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大氣式除氧器填料層改進結構說明
在大型電站凝汽式汽輪機組大氣式除氧器調試和運行中,經常發生填料層被沖壞,大氣式除氧器出水含氧量達不
到要求的情況,針對此種情況,我們通過理論分析和大量實驗之后,將不銹鋼絲網式填料層改為塊狀填料層,從而
使大氣式除氧器填料層不再被沖壞,大氣式除氧器出水含氧量達到設備標定除氧值的要求。
大氣式除氧器是一種新型熱力除氧裝置,具有除氧效果好,工況適應性強,穩定性好,熱效率高等特點,現已得到廣泛應用。它主要由一級除氧裝置和二級除氧裝置組成。
1、
問題的提出
為熱電廠生產的1080t/h高壓旋膜除氧器,投人運行后效果一直良好,但在2001年5月由于不銹鋼絲網填料層被沖出一個約600mm的洞，形成短流,致使大氣式除氧器除氧效果達不到要求。
500t/h高壓旋膜除氧器,在2004年2月調試時,由于除氧頭在運輸中及安裝時處置不當,使鋼絲網填料層出現一個約200mm的洞，造成除氧頭內水流短路直接流入水箱,大氣式除氧器的出水含氧量不合格。
2、理論分析
2.1大氣式除氧器結構大氣式除氧器結構見圖1
2.2一級除氧裝置工作原理
一級除氧裝置主要由旋膜噴管、連通管與上、下二層管板組焊而成的水室。進水進人水室后經旋膜噴管上的進水小孔射人噴管內壁,沿內壁高速旋轉而下,在管內形成一層薄水膜,到達旋膜管出口時，
由于離心力的作用,形成薄水膜裙,蒸汽從管中自下而上流過,進行傳熱傳質,將水加熱到工作壓力下的飽和溫度。許多雜志上關于大氣式除氧器的文章認為此階段水中溶解氧的90%以上在這里被分離,但從除氧器實際運行工況來看,一旦填料層被沖出一個大洞，大氣式除氧器進水含氧量為30ug/L,出水含氧量基本上也是30ug/L,說明在此階段除氧量是很小的。這主要是因為在此階段傳熱傳質的時間很短,噴淋水的比表面積也很小，大氣式除氧器進水只能加熱到接近或等于飽和水溫度,溶解于水中的氣體分子未能獲得足夠的動能,從而克服液體表面張力從水中析出,才能達到除氧的目的。所以此階段主要是進行傳熱傳質將大氣式除氧器進水加熱到接近或等于飽和水溫度,而不是進行熱力除氧。
2.3二級除氧裝工作原理
二級除氧裝置即填料層裝置,主要由支架、多孔板和不銹鋼絲網組成。填料為1Cr18Ni9Ti不銹鋼絲網,這種填料比表面積大,它大大增加了水的比表積,延長了水的流動路程,在此階段水完全達到飽和溫度。當一次加熱蒸汽經填料層由下向上流動時，充分和水膜接觸，水和蒸汽產生較大的擾動，通過此階段除氧,能除去大部分不凝結氣體,出水的含氧量能達到要求,這主要是因為在此階段大氣式除氧器的進水已達到飽和溫度,水和一次蒸汽擾動劇烈,溶解于水中的氣體分子獲得了足夠的動能,不銹鋼絲網填料層大大增加水的比表面積,使水的表面積增大,液膜變薄,水中溶解氣體析出阻力及路程縮短，同時由于水的流程增加,延長了水和一次蒸汽熱交換及不凝結氣體的析出時間。所以大氣式除氧器熱力除氧主要是在二級進行,因此不銹鋼絲網填料層的作用就更為重要。
3、改進前填料層
3.1改進前填料層結構
改進前填料層結構簡圖見圖2
圈2填料層結構圖
3.2改進前填料層存在問題
改進前填料是采用寬度為100mm左右的1Cr18Ni9Ti不銹鋼絲網,不銹鋼絲網水平鋪放在上下支架之間，不銹鋼絲網層與層之間采用十字交叉形式相互重疊。填料采用絲網狀,鋪放工序麻煩工作量大,安裝效率很低，且不易放置均勻,運輸運行時可能引起錯位而影響除氧效果,特別是填料采用的不銹鋼絲網寬度較小，造成不銹鋼絲網填料之間接縫太多,如果各接縫之間擠壓不實,運行中在除氧器進水和蒸汽的沖擊之下,容易使縫隙加大,逐步形成大洞,使大氣式除氧器失去除氧效果。
4、改進后填料層
4.1改進后填料層結構改進后填料層結構簡圖見圖3
圖3填料層新結構圖
4.2改進后填料層結構特征
改進后填料層的材質仍為1Cr18Ni9Ti,但形狀改為塊狀,整個填料層采用4~5塊填料，這大大提高了安裝效率,并且根據除氧頭內壁形狀制作填料，使填料與整個除氧頭內壁緊密接觸,各填料塊之間接縫減少,接縫間隙接近為零,填料放置均勻,運輸、運行時不可能引起錯位而影響除氧效果。并且由于接縫與間隙減少,使填料層在運行中被沖壞的可能性降到低。
5、改進后的填料層實際應用
經過理論分析及做了大量實驗之后,我們認為改進后填料塊狀結構是完全可行的,現已將此種結構應用到許多不同型號的大氣式除氧器設計中,用戶對目前已改進產品的運行情況反應良好。
經過理論分析與實際應用,我們認為大氣式除氧器填料層結構由絲網狀改為塊狀是完全可行的，此結構完全可以改變填料層被沖壞的現象。