噴霧填料式除氧器改為旋膜式除氧器的經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析 

         你好，需要鍋爐除氧設(shè)備嗎？如何快速選擇除氧效果好，經(jīng)用戶經(jīng)濟(jì)效益高的環(huán)保水處理設(shè)備，在連云港市宏琦公司上查找相關(guān)資料快捷方便，不懂可問客服，經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析噴霧填料式除氧器改為旋膜式除氧器。
        旋膜式除氧器的主要作用是除去鍋爐給水中的氧氣和其它不凝結(jié)氣體,以保證給水的品質(zhì)。它利用低壓蒸汽將鍋爐給水加熱到除氧器對應(yīng)工作壓力下的飽和溫度,除去熱力系統(tǒng)給水中的溶解氧及其它氣體,防止熱力設(shè)備腐蝕。大慶煉化公司動力一車間將噴霧填料式除氧器改造為旋膜式除氧器的實(shí)踐證明,新型旋膜式除氧器,具有運(yùn)行穩(wěn)定,除氧效率高,適應(yīng)性能好,對水質(zhì)、水溫要求不苛刻等優(yōu)點(diǎn),值得推廣。
1膜式內(nèi)部結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)：
        1.1結(jié)構(gòu)特點(diǎn)旋膜式除氧器由除氧塔和水箱兩部分組成。給水除氧和加熱主要在除氧塔內(nèi)完成。將除過氧的給水匯集到水箱內(nèi),除氧水箱裝有強(qiáng)力換熱再沸騰裝置,可迅速提升水溫,進(jìn)行深度除氧,并兼有鍋爐上水預(yù)加熱和保證給水泵安全運(yùn)行的輔助作用。在除氧塔內(nèi)裝有二級除氧組件:一級除氧組件起膜器是傳熱傳質(zhì)的主要部件,按設(shè)計參數(shù)選擇數(shù)量和工藝結(jié)構(gòu)布置。二級除氧組件用絲網(wǎng)波紋填料代替原除氧器中的填料,這種1-三級抽汽管2-蒸汽噴頭3-門桿漏氣管4-托板5-填料層6-高加疏水管7-淋水篦子8-水室下蓋9-起膜器10-連通管11-水室上蓋12-進(jìn)水管13-擋水板14-排汽管圖1旋膜除氧塔結(jié)構(gòu)簡圖填料能夠均勻。在除氧水箱內(nèi)裝有蒸汽導(dǎo)管、配水管、沸騰管、防旋裝置和接管。
1.2改造前后結(jié)構(gòu)對比
        1.2.1旋膜式除氧塔內(nèi)部結(jié)構(gòu)見圖1。
        1.2.2改造前后起膜裝置比較原除氧器噴淋起膜裝置的起膜結(jié)構(gòu)見圖2,改造后的旋膜式除氧器起膜管結(jié)構(gòu)見圖3。1-起膜彈簧2-噴嘴3-導(dǎo)向桿1-斜切口2-起膜管第9期黃虎城等旋膜除氧器的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析-81-從結(jié)構(gòu)對比中可明顯看出圖2原起膜結(jié)構(gòu)由多部分組成,且每部分結(jié)構(gòu)相對獨(dú)立,如任何部位出現(xiàn)松動或狀態(tài)改變時,都會導(dǎo)致水膜裙厚度不均勻,嚴(yán)重影響除氧效果。當(dāng)彈簧長時工作后彈性模量發(fā)生改變,導(dǎo)致水壓力與彈簧拉力間的壓差變大,水膜裙厚度變大,導(dǎo)致除氧效果下降;此外緊固螺栓的松動,也會對水膜裙的形成造成很大影響。圖3新結(jié)構(gòu)的起膜管上端有斜切口,以整體形式布置于起膜器上,由于不存在相對獨(dú)立的部分,工作中較原結(jié)構(gòu)要穩(wěn)定得多,不但起膜穩(wěn)定均勻,而且維護(hù)費(fèi)用較低。
        1.2.3兩種填料層比較填料層的比表面積是熱力除氧的重要參數(shù),熱交換面積越大,除氧效果越明顯。原除氧器填料采用∮15的鮑爾環(huán),自由堆放,其比表面積約為150m2/m3,改造后采用的填料為網(wǎng)波填料,波高7mm,其比表面積約為450m2/m3,因此,單位質(zhì)量液滴在網(wǎng)波填料上形成的表面積是在鮑爾環(huán)填料上形成的表面積的三倍,可為熱力除氧創(chuàng)造重要條件。
2除氧方式
        2.1熱力過程分析旋膜除氧器是熱力除氧的一種新的結(jié)構(gòu)形式,其結(jié)構(gòu)按兩極除氧設(shè)計,*級由起膜器和三層格柵組成,第二級由不銹鋼絲網(wǎng)波紋填料構(gòu)成。*級除氧裝置是旋膜除氧器的關(guān)鍵裝置,給水中的溶解氧大部分在此被去除。該裝置由起膜器和三層格柵組成,起膜器是膜式除氧器的主要部件。起膜器上面鉆有一定切向和下傾角的射流起膜孔,小孔水以6-8m/s的速度射入起膜管內(nèi),沿內(nèi)壁形成連續(xù)激烈向下旋轉(zhuǎn)流動的水膜,其厚度為1-1.3mm,水離開起膜管口呈旋轉(zhuǎn)中空水膜裙,由于水膜裙很薄,裙的內(nèi)外側(cè)均與加熱蒸汽接觸,故加熱面積大;又因水膜裙表面張力小,不凝結(jié)的氣體易于逸出,所以旋轉(zhuǎn)膜態(tài)的傳熱系數(shù)和傳熱強(qiáng)度均比淋水盤式或噴霧填料式大得多,經(jīng)過這一過程后的水,除氧率達(dá)98%左右。
        可見,旋流管是起膜器的關(guān)鍵技術(shù),其噴膜結(jié)構(gòu)對膜式除氧器的傳熱、傳質(zhì)效果具有決定性影響。膜式除氧器除氧效果好、對負(fù)荷適應(yīng)性強(qiáng)的主要原因是起膜管內(nèi)水是旋轉(zhuǎn)流動,它的傳熱特點(diǎn)是對流放熱系數(shù)不是定值,具有自調(diào)整性。通常噴淋型的除氧器,其對流放熱系數(shù)都不隨負(fù)荷的變動而變化。在更換結(jié)構(gòu)后,介質(zhì)在起膜管內(nèi)旋轉(zhuǎn)流動,使其有足夠良好的氣體通道,有效地排除傳熱表面上的不冷凝氣體,減少氣體流動死區(qū),這也是膜式除氧對流放熱系數(shù)能保持很高的原因之一。起膜管內(nèi)旋轉(zhuǎn)流動與一般軸向平行流動的特征不同,流體在管內(nèi)作平行流動,當(dāng)流速超過雷諾數(shù)時,由層流轉(zhuǎn)變?yōu)橥牧鳌ＰD(zhuǎn)流動存在四個流動區(qū)域,除層流和湍流區(qū)外,還有層流加渦區(qū)和湍流加渦區(qū),這種除氧水的旋轉(zhuǎn)流動方式是提高放熱系數(shù)的主要原因。旋膜除氧的放熱系數(shù)值,要比其它型式除氧器高得多。經(jīng)過一級除氧后的水珠,在向下穿行水篦子和液汽網(wǎng)時,可循復(fù)進(jìn)行破碎,并進(jìn)一步產(chǎn)生熱交換,從而起到二次除氧的作用。由于第二級除氧裝置采用比表面積為450m2/m3,空隙率大于80%,壓力損失小分離效率高的不銹鋼絲網(wǎng)波填料,除氧過程由三個局部過程組成,液相與液面的對流傳質(zhì)、界面上溶質(zhì)組成的離析、界面與氣相對流傳質(zhì)。
        2.2傳熱計算從熱力過程分析可知,加熱蒸汽在經(jīng)過水膜裙的內(nèi)、外側(cè)時,主要以膜狀凝結(jié)方式放出汽化潛熱而加熱水膜裙,即是以蒸汽在豎管內(nèi)外壁膜狀凝結(jié)為主的傳熱過程?，F(xiàn)以除氧器傳熱為理論依據(jù)進(jìn)行傳熱計算,進(jìn)行論證。填料式除氧器的傳熱系數(shù)可用下式求取:查閱資料后得知:由于旋膜除氧器的流動方式等因素,旋膜除氧器的傳熱系數(shù)Km為:Km=φ1?φ2其中:φ1-蒸汽和水膜層相對流動的修正系數(shù),φ1=1.3-1.4;φ2-水膜裙里外均有凝結(jié)水膜層的修正系數(shù),φ2=1.7.除氧器所需理論傳熱面積Am可由面積公式求得:Am從膜式除氧器的傳熱系數(shù)Km計算表達(dá)式可以推出,該型除氧器的換熱系數(shù)大,而且在同等面積的情況下,換熱效果好,能夠充分滿足除氧器-82-節(jié)能減排2石0油12和年化第工15設(shè)卷備的要求,而且旋轉(zhuǎn)膜態(tài)的傳熱系數(shù)比噴淋填料式除氧器高50%甚至幾倍,因此除氧效果。
3改造后旋膜式除氧器效果分析
        3.1效果分析旋膜式除氧器改造完成后,通過對鍋爐脫鹽水、自用蒸汽消耗原始數(shù)據(jù)的核算,形成如下數(shù)據(jù)表1、表2。   
        3.2標(biāo)定核算結(jié)果及分析
        (1)標(biāo)定過程中,因?yàn)閲婌F填料式除氧器水箱內(nèi)蒸汽壓力小于旋膜除氧器,所以并聯(lián)運(yùn)行旋膜除氧器出力大;并聯(lián)運(yùn)行時,汽平衡打開時,旋膜除氧器的壓力和溫度是定值,除氧效果達(dá)到OC≤15μg/L;獨(dú)立運(yùn)行時,關(guān)閉汽、水平衡,隨著系統(tǒng)壓力和溫度升高,除氧效果可以達(dá)到OC≤10μg/L以下。
        (2)從標(biāo)定前后綜合能耗數(shù)據(jù)分析,標(biāo)定前綜合能耗為48.12kg/t,標(biāo)定后綜合能耗為40.75kg/t,綜合能耗下降7.37kg/t,說明3#旋膜式除氧器改造后蒸汽消耗呈下降趨勢。
        (3)技術(shù)改造后核算蒸汽單耗下降7.37kg/t,按現(xiàn)運(yùn)行平均負(fù)荷300t/h計算:(300t/h×7.37kg/t)/1000=2.211t/h,每小時可節(jié)約2.211t蒸汽,按3000h計算,可節(jié)約蒸汽2.211×3000=6633(t),創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益:6633噸×108元/噸=71.6364萬元。
3.3旋膜式除氧器改造后的特點(diǎn)：
        (1)除氧效率高,除氧效率達(dá)99%以上；
        (2)適應(yīng)性強(qiáng),可適用于在入口水溶氧量較高的情況運(yùn)行；
        (3)穩(wěn)定性好,當(dāng)負(fù)荷突變25%,瞬間再增補(bǔ)給水10%時,以及改用低溫汽源時,入口水溫大幅度降低時,其除氧水仍能達(dá)到合格,且除氧器不會發(fā)生振動等異常現(xiàn)象；
        (4)排汽量小,可節(jié)能。比其它類型同出力的除氧器少排汽1/3-1/2,不需另加排汽冷卻器,簡化了系統(tǒng),降低了熱耗。
        通過旋膜式除氧器改造前后的結(jié)構(gòu)對比,可以看出無論是在結(jié)構(gòu)方面還是在水膜裙的形成方面,改造后的旋膜式除氧器都具明顯的優(yōu)勢。通過對熱力除氧過程的分析,水質(zhì)品質(zhì)及能耗的統(tǒng)計分析,都比原噴霧填料式除氧器*得多,經(jīng)濟(jì)效益高,具有推廣價值。