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旋膜式除氧器运行稳定结构分析与改进措施?
发布时间:2023/7/31 点击次数:184

旋膜式除氧器运行稳定结构分析与改进措施?
 

旋膜式除氧器是火电机组及工业锅炉的给水如热系统中重要辅机之一,国内旋膜式除氧器定型产品一般都是按发电厂运行条件设计制造的。对于供热电厂,特别是大负荷热电联供电站,在快速交变工况下就显得运行适应能力较差,进而导致旋膜式除氧器运行中产生振动,调节困难,脱氧效果差,使锅炉给水溶解氧超标,终对机、炉运行安全产生威胁。因此,对热电厂旋膜式除氧器进行研究和改造,使其对变工况运行能快速适应是非常重要的.

一、影响旋膜式除氧器运行稳定性原因分析

下面以石油化工总厂热电厂低压旋膜式除氧器为例进行分析。

1.运行条件低压旋膜式除氧器的除氧形式是喷雾淋水盘混合式,工作压力为0.12MPa(表压0.02M,工作度104℃,运行方式定压并列,原设计进水温度平均为60~80℃,出力350t/h。实际运行中水温在25C左右远低于设计值,供热高峰季节大负荷在330r/h左右。单从进水流量上看是低于设计值,而实际上旋膜式除氧器由于进水温度过低已经超负荷运行。在此工况下,旋膜式除氧器的加热进汽阀全开,容器内部建立不起来压力,有时甚至形成负压,此时水的温度只能加热到80℃左右,远远偏离设计值。该厂是一个典型的大负荷供热电厂,热用户多,负荷变化率大,规律性不强,而补水率100%,在这样条件下运行的普通旋膜式除氧器是不可能达到设计脱氧效果的。

2.调节方法

工艺系统原设计进水调节点在来水母管上,水经调节阀后依次进入各台旋膜式除氧器(该厂装有3台)。由于来水压力较高,调节水阀运行开度相对较小,阀前后压差较大,而调节阀的后管路又很长,末端相对阻力就大,造成进水分配近“盈”远“亏”的偏供现象,从而加剧了运行中的波动,不得已的情况下就必须人为的去除氧,就地限制或开大某台旋膜式除氧器的进水终端截门,当任一进水截门开度发生变化,整个系统(调节阀后)压力随之变化,结果出现了新的运行工况。只要工艺系统某一环节发生变化,这样的调节过程就要反复进行多次才能使旋膜式除氧器运行趋于稳定,这种调节方式,使旋膜式除氧器经常处在动态工况下运行,所以其脱氧效果不佳。

3.工艺系统及本体结构

旋膜式除氧器原设计进汽母管4630×7mm,变径后为9325×6mm,经蒸汽调节阀单侧进汽。计算结果表明,压力0.15MPa、温度120℃的蒸汽(汽源)在p325依次调节工怍台在90°、180°及270°各点动极板位置,其方法同上。符合GB4528标准规定,在L=1000mm上为0,06mm。6mm管道内通过的大流量满足不了该条件下脱氧加热所需蒸汽量,旋膜式除氧器达不到设计参数,脱氧效果必然难以保证。

旋膜式除氧器进水汇集到水室后通过分水管分别进入喷水嘴,水经喷水嘴后形成锥形雾状水滴喷向喷雾除氧段空间,与加热蒸汽直接混合进行喷雾除氧。分水管与喷水嘴原设计为螺纹联接,由于它处在汽水交变冲击力大区域,极易造成联接脱落。喷水嘴一旦脱落,水就以柱形下落,直接恶化了喷雾效果(该厂过去曾几次发生过此种现象〉,汽水得不到充分的热交换,失去了热力除氧作用。

    旋膜式除氧器深度除氧段采用18层栅栏形淋水盘,交又布置在旋膜式除氧器简体下部。喷雾除氧水下落后,再经过淋水盘继续加热使残留的不凝结气体再次脱去.原设计深度除氧淋水盘的空隙较大,换热面积相对较小,而形成的水膜又较厚,且水在下落时产生的飞溅作用较大,水滴与水滴,水滴与析出的气体碰撞的机会就多,这些都会降低除氧的作用。

旋膜式除氧器原设计汽平衡管为4219×5mm钢管。由于该厂的运行工况特殊,条件恶劣,并列运行的几台旋膜式除氧器始终处在动态之中,进水不均压力不等造成水箱水位压游,此时汽平衡管的作用就显得十分重要。实践证明,4219>.5mm的汽平衡管在此环境下工作明显偏小,不能完全起到所需的平衡作用,特别是对于此低压汽源,蒸汽的体积质量大就更为突出。

旋膜式除氧器的一次加热蒸汽汽源设计在单侧直接敝口进入容器中,这将造成“蒸汽场”中心的偏斜,汽水混合不均,热交换救果不良。

    旋膜式除氧器的再沸腾原设计为q89×3.5mm“L“形管钻47mm孔布置于水箱中。由于蒸汽是从管子上部一端引入,蒸汽随管路的延伸,其分配曲线呈递威形状,加热不均,这样势必造成容器金属应力集中大处先疲劳损伤,直接对设备安全构成威胁

监控仪表及维护操作环境

(1)该厂的旋膜式除氧器监视、控制仪表设在主厂房的一个控制室内,均为老式仪表,灵敏度低,可靠性差,无自动调节,遥控也不可靠,全靠人工在除氧设备间监视,环境十分恶劣,劳动强度极大。跟踪调节滞后或过调现象突出,设备经常在偏离设计工艺参数的工况下运行,不能起到应有的作用。

(2)除氧水箱的水位计原来为普通玻璃管式,随着使用时间的推移,可视性越来越差,而且极易碎裂,很不安全。

旋膜式除氧器改进措施

1.改造回水母管

根据原设计的化工生产凝结水质达不到回收标准及不能回收的事实,在该回水系统管路闲置的情况下,将原布置在除氧设备中的φ2197.5mm回水母管稍加改造后作为并列运行旋膜式除氧器的二汽平衡管,经投入试运效果不错。这在很大程度上缓解了因旋膜式除氧器动态波动而引起的水位“压游"现象的频繁发生,

2.加固喷水嘴

分水管与喷水嘴的螺纹联接改为焊接,提高了喷水的雾化效果。

3.除氧的加热蒸汽由单侧进汽改为双侧进汽

在原有进汽管-325,6mm的基础上,又从来汽母管变径前的q630>7mm管道上另取一路加热汽源,在另一侧同时引入进汽配汽室(圆环形汽室周围均布钻φ7mm孔,使蒸汽分配均匀)。

4.深度除氧段结构改造

深度除氧段由原来的淋水盘结构改为不锈钢“Q”形环填料层,填料的厚度为0.8m。经计算,所装填料“Q”形环总的换热表面积为原淋水盘表面积的20倍之多。经过喷雾除氧后的水落入“Ω”形环的填料层中进行迷宫式流动,从而形成非常薄的水膜。水在填料层中有相对足够的停留时间,与加热蒸汽不断进行接触换热而膜态沸腾,这样减少了水的表面张力,有利于传热和氧气的析出,进而形成一个非常完善的深度除氧过程。

5.进水调节的改造

取消旋膜式除氧器原进水母管上的调节阀,分别在每台旋膜式除氧器进水截门后安装调节阀,以实现遥控和自动调节.

6.改进除氧水箱再沸腾

将原设计的“L"形再沸腾改为"STV”形,实践证明,它克服了改造前换热不均引起水箱振动的致命弱点,在大负荷工况下能起到很好的辅助作用。

7、增加进水温度减轻旋膜式除氧器负担

为降低旋膜式除氧器的负荷,使下水含氧量控制在规定的范围内,加装两台加热器来预热除盐水(旋膜式除氧器的补给水),将水温由原来的25℃提高到60℃,已接近原设计值,大大改善了旋膜式除氧器的运行条件,相当于降低了旋膜式除氧器的负荷。根据现场实际情况,选用了350ZJ3型无声汽水混台加热器(该加热器体积小,并可省去相配套的疏水系统),井安装在原进水母管上调节阀的安装处。加热蒸汽管经计算(略),采用219×6mm的管道。

   旋膜式除氧器层平台设值班控制室,以方便巡回检查。改造达到了预期的目的。改造后的喷雾、填料混合式旋膜式除氧器的综合性能较原来得到了很大的改善完全能够适应热电厂交变负荷工况下稳态运行,改造前后主要运行参数见附表。

旋膜式除氧器改造前后运行参数表

 

进水量t/h

表压

MPa

温度

C

溶解氧

μg/1

备注

改造前

287

0

89

>100

此数据是在同

运行工况下,统计一个月的平均值(单台)。

改造后

283

0.02

104

30

 

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