膜式除氧器的冷态试验研究

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1、天马行空官方博客：http://t.qq.com/tmxk_docin；QQ:1318241189；QQ群：175569632膜式除氧器的冷态试验研究　　摘要：本文介绍了膜式除氧器的基本结构、工作原理及工作过程，对膜式除氧器的重要组成部件旋流的冷态试验过程进行了说明，并给出了试验结果。　　关键词：膜式除氧器　旋流管　冷态试验　　随着城市集中供热的迅速发展和科学技术的不断进步，尤其对于热电联产企业，高参数大容量的蒸汽锅炉及发电机组对于热力除氧器的技术性能要求越来越高。为了提高除氧器的工作效率，使除氧水中的含氧量趋于零，提

2、高运行的经济性和安全性，对热力膜式除氧器的深入研究工作很有必要。以下是针对热力膜式除氧器的冷态试验的研究方法的阐述。　　一、膜式除氧器简述　　1、膜式除氧器结构　　膜式除氧器是近几年才发展起来的一种新型除氧器，它是集射流、旋流和泡沫为一体的高级除氧器，具有淋水密度大，提升温度高，进水、出水含氧浓度差大，排汽量小及全滑压等特点，适于补水率高，进水含氧高，水温低的大型锅炉和机组。膜式除氧器设有二级除氧装置，第一级是起膜器组，作为主要除氧部件；第二级是填料层，作为深度除氧。　　一级除氧过程由起膜器组完成。起膜器组由旋流管、连

3、通管和隔板组成。旋流管壁上部设有进水孔，软化水首先由入口进入水室，再从水室通过旋流管壁上部的小孔进入内壁，形成射流及旋转水膜，旋流管壁的下端设有蒸汽震荡破膜孔，它具有提前加热泡沸和控制水膜形成的作用（△P一般取0.02～0.03Mpa）。除氧器内装有常用、排汽和排水三种旋流管，连通管的作用是使积存在隔板上部的积水沿管内旋流附管壁流下，管内中空，可以将滞留在隔板底部的气体排出。二级除氧过程由不锈钢Ω形填料和网波填料组成。Ω形填料的作用是进行水的二次分配，安装在汽液网上面。网波填料是用0.1×0.4mm的扁不锈钢制成的圆筒

4、形扁网带，卷制成一定尺寸和形状，固定在框架内。此外，还设有一些辅助装置，凝结水管路引至除氧水室，当锅炉疏水启动时，软化水引至凝结水管路，混合后一并进入水室。高压加热器疏水中的溶解氧接近于零，直接送入网波填料上部。在除氧水箱的上部接有排汽管直接引向除氧器的水膜裙间，加热蒸汽管引至除氧器的最底层。在除氧器顶部至凝汽器头部之间设有排汽管，作为除氧器启动时负压运行使用。在除氧水箱内设有再沸腾管，供除氧器启动时加热除氧水使用。　　2、膜式除氧器除氧机理　　膜式除氧器采用热力除氧方法，无论其结构如何变化，其除氧原理都是建立在亨利定

5、律和道尔顿定律基础上的。　　亨利定律指出：在一定温度下，当气、液两相达到平衡时，单位体积水中溶解的气体量与水面上该气体的分压力成正比，即：C=E×P式中C——气体在水中的溶解量kmol/m3 　　P——平衡时水面上该气体的分压力N/m2　　E——气体的溶解系数kmol/(m3×N/m3)，其值随温度的升高而降低　　如果用某种方法降低液面上该气体的分压力，使气体在液面上的实际分压力小于平衡压力，即形成了不平衡压差△P，该气体就会在不平衡压差作用下，由水中离析出来，直至达到新的平衡。如果能够不断地从液面上把该气体除掉，破坏

6、其平衡的建立，这种过程就继续进行，直到把水中气体全部除去。　　道尔顿定律指出：混合气体的全压力等于各组成气体的分压力之和，所以在水面上的分压力为：P=Pj＋Ps式中：Pj——溶于水中的各种气体的分压力 　　Ps——水蒸汽的分压力　　在定压下将水加热至沸点，使蒸汽的分压力几乎等于液面上的全压力，其它气体的分压力趋于零（把由水中逸出的气体及时排出），这样可保证使溶于水中的气体从水中全部逸出而被除去。　　综上所述，热力除氧必须同时具备两个条件：　　（1）快速将水加热到相应压力下的饱和温度的传热条件。　　（2）把气体从水中迅速

7、全部离析出来的传质条件。　　二、旋流管冷态试验及结果分析　　1、旋流管冷态试验的目的　　旋流管是膜式除氧器的主要部件，除氧器的除氧效果和运行稳定性与旋流管结构及喷淋特性是密切相关的，所以掌握旋流管的喷淋特性及传热机理，对于合理的设计和选用旋流管，提高除氧器的工作效率具有重要意义。　　旋流管焊接在除氧器的水室中，凝结水和补给水进入除氧器的水室后，在水室和旋流管内的压差作用下，水通过旋流管管壁上的一批带有倾斜角的小孔射入管的内壁，沿管内壁旋转流动而下，在管内壁形成高速旋转流动的薄水膜，当水由旋流管下口喷出时，形成锥形水膜裙

8、。由于射流和旋流的作用，使水膜流动处于湍流状态，强化了水汽之间的传热传质过程，水膜裙增大了传热面积，强化了传热传质，同时，水形成膜状有利于氧的扩散和析出，加速除氧过程的进行。　　液膜在旋流管内的流动是大波动的自由表面流动，旋转液膜的雷诺数、速度、厚度以及湍流度等对于水、汽间的传热传质都有很大影响，而决定这些参数的重要因素是旋流管管