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旋膜除氧器与无头除氧器的对比

日期:2014-6-4 06:57:10 作者:admin 来源: 浏览次数:962

                  旋膜除氧器与无头除氧器的对比

一、 除氧器应用现状
  目前国内普遍采用的是带有除氧头的常规除氧器(以下简称有头除氧器),它的类型有喷雾填料式、淋水盘式及喷雾淋水盘式。除氧过程是在除氧头中完成的,包括在喷雾层的初步除氧,可除去水中的大部分气体,在下面的淋水盘层或填料层进行深度除氧,除去水中的残余气体。
  随着科学技术的发展,技术创新已成为企业占领市场的重要一环,我公司也在新型无头除氧器的开发上有了很大突破,尤其是在喷雾型无头除氧器取得了较大发展,现将该产品的情况介绍如下:

二、无头除氧器的工作原理及特点

  工作原理  
  凝结水从盘式恒速喷嘴喷入除氧器汽空间,进行初步除氧,然后落入水空间流向出水口;加热蒸汽排管沿无头除氧器筒体轴向均匀排布,加热蒸汽通过排管从水下送入无头除氧器,与水混合加热,同时对水流进行扰动,并将水中的溶解氧及其他不凝结气体从水中带出水面,达到对凝结水进行深度除氧的目的。水在无头除氧器中的流程越长,对水进行深度除氧的效果越好。蒸汽从水下送入,未凝结的加热蒸汽(此时为饱和蒸汽)携带不凝结气体逸出水面,流向喷嘴的排汽区域(喷嘴周围排汽区域为未饱和水喷雾区),在排汽区域未凝结的加热蒸汽凝结为水,不凝结气体则从排气口排出。不凝结气体在流向排气口的流程中,在水容积一定的情况下,无头除氧器筒体直径越大,汽空间不凝结气体分压力越小,这样就能有效控制不凝结气体在液面的扩散,避免二次溶氧的发生,因此,无头除氧器筒体采用大直径为佳。300MW及以上的无头除氧器通常采用3800mm的直径。
                  
                        
三、无头除氧器与有头除氧器"比较"

  基本结构和参数的比较
1、无头除氧器
  除氧形式:喷雾型。
  无头除氧器除氧原理:凝结水通过喷嘴充分雾化,进行初步除氧,蒸汽从液面下的蒸汽分配管喷出,完成最终除氧。
  结构及材料:无头除氧器结构,除氧喷嘴内置于水箱内;喷嘴及鼓泡管采用不锈钢材料,壳体采用碳钢。
  喷嘴及其容量:盘式恒速喷雾喷嘴;300MW机组配1个1200t/h喷嘴;600MW机组配2个1200t/h喷嘴。
  无头除氧器最大容量高达6000t/h(1300MW机组)。
  寿命由于没有除氧头,从而避免了水箱上部大的集中载荷,筒体应力大大减小,降低了产生应力裂纹的可能性。
2、有头除氧器
  除氧形式:喷雾淋水盘或其他型式。
  除氧原理:通过喷嘴雾化,去除大部分氧气;深度除氧阶段,凝结水一层层交错向下流动,蒸汽从下部进入淋水箱。
  结构及材料:双容器结构(除氧头 水箱),除氧头采用不锈钢复合板,水箱采用碳钢。
  净质量:水箱和除氧头总质量300MW机组约90t/台;600MW机组约140t/台。
  喷嘴及其容量:弹簧喷嘴,配多个小流量喷嘴,单喷嘴最大流量25t/h。
  最大容量:2400t/h(600MW机组)。
  寿命:由于有除氧头,水箱上部有比较大的集中载荷,筒体应力大大增加,在运行中将大量产生应力裂纹,从而降低除氧器设备使用寿命。
  机组安装布置比较
  检修维护平台:无头除氧器只需沿水箱布置1个平台,有头除氧器至少需要2个平台。
  管路系统:无头除氧器管路系统少,安装简单容易;有头除氧器在除氧头和水箱之间,需要接平衡管,管路较长,安装相对较复杂。
  保温材料:无头除氧器需用较少,有头除氧器相对较多。
  排汽凝汽器:无头除氧器由于除氧时被带走的蒸汽量很少,不需要排汽凝汽器;有头除氧器由于除氧时被带走的蒸汽量很多,需要安装排汽凝汽器进行再回收利用或防止冬天结冰。
  高度尺寸:无头除氧器300MW机组为4~5m,600MW机组为5~6m(总高度降低了3~4m);有头除氧器300MW机组为7~8m,600MW机组为8~9m。
  抗震效果:无头除氧器为单容器结构,因此具有极佳的抗震能力;而有头除氧器的除氧头焊接在水箱的上部,总体高度较高,并且在除氧头和水箱之间存在应力,因此抗震效果相对较差。
  基础荷载:无头除氧器由于质量较轻,对基础的荷载较小,300MW机组2支座,600MW机组支3座;有头除氧器为相对较重,基础荷载较大。
  有效容积百分比:无头除氧器有效容积占总容积的70~72,由于将除氧头和水箱合二为一,因此总体积大于有头除氧器的水箱,但远远小于有头除氧器的除氧头和水箱的总体积之和。有头除氧器有效容积占总容积的75~80。
  除氧器尺寸对比见表1。
机组 类型 除氧头   水箱 
    直径 长度 直径 长度
300MW 有头 2.5 8.6 3.5 19.4
  无头 - - 3.8/4.0 20/21
600MW 有头 2.5 15.0 3.9 26
  无头 - - 3.8 29
设备运行及性能比较
1、无头除氧器
  无头除氧器运行压力0.02~2MPa,适合于真空、大气、过压运行,定滑、运行。
  可选择过热蒸汽、饱和蒸汽、湿蒸汽(90)、蒸汽/水混合物、热水单一除氧介质,也可混合使用,取决于用户。
  被除氧水种类有凝结水/给水、补充水/化学除盐水,能够将较低温度的给水加热到除氧器饱和温度。
  无头除氧器负荷变化范围在10~110,均保证出水含氧量小于5×10-6(即最低负荷可达10)。
  水箱加热由标准的蒸汽分配管完成,即在除氧过程中保持水箱加热,无头除氧器不需额外的水箱加热装置。
  无头除氧器正常运行时的噪音不超过63.5dB(A)。
  当除氧器入口蒸汽在15~80m/s时,运行的除氧器几乎没有振动或振动很小(低振动是内置式无头除氧器的显著优点)。
  出水含氧量性能保证值不高于5×10?-6,正常运行时2×10-6左右(国电石嘴山电厂2×300MW机组,正常运行时不高于2×10-6;内蒙准格尔电厂2×300MW机组,正常运行时只有1.5×10-6)。
  在蒸汽区域没有压力差。
  随着压力升高,水仍能保持饱和状态。
  无头除氧器不需要启动再循环泵。
  
2、有头除氧器
  运行压力0.049~0.83MPa或0.147~1.202MPa。
  主要使用汽机低压抽汽。
  被除氧水种类有凝结水/给水、补充水/化学除盐水,在将低温给水加热到除氧器饱和温度时会遇到一些困难。
  负荷变化范围在35~105,出水含氧量小于等于7×10-6。
  需额外的水箱加热装置。
  符合国内噪音工业标准85dB(A)。
  有些设计振动较大。
  出水含氧量5×10-6~7×10-6。
  随着压力升高,水可能出现过冷状态。
  需要启动再循环泵。
  
机组可靠性比较
  喷嘴的可靠性:无头除氧器喷嘴无转动部件,免维护,具有自身过滤功能以防堵塞,高度可靠;有头除氧器除氧头内部存在转动部件,机组故障率提高。
  应力集中:无头除氧器由于采用单容器结构取消了除氧头,避免了水箱与除氧头处的应力裂纹;有头除氧器在除氧头和水箱之间采用焊接连接,因此不可避免地存在着应力裂纹。
  热疲劳寿命:无头除氧器的加热蒸汽从水下送入,使除氧器整体工作温度水平降低,金属热疲劳寿命大大提高;有头除氧器的加热蒸汽直接与筒体接触,除氧器整体工作温度高,金属热疲劳寿命较短。
  低负荷/过负荷运行:无头除氧器保证机组在10~110的运行工况下可靠运行;在低于30负荷的恶劣工况下,有头除氧器难以保证出口水含氧量。
  使用寿命:无头除氧器大于30年,有头除氧器不超过20年。
  
四、结论

  从以上的分析和对比看,旋膜无头除氧器采用先进的设计方案和制造工艺,同常规除氧器相比具有很多优点。除氧效果好,可靠性高,能保证各工况下除氧水含氧量≤5μg/L,正常运行时通常在1μg/L左右。适应负荷变化能力强,采用定、滑压运行方式,负荷在额定负荷的10~110%之间变化时均能保证上述除氧效果。内置式无头除氧器启动时不存在常规除氧器启动时振动现象。加热蒸汽从上面下送入,使除氧器整体工作温度降低,金属热疲劳寿命大大提高。此外其系统设计简单,结构紧凑,检修维护方便。工作过程中,排气损失极少,大大节约了运行费用。

 

 

 

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