低壓容器，因此選擇箱體材料為16MnDR,查,塔設備設計手冊其許用應力為：170MPa焊接包括兩類四種初值，即：雙面焊的對焊焊縫100無損探傷為 1.0雙面焊的對焊焊縫局部無損探傷為 0.85單面焊的對焊焊縫為0.90單面焊的對焊焊縫為0.90本次采用的是雙面

22、焊的對焊焊縫局部無損探傷，即取 0.85設計厚度查過程設備設計取C1=0.3,C2=2由鋼材的標準規(guī)格取16水壓校核查塔設備設計手冊所用材料的REL=315MPa符合要求2.5封頭2.5.1封頭的分類及應用范圍封頭的設計包括凸形封頭、錐殼變徑段、平蓋及緊縮口這幾部分。橢圓形封頭：橢圓頭是由一個半橢圓體和短圓筒，該直段長度的作用是避免頭部和氣缸焊接在曲率平滑變化。其結(jié)果是應力分布更均勻，并且在橢圓形頭部半球形頭部的深度要小得多，更容易沖壓應用于當前更低壓容器中。半球形封頭：在平均壓力，薄壁球形容器的薄膜應力是相同的直徑圓筒的一半，和球頭的受力分析是理想的結(jié)構(gòu)形式，然而缺點是深度，在這一處的的位置

23、，沖壓件的整體難度大，進入分流閥沖壓階段使用焊接工作量也大。半球形頭部經(jīng)常與高壓容器的結(jié)合。橢圓封頭：橢圓形封頭是由半個橢球和短柱，為了避免在對曲率連續(xù)的平滑變化，故在用直邊段來進行封頭與筒體的焊接。因此，作為一個結(jié)果，應力分布更均勻，和深度的橢圓頭比球頭很小，所以很容易使用，當沖壓。這是用在中、低壓力容器。碟形封頭：盤頭球形頭褶皺帶和小球，過渡圓弧半徑R環(huán)殼和短圓柱半徑R由三部分組成，從幾何和碟形封頭是間斷性的，在兩表面結(jié)的經(jīng)絡，由于對彎曲應力的邊緣的大變化較大的曲率半徑的曲率突變。彎曲應力與膜應力疊加，導致該區(qū)域的一部分，它比其他部位的應力更高。然而，這個殼的存在也降低，加工方便，與鋼模盤

24、頭生產(chǎn)也很簡單，作為一個結(jié)果，盤頭的應用越來越廣泛。球形封頭：封頭當r = 0，即，一個球冠形封頭，它是一個球體和圓柱體的一部分直接連接，因此具有結(jié)構(gòu)簡單，制作方便的優(yōu)點，常用的方法在房間的中央，在兩個獨立的愛壓頭木含量。它也可以用于端蓋。由于球面和圓柱不相連的圓柱體，有邊緣附近的頭和氣缸的相當大的壓力，這是不合理的。2.5.2封頭的計算根據(jù)設計要求為低壓容器所以在選擇封頭時用橢圓形封頭查過程設備設計取時的公式為通過鋼板規(guī)格標準和為了便與焊接取與箱體相同厚度的鋼材厚度為16水壓試驗 =符合要求2.6除氧筒節(jié)2.6.1除氧筒節(jié)的結(jié)構(gòu)圖 2.1Chart 2.1 圖2.11.外殼：是由筒身和沖壓橢

25、圓形封頭焊制成。 2.膜器組：由水室、起膜管、凝結(jié)水接管、補充水接管組成。旋膜式除氧器主要部分是由氣膜館、下水管材料制造，是主要的除氧環(huán)節(jié)。3.淋水篦子：膜除氧給水和疏水性來減少疏水管的流量分布，使水呈均勻淋雨狀下降，從而保護液氣網(wǎng)的下部。4.填料液汽網(wǎng)：液體灌裝機蒸汽管網(wǎng)：帶與筒體之間的間隙，布置兩層高度特殊型0.3毫米厚的不銹鋼扁絲網(wǎng)，與水和二次蒸汽接觸良好，加熱氧飽和溫度和深度，以此來確保水中氧含量。 5. 蒸汽分配盤：當主加熱蒸汽進入除氧器時，為了保證供熱質(zhì)量需要使用平均型結(jié)構(gòu)的規(guī)則，以此在加熱蒸汽呈現(xiàn)均分狀態(tài)油門條件下使上升加熱軟化水和溫度達到氧飽和度。6.汽水分離器：填料網(wǎng)絡和通風

26、結(jié)構(gòu)一般早期的外殼設計采用的主要是不銹鋼構(gòu)成，從而有效地排放氧氣分離水流量，排汽停水是一個不可缺少的組成部分。 除氧筒節(jié)的設計條件如下表： 表2.2Table 2.2工作壓力P(MPa)工作溫度t(c)進水壓力P(MPa)進水溫度t(c)第一節(jié)高度第二節(jié)高度筒節(jié)直徑(mm）0.491580.7145900800800由給定的已知條件，查過程設備設計得到厚度計算公式根據(jù)設計設條件是低壓容器，因此選擇箱體材料為16MnDR,查,塔設備設計手冊其許用應力為：170MPa通過生產(chǎn)條件確定焊接系數(shù)=0.85設計厚度查過程設備設計取C1=0.3,C2=2由箱體的標準規(guī)格取8水壓校核查塔設備設計手冊所用材料

27、的REL=315MPa=符合要求2.6.2除氧筒節(jié)封頭計算根據(jù)設計要求選擇封頭為橢圓形封頭查過程設備設計取時的公式為通過鋼板規(guī)格標準和為了便與焊接取與箱體相同厚度的鋼材厚度為8水壓試驗 =符合要求第3章 支座的選擇與計算3.1支座的分類容器支撐主要用于支持容器的重量，在容器的位置，同時保持上述容器中的操作相對穩(wěn)定。軸承的結(jié)構(gòu)是非常多的，根據(jù)自身類型，在水平容器中，將容器分為立式容器和球形容器。 一、臥式容器的支座 臥式容器的支座有三種：鞍座、圈座和支腿。 1 鞍式支座 鞏義市五岳減震馬鞍是軸承化工設備，廣泛應用于臥式容器。如圖鞍板和兩個支撐板，一個底板和一個垂直板的結(jié)構(gòu)。支撐板是鞍板和下板之間

28、的焊接，豎直板被焊接在其板擱置在地面上的一側(cè)，并用地腳螺栓固定。水平的設備通常使用兩個鞍軸承支撐，當設備過長，過兩個支撐，以允許支撐件的范圍內(nèi)，應增加支撐數(shù)。鞍點作為光（一型）和重（代碼B型，根據(jù)該包角，生產(chǎn)方法和輔助板被分成五種類型，代號為IB 10B）二，每式和固定式（代號六）和主動（代碼S）。固定和可動在底板的螺栓孔，可動是長圓形的主要區(qū)別，其目的是在容器中，由于熱膨脹或收縮可以滑規(guī)雙座間距，而根據(jù)該容器的不結(jié)果附加應力的作用。 F型和S型往往搭配。地板尺寸鞍應確保水泥地面基地不會被粉碎。根據(jù)不同的板螺栓孔的形狀，每一種類型的馬鞍和固定（F）和滑動軸承（代號S）兩種安裝形式，開放的圓形螺

29、栓孔在馬鞍固定底板，滑動軸承開長圓形螺栓孔的軸承。在一個容器中，兩種總是搭配。在安裝支架，兩螺母螺栓。第一螺母向后一圈，然后用第二螺母鎖緊，保證了設備在溫度變化時，與車座可以自由滑動的基礎上。長圓孔的長度應根據(jù)設備之間的溫度差檢查。臥式容器承載鞍，一般不超過兩個。因為水平鞍座高度的微小差異是軸承上的力之間產(chǎn)生都沒有，由于在氣缸壁上的額外應力。使用雙鞍，鞍與缸體端的距離，可根據(jù)以下原則是：當氣缸當 / D較大時，和鞍在平面的位置和加強環(huán)，應使頭部的最佳利用在支撐管，以提高的F,167m290.7m2噴霧段傳熱驗算：噴霧段出口溫度T=ts-ts-t1KF11000G11.163=151.11-15

30、1.11-1451700016710004401.163=150.0填料層驗算填料層出口水溫T1T1=ts-ts-TKf21000G11.163=151.11-151.11-1451700097010004401.163=151.07飽和溫度除氧器水間的端差t=ts-T1=151.11-151.07=0.044.5 誰在除氧器內(nèi)停留時間計算：霧化噴嘴出口速度W=5.74m2/s噴射水平距離H=1.5m霧化水滴停留時間t1=H/W=1.5/5.96=0.25S填料層高度 h=0.6m水膜流經(jīng)填料層時間t2=2hg=20.69.81=0.35s水在除氧器總停留時間 t=t1+t2=0.25+0.3

31、5=0.64.6 傳質(zhì)計算：進水含氧量X1,假設X1=0.5mg/l出水殘余含氧量X，假設X=0.007mg/l（要求的）對數(shù)濃度差X=X1-XlnX1X=0.5-0.007ln0.50.007=0.116mg/l進水總攜氧量X1=G1VX1=440x0.0010851x0.5=0.239kg/ht=20時液相擴散系數(shù)D20，查表，D20=7.510-6m3/h水溫度t1，取接近飽和溫度t1=151.11液相擴散系數(shù)D=D201+0.02t1-20=7.510-6m3/h1+0.02151.11-20=27.1710-6m/h填料層總體積V=5.0m3填料層比表面積f=194m2/m3水密度=

32、1v1=10.0010851=922kg/m3水運動粘度v=V1=193.510-60.0010851=0.21010-6m2/s有效脫氧截面積A=al=1.4885.644=8.4m2（填料層總高度H=0.6m）液相體積傳質(zhì)系數(shù)KV=41f0.2D0.5(3600v)-0.6-0.8L0.8H-0.7=411940.2(27.1710-6)0.5(36000.21010-6)-0.6922-0.8(6.1104)0.80.6-0.7=1870.9l/h面積傳質(zhì)系數(shù)KF=KVf=1870.9194=9.64m/h計算傳質(zhì)面積Fc=1000X1KFX=10000.2399.640.116=213

33、.73m2須使填料層水膜表面積大雨計算傳質(zhì)面積，即F2FC,5.0194=970m2213.73m24.7 結(jié)構(gòu)計算：在設備經(jīng)過方面除氧器各汽、水接管、淋水盤等等亦有一定要求，為說明問題以下僅作簡單說明，不作具體計算。4.7.1各汽、水接管內(nèi)平均流速接管口徑Dm，接管數(shù)量n個管內(nèi)流速W=1000GV3600n0.785D2m/s(G：接管內(nèi)介質(zhì)流量t/h,V：接管內(nèi)介質(zhì)比容m3/kg)接管內(nèi)水流速以lm/s左右或者更低，出水管內(nèi)水流速以0.5m/s左右，接管內(nèi)蒸汽流速以不超過50m/s。對大氣式因蒸汽比容很大，接管內(nèi)蒸汽流速達到loom/s，甚至超過。4.7.2 淋水盤計算（設計淋水盤時考慮）

34、淋水孔徑dm，選用0.006-0.008m,取0.008m淋水孔數(shù)Z=4000個，流量系數(shù)：一般取0.64,水比容：m3/kg，按飽和水查表，水流量G:t/h淋水盤上水層高度h=12g(1000GV36000.7854d2Z)2=129.8110004400.001085136000.78540.00820.6440002=0.054m(h值一般在0.05-0.08m)4.7.3水槽溢流計算（設計水槽溢流時考慮）每層盤的水槽數(shù)n個每個水槽流水量G=Gn每溢流邊流量G=G/2t/h每溢流邊長度lm水槽溢流相當于堤壩水槽溢水高度按堤壩溢流公式：水槽溢水高度A=(1OOOGV23l2g3600)2/

35、34.7.4水槽溢流水膜高度 (設計水槽溢流時考慮) 溢流水膜厚度水膜初速=2gA ， 可取 =0.8任一點處水膜速度W=W2+2gx m/s則體積流量GV103=12+2gx13600任一點處水膜厚度=1000GV3600l2+2gx平均水膜厚度=1HOH1000GV3600l2+2gxdx=1000GV3600Hl22+2gx2g0H=1000GV3600Hlg(2+2gH-)最下處水膜厚度就是當 X=H 時的，以X = H 代人的公式，則最下處水膜厚度m=1000GV3600l2+2gH(水膜初速=2gA=m/s)平均水膜厚度 =1000GV3600Hlg(2+2gH-)溢流最下處水膜厚

36、度m=1000GV3600l2+2gH如m太小，水膜將破裂成水滴，會減少受熱面積 (傳質(zhì)面積)4.7.5 蒸汽在噴霧段內(nèi)汽速除氧器上部噴霧段內(nèi)蒸汽上升汽速：(上 接 第 4 2 頁) 筒 體 截 面 積 F ，m2，F(xiàn)=0.785D2m2簡體直徑 D ，m蒸汽流量G0，t/h則噴霧段內(nèi)上升汽W1=1000G3V3600Fm/s加熱段內(nèi)允許汽速W1=6303600V汽V水-1 m/s一般考慮允許汽速可為10m/s以下 ，至1 m/s。4.7.6 各通道截面汽速在除氧器內(nèi)蒸汽流動時，經(jīng)過各個截面，如蒸汽進人各個截面，淋水盤旁蒸汽轉(zhuǎn)角的等等，驗算各截面的蒸汽速度，蒸汽流量G3，t/h和蒸汽比容V與傳

37、質(zhì)計算內(nèi)相同，各個通道截面積為Am2，則各通道截面汽速W=1000G3V3600Ams通道允許汽速W=12603600V汽V水-1 m/s一般考慮允許汽速可為1m/s或者大些4.8 本章小結(jié)：通過計算看出本除氧器的噴嘴數(shù)量和填料層的體積能滿足設計要求，達到除氧目的。第5章 除氧器的運行與維護5.1 除氧器的運行和啟動在除氧器啟動之前，首先需要檢察除氧器及水箱是否安裝好：當水箱過長時，可能產(chǎn)生的熱脹差大，需要檢查可能出現(xiàn)部件被阻塞后膨脹而產(chǎn)生過高的應力，檢查水箱內(nèi)是否清理干凈；同時需要檢查各表儀器是否能夠正確運行，確定指示燈指示正確，防止出現(xiàn)儀表失常引起異常狀況。當水箱里還有冷水的時候需要加熱，

38、可以采用沸騰管來加熱，即使用蒸汽進入水箱內(nèi)的再熱沸騰關來加熱水。也可以通過啟動水泵或給水泵前置泵來循環(huán)加熱水箱內(nèi)冷水，將水箱的出水送入除氧器的進水管在除氧器的噴嘴中加熱再送回水箱，使水溫升高，如此不斷的循環(huán)加熱后以達到水溫要求溫度。除氧器的冷態(tài)啟動最好使用先投入蒸汽，再投入水的方式，先用蒸汽對除氧器預熱15-20分鐘，使除氧器內(nèi)的各部件溫度達到工作溫度，在保持一定的低氣壓力下將水輸送到除氧器中，同時逐步開大蒸汽閥門，對給水加熱除氧。除氧器的冷態(tài)啟動也可以采用同時將水和蒸汽一起送入除氧器，或者先輸入蒸汽再輸入水的方法，但是需要保證進氣閥門的開度合適，不會出現(xiàn)給水箱上下壁之間出現(xiàn)過大溫差應力及水震

39、。如果發(fā)電廠的定壓運除氧器的數(shù)目較多，可以實行母管制給水系統(tǒng)，使在同一參數(shù)下除氧器連接在一起，以此平衡各除氧器，保持他們的壓力和水位所處的工況一致。一臺除氧器如果先投人運行，而需并列時，應先使二者的壓力、溫度和水位符合規(guī)定而盡可能一致，待并列的除氧器的水質(zhì)也應化驗合格。為了避免壓力不平衡產(chǎn)生的各種事故，需要將待并列運行的除氧器汽壓控制在低于運行除氧器的汽壓，是汽平衡管內(nèi)的積水回收到除氧器中。除氧器在啟動中應保持出水含氧符合1999年火力發(fā)電機組及蒸汽動力設備水汽質(zhì)量標準中指定的標準。如果發(fā)現(xiàn)含氧量超出規(guī)定值時則需要放慢負荷增速，直到確定增速下含氧量恢復正常。5.2 除氧器的運行在除氧器的正常運

40、行時，需要保證除氧器的各種儀表完好、信號報警正常、自動調(diào)節(jié)和遠程操作裝置能夠正常運轉(zhuǎn)。為避免由于壓力、水位等原因的故障時導致的除氧器不能正常工作，需要加強遠程監(jiān)視和操作，來確保安全。在運行中，最重要的是要保證除氧器內(nèi)的壓力正常和水位正常，當除氧器內(nèi)的壓力不正常和水位過低時，給水泵的出口壓力受到影響，相應降低，影響給水泵中水的汽化，可能會給電廠帶來重大責任事故，因此，在實際操作運行中，需要注意防止發(fā)生類似事故，確保除氧器安全工作運行。運行中出水含氧量應不大于7/L(對于大氣除氧器，應不大于157/L)。頂呀運行的除氧器的壓力和溫度應符合設計值，語序壓力波動方位為0.03MPa。畫押運行中的除氧器

41、應為常用回熱抽泣壓力，其溫度為相應壓力下的飽和溫度。給水箱的水位應為正常水位200mm，應經(jīng)常沖洗玻璃管水位計以確保玻璃管水位計的正常工作。實際操作中還需要嚴格監(jiān)視除氧器的壓力，尤其是在除氧器加熱汽源時、高壓加熱器疏水、汽輪機門桿漏氣等情況下。如果除氧器的排汽口大小一致時，排汽量的大小就由除氧器的壓力來確定，即：排汽量小時，除氧效果就差，壓力過高時排汽量太多，造成的額外熱損失也多C閥門的開度應調(diào)整至既能保證排出氣體，使出水含氧量合格，又不致大量冒汽，適的開度應通過除氧器的熱化學調(diào)整試驗確定。5.3 除氧器的停用和保養(yǎng)對于定壓運行的除氧器，需要將抽汽壓力降到除氧器額定工作壓力以下，使用手動調(diào)節(jié)除

42、氧，同時按照規(guī)定流程降低速度，將除氧器壓力歸零，然后關閉抽汽閥門、除氧器閥門，最后關閉進水閥門。除氧器的主要作用是除去鍋爐給水中的氧氣和其它不凝結(jié)氣體，以保證給水的品質(zhì)。若水中溶解氧氣，就會使與水接觸的金屬被腐蝕，同時在熱交換器中若有氣體聚積，將使傳熱的熱阻增加，降低設備的傳熱效果。因此水中溶解有任何氣體都是不利的，尤其是氧氣，它將直接威脅設備的安全運行。在火電廠采用熱力除氧，除氧器本身又是給水回熱系統(tǒng)中的一個混合式加熱器，同時高壓加熱器的疏水、化學補水及全廠各處水質(zhì)合格的高壓疏水、排汽等均可匯入除氧器加以利用，減少發(fā)電廠的汽水損失。無頭除氧器工作原理，來自低壓加熱器的主凝結(jié)水（含補充水）經(jīng)進

43、水調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)后，進入除氧器，與其他各路疏水在除氧器內(nèi)混合，經(jīng)噴頭或多孔管噴出，形成傘狀水膜，與由下而上的加熱蒸汽進行混合式傳熱和傳質(zhì)，給水迅速達到工作壓力下的飽和溫度。此時，水中的大部份溶氧及其他氣體基本上被解析出來，達到除氧的目的。從水中析出的溶氧及其他氣體則不斷地從除氧器頂部的排汽管隨余汽排出器外。進入除氧器的高加疏水也將有一部分水閃蒸汽化作為加熱汽源，所有的加熱蒸汽在放出熱量后被冷凝為凝結(jié)水，與除氧水混合后一起向下經(jīng)出水口流出。為了使除氧器內(nèi)的水溫保持在工作壓力下的飽和溫度，可通過再沸管引入加熱蒸汽至除氧器內(nèi)。除氧水則由出水管經(jīng)給水泵升壓后進入高壓加熱器。5.4 除氧器的檢修除氧器需要做定期檢修，分為內(nèi)、外部檢修及水壓檢測。外部檢修需要在運行中進行，每年需要檢修一次。內(nèi)、外部檢修及水壓檢測可以結(jié)合機組的大修同時進行。外部檢查，首先是看保溫層是否完整，結(jié)果外形有無嚴重變形殼體可見表露鋼板有否嚴誼銹蝕。運行參數(shù)是否控制在設計規(guī)定值。支座是否良好滾桂能否自由滾動?；A有無下沉或傾斜。內(nèi)外部檢驗除了上述外部檢查的全部內(nèi)容以外，尚有下述內(nèi)容。殼體表面和開孔接針處有無腐蝕狀況，如有需要及時清理。所有焊接處是否有斷裂、裂紋部分，對有問題部分要采用10被放大鏡檢查探傷。對淋水盤除氧器的內(nèi)件，應檢查淋水盤孔有否銹蝕而變小或堵塞，淋水盤的緊固螺釘或焊接固定