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大气式除氧器
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一、大气式除氧器的设计特征
    大气式除氧器是一种新型热力除氧器,可用于定压、滑压、负压等方式运行,适用于各类电站锅炉、工业锅炉给水及热电厂补给水或热用户用水的除氧。
   
大气式除氧器的设计特征是:利用气体在水中的溶解特性、通过加热蒸汽,将进入除氧器的补给水、凝结水(包括各部疏水)加热到与除氧器内部压力相对应的饱和温度,根据亨利定律和道尔顿定律,溶解于水中的氧和二氧化碳等非冷凝气体自水中析出,由顶部排气管排入大气,使水中的含氧量达到合乎规定的标准,合格的除氧水贮存在除氧器下部的水箱中,随时准备锅炉给水的需要。
    大气式除氧器(大气式、水膜式除氧器统称大气式除氧器)与其他形式的热力除氧器,在性能上存在着根本的不同,其区别在于其喷淋装置采用由多个射流旋膜管(简称起膜管)组成的起膜器,作为汽、水热质交换装置,作为大气式除氧器的结构特点,起膜管所形成的水膜贮热系数很高,且具有随水负荷或雷洛Re变化,及随温差成正比的特性,热质交换充分。流通性好,并且起膜管的设计考虑液态传热传质,致使大气式除氧器具有除氧效果高、对热负荷适应性强,稳定性好,同时还有允许入口水溶氧量高,入口水温低,补水量大等特点。
    除氧器由于具备上述技术特点,尤为适用热电厂。热电厂的补给水量大(补水率要求达),补给水温低(低要求-15℃),含量高(约10000μg/L),一般除氧器在这种条件下,难于将补给水中溶解氧排除达到规定的标准,因此往往将热力系统设计为大气式除氧器两级串联运行方式,即补给水先送入大气式除氧器,经一次除氧器进行二次除氧,既增加了设备投资与运行操作,又增加了厂房建筑面积,如果热电厂采用大气式除氧器,则可根据需要选用一台压力式或大气式除氧器一次将补给水中的溶解氧排除至规定的标准,这样可以节省一台除氧器及相应的厂房面积,运行管理也方便,因此大气式除氧器是电力行业推广的新产品,在国内外出于水平。

二、大气式除氧器基本构成与工作原理
   
大气式除氧器设备由大气式除氧器,除氧水箱以及诸附件组成。按水流方向,由上而下分为排气区段、起膜器组、空间区段、水篦层、填料层、蒸汽分配室及除氧水箱等组成(见附图1)。
    主凝结水、补给水及其他软化通过管道进入起膜器组水室,经起膜管上若干个切向螺旋形排列的小孔由起膜管外壁进入内壁,以高速射流而出,然后贴管内壁形成湍流旋转水膜,旋流而下,由离心作用在起膜管上端出口形成水膜裙,进入空间区段,在这样的工况下,起膜管是中空的,加热蒸汽可以通畅地由其中通过,并受水的吸卷,与水充分搅和,进行热质量交换,凝结成水,能量消失后变成水滴,以自由落体下降,是为一级除氧,除氧水进入篦条组及填料层进行深度除氧后汇集于水箱,送入锅炉与此同时溶解于水中的氧和其他不凝结气体不断地从水中逸出,上升进入排气区间,水膜裙交叉空间可能滞留的气体,由连通管排至排汽区,再经汽水分离器进入排气管道排入大气。

三、大气式除氧器设备型号及技术规范
    大气式除氧设备分为压力式(GCM型运行压力0.1~0.98MPa)和大气式(DCM型,运行压力0.02~0.08MPa)两种类型,我公司除生成定型产品外,还可依据客户提出的技术参数,几何尺寸,接管规格及方位以及其他各种要求进行设计制造。
型号说明:

大气式除氧器设备的型号由汉语拼音字母和主要特性数据组成,表示方式如下:

四、大气式除氧器设备的安装
    1、安装前按除氧器设备系统图技术规定,及本说明书要求进行检验和验收。
    2、除氧器、水箱及附件的安装,MCD-MCG-型除氧器系统图及其它相关规定执行。
    3、除氧器、水箱的吊装,对接、焊接过程应按GB150-2011《钢制压力容器》及DL5011-92《电力建设施工及验收技术规范、汽轮机组篇》执行。
    4、除氧器安放位置,接管方位由用户根据现场具体情况,自行确定,起吊时注意顶部两吊环所用钢丝绳夹角不得大于60度。
    5、除氧器内部部件的安装。
    (1)填料层共两层,每层内装不锈钢汽液过滤网,其上下均应垫有钢板网和不锈钢丝网。
    (2)篦条组叠放后上下篦条应处于平行位置,不得出现交叉现象。
    (3)其它内部部件安装应牢固,采用螺栓连接的螺栓应拧紧,釆取防松措施。
    6、除氧器和水箱连接后,应进行水压试验,试验压力根据设备图纸中规定执行。

五、大气式除氧器设备的运行
    1、用户可根据本厂热力系统及热控装置的具体情况,自行拟定运行规程,本说明书所述,仅供参考。
    2、除氧器在正式投运前,应调整安全阀,当设备内压力达到规定值时安全阀自动开启。
    3、投运前先将起膜器水室排污阀开启,然后开启入口水阀门向除氧器进水,进行水室排污冲洗,清除管道内污垢、杂物,冲洗干净后关闭,以后当需要时可作不定期操作。
    4、启动前适当开启除氧器上部排气阀,各操作水位计阀门,其它阀门处于关闭状态。
    5、投入有关仪表和热控装置。
    6、先上水,后送汽的运行方式。
    (1)开启入口水进水阀,将入口水逐渐送入除氧器。
    (2)水箱上玻璃水位计见水时,开启再沸腾汽阀门,对水箱水进行加热。
    (3)开启加热蒸汽阀门,逐渐向除氧器送汽,对入口进行加热和除氧,调节除氧器内部压力,达到规定值,水箱水达到规定温度(此时应酌情关闭再沸腾汽阀门)注意水箱位保持在正常范围内。
    (4)当水箱出口水中溶解氧含量<30Hg/L时,即可向锅炉供水(若出水中含氧量)30μg/L可开启水箱下部放水阀排水,直至出口水中含氧量达到30μg/L以下,供水后进入正常运行状态,在此过程中,酌情投入高加疏水等装置。
7、
大气式除氧器运行中注意事项
    (1)按用户制定的运行规程,进行正常操作,投入有关热控装置及仪表。
    (2)正常运行时,必须投入加热蒸汽自动调节阀,保持除氧器内部工作稳定(手动加热蒸汽入口阀门关闭)。
    (3)根据运行情况,适当调整除氧器顶部排汽阙的开度,并予以固定,排汽量一般为入口水量的1~3‰。
    (4)运行时除氧压力如超过规定范围,应检查压力自动调整器是否发生故障,调节阀动作是否灵活,查找出原因并予以排除。
    (5)高水位排水应采用电动闸阀,当水位高时自动打开放水,水位降低时应自动关闭,运行时应经常检査电动水位调节系统动作是否灵活。
    8、按运行规程规定,定时检测并记录除氧器的运行压力、温度、出口水含氧量,出力等数据。
    9、除氧器在任何情况下,不得超过设计压力,设计温度。
    10、除氧器停运时间在一星期以内时,可以稍开加热蒸汽阀门和顶部排气阀关闭其它阀门,保持除氧器内部压力001MPa、作热态保护。
    停运时间超过一星期时,应放净内部积水,釆取适当措施防腐。
六、
大气式除氧器设备的检验
    1、定期检查筒体和封头,进行壁厚测量、计算年腐蚀率、估算设备寿命。
    2、定期检查筒体、封头过渡区和其他应力集中部位所有焊缝区域是否有裂纹,如发现出现裂纹时,应认真分析其原因,采取适当措施、彻底消除,经探伤检查合格后,才能再投入使用。
    3、定期检査除氧器内汽液过滤网是否完整,起膜管出口水膜工作状况是否良好,内部部件是否松动。

七、将其它型式的除氧器改造成膜式除氧器
    当前许多电厂还在使用老式的淋水盘式、喷雾填料式、泡沸式等型式的除氧器,经常遇到效率不高,效果欠佳的问题,根据我厂以往对全国几十家电厂、站除氧器进行改造结果证明,把上述的各种老式除氧器改造成膜式除氧器是成功的,效果也非常有显著。
    1、改造后的除氧器除具有前面所述的优点外,还具有下列特点:
    (1)改造费用低。
    (2)改造工期短,易加工和安装。
    (3)可超出力50%左右稳定运行(定货时应说明)。
    (4)节能:膜式除氧器的排汽量小于入口水量的1‰,比同出力其它类型热力除氧器少告1/2~1/3,不需另加排汽冷却器,既简化了设备,又降低了热耗。
2、
大气式除氧器改造部分的结构简介(见附图2)
    (1)除氧器的改造可利用原有的封头及筒体部分进行,将除氧头内的淋水盘式或喷雾填料式的部件全部拆除,保留下部蒸汽分配室,在蒸汽分配室上方一定位置装上填料层(汽液过滤网)和水篦层,然后用压板固定牢。
    (2)再把原封头与筒体的结口处解开,将封头与起膜器组上端焊接,起膜器组下端与一定高度的筒体焊接上,其它管道接口及其它部件按提供的改造方案图进行安装联接即可完成。安装完毕后,按有关规定进行水压试验,试验合格后即可投入运行。
    (3)在改造过程中,一般不改变原除氧头的直径,根据具体的实际情况将其高度作适当改变,一般只增高或按原高度装焊。
    (4)确定除氧器改造时,下列数据应由用户提供或双方协商确定。
    ①原除氧器的出力(大出力、小出力)和所配锅炉的大小°
    ②原除氧器的高度,圆筒直径,壁厚。
    ③除氧器的工作压力,工作温度。
    ④进入除氧器的各种介质名称,参数。
    ⑤提供原除氧器的现场安装图。