除氧器改造

除氧器可行性改造方案

编制： 张林 日期：2011，01，23 审核： 日期： 批准： 日期：

连云港市海州区大洋电力辅机厂

可 行 性 改 造 方 案

一、概述一、现状：

博兴化工热电厂机组，配套150t/h,除氧器由宜兴精诚厂制造。主要技术特性为：

1,出力；150t/h,工作温度；104℃，工作压力；0。02mpa2,蒸汽压力；0.12Mpa，温度；230℃,蒸汽流量； t/h

3，冷渣机来进水压力；0.6Mpa，温度；58℃,蒸汽流量 ； 50-100 t/h4，高加疏水压力；0.53Mpa，温度；144℃,蒸汽流量 ； 3-5 t/h

5，凝结水压力；0.5Mpa，温度；45℃,蒸汽流量 ； 35-45t/h

6，疏水箱来水压力；0.6Mpa，温度；80℃,蒸汽流量 ； 间歇上水t/h7，除氧塔直径1500mm筒体直段长度2440mm8，除氧器水箱直径3000mm筒体直段长度6100mm9.加热蒸汽管直径159 mm

该除氧器为旋膜式热力除氧器。

二、存在问题：

该除氧器为旋膜式热力除氧器初期产品，由于结构布置，水汽分布，热负荷强度计算等都不尽合理，导致除氧器运行发生震动，排汽带水，出水温度低，出水溶氧量严重超标，很有必要实施技术改造。由于该除氧器出水溶氧超标，导致热力设备慢性氧腐蚀，由于在短时间内不被发现，给热力设备的安全运行，埋下隐患．如山东肥城肥矿集团杨庄矿矸石电厂、河北邢台显德旺矿矸石电厂、都是该形式除氧器现已全部技改。

三．除氧器热力计算

1,除氧器出水热量；150t/h,工作温度；104℃，工作压力；0。02mpa（Q出）==181125000 W

2,蒸汽压力；0.12Mpa，温度；230℃,蒸汽流量； 10.28 t/h 3，冷渣机来进水吸热量；0.6Mpa，温度；58℃,蒸汽流量 ； 75 t/h（Q冷）==4014583 W

4，高加疏水放热量；0.53Mpa，温度；144℃,蒸汽流量 ； 4 t/h（Q高）==185888W

5，凝结水吸热量；0.5Mpa，温度；45℃,蒸汽流量 ； 40t/h（Q凝）==2741111W

6，疏水箱来水吸热量；0.6Mpa，温度；80℃,蒸汽流量 ； 20t/h

（Q疏）==559444W

7.除氧器进水总吸热量

4014583+2741111+559444-185888=71292478,蒸汽流量计算（D）kg/h

（D）==10285 kg/h （蒸汽压力；0.12Mpa，温度；230℃比焓;2930kj/kg）

9，除氧水总吸热量（Q）W4014583+2741111+559444=731513810，除氧塔直径(φ)

(φ)=1.57 m （除氧塔计算直径1600 mm考虑启机时各进水温度低，建议选用直径1600 mm除氧塔） ,

11除氧器出水流量t/h

10+75+4+40+20=149t/h

12，蒸汽调节阀出口管径

(φ1)=18.8275 mm

蒸汽比容1.046m3/kg，过热蒸汽许用流速50m/s建议蒸汽调节后管径不小于250mm.四、技改措施：

　　将原除氧器除氧塔拆除，更换直径1800整套除氧塔，现场组焊，对接管道，我厂派技术人员指导安装调试，对除氧器技术改造项目的承诺是；负责到底，以除氧水化验合格为宗旨，结构尺寸见博兴化工热电厂150除氧器条件图。

五、设计参数：

设计参数由需方提供:

1,出力；150t/h,工作温度；104℃，工作压力；0。02mpa

2,蒸汽压力；0.12Mpa，温度；230℃,蒸汽流量； t/h

3，冷渣机来进水压力；0.6Mpa，温度；58℃,蒸汽流量 ； 50-100 t/h4，高加疏水压力；0.53Mpa，温度；144℃,蒸汽流量 ； 3-5 t/h5，凝结水压力；0.5Mpa，温度；45℃,蒸汽流量 ； 35-45t/h

6，疏水箱来水压力；0.6Mpa，温度；80℃,蒸汽流量 ； 间歇上水t/h除氧筒体φ1816.H4306(以RCQ-2000-0图为准)

除氧器改造工期约6天,提前一星期通知供方,准备资料及来人指导安装,调试.

需方提供食宿方便,费用由供方自理.

六、技术指标

除氧器型号：DCM-150 除氧器额定出力：150t/h 除氧器形式：旋膜式 工作压力：0.02MPa 工作温度：104℃

除氧器腐蚀余量：2.5mm 焊缝系数：0.85/1.0 容器类别：常压

塔头直径/壁厚：φ1600×8㎜ 除氧器材质：Q235-B 除氧塔高度：4300mm

除氧器出口含氧量符合相关标准≤0.015mg/L七、改造预算及供货范围

单位（RMB）：万元

序数

设备名称型号规格单价合计备注号量

除氧塔组DCM- 11 合件φ1616H600马鞍加强 2φ1400/18001 板

3沸腾器1 合计（人民币）：陆万伍仟元整 ￥：

65000.00

报价包括（设备，指导安装，运费，含税）

八、服务承诺

1. 提供技术指导、技术培训。

2. 指导设备安装、协助调试。

3. 一年内发生质量问题，免费维修、更换。4. 长期提供质优价廉的备品备件及技术服务。

九、旋膜式除氧器简介

旋膜式除氧器是热力除氧器的一种，它的传质方式不同于老的栅盘式、泡沸式、淋水盘式及喷雾填料式，而是用射流及旋膜方式进行传热、传质的。在性能和结构上则充分满足了上述热力除氧的三个条件。

※ 设计特点：旋膜式除氧器设有两级除氧装置，第一级是起膜器组——主要的除氧部件；第二级是填料层——用作深度除氧。

※ 旋膜式除氧器的（主要元件是起膜器组，因此着重分析）工作原理

凝结水及补充水进入起膜器组的水室后，具有一定的压力，此压力高于除氧器内的压力，因此两者之间有压差。水在一定的压差下从起膜器上的小孔喷向内壁，在小孔的出口处产生射流运动，射流强化了传热传质过程，它可以在极短时间内，很小的行程上，吸收大量的加热蒸汽，同时从水流中向空间放出大量的氧气。

射流的物理意义是，当具有一定压力的液体，从小孔中喷出形成射流束。射流两侧的静止气体被高速流动的射流带动，一部分气体随射流束流动带走，使射流束两侧造成局部低压区。因此远处的气体不断地流向低压区，补充被射流带走的气体，这样气体不断地被射流束带走，又不断地从远处补充形成运动的全过程，此现象称为射流的卷吸作用。

在大气中作起膜器试验时可以清楚地看到射流呈乳白色，可见射流卷吸时很多空气。（试验是在大气中做的）由此证实射流的卷吸作用是确实存在的。

在起膜器组正常工作时，水室的水经过起膜器上的小孔射入起膜器内壁。形成射流，由于它的内孔充满了加热蒸汽，水在射流运动中便将

大量的加热蒸汽卷吸进去，产生剧烈的混合加热作用，因此射流束可以吸收大量的热量，使水温大幅度地提高，另一方面由于水从起膜器小孔喷向其内孔过程也是一个降压过程，使水的压力下降，这两个因素——水温升高，水压下降均能使水中的溶解氧大量释放出来扩散到起膜器内孔的加热蒸汽中去，产生传质过程。

射流结束后，水沿着起膜器内孔壁旋转而下，形成一层水膜。液体在旋转流动时的临界雷诺数Re较液体在直管内流动的临界雷诺数Re下降很多，也即液体在旋转流动时易产生紊流。

从起膜器的试验可观察到，工作时，起膜器内孔壁的旋转水膜不断翻滚，水的表层分子不断被内层分子所置换，这正是紊流运动的特征。水裙部分水膜运动状态基本上与起膜器内孔之水膜运动状态相同。

由于旋转水膜处于紊流状态，其持续时间也比射流的持续时间长得多，表面积又很大，因此它的传热，传质效果是十分理想的。

另外，我们在膜式除氧器中设计了新型平衡管分离装置，使析出的氧气能及时充分的随蒸汽流排入大气中去。

在除氧器中氧气的比重比饱和蒸汽的比重大，因此国外有的研究人员建议排汽口置于一次除氧器装置的侧下方。（当除氧器内压力为0.02Mpa、104℃时氧的比重为1.23Kg/m3，饱和蒸汽比重为0.68Kg/m3）我们认为由于存在扩散作用及蒸汽流动，因此排汽口还是设置在除氧头上方为好，我们设想：如果没有蒸汽流动，水在起膜器中分离出的氧，将在重力及扩散作用下，向下移动，从而使水箱内水的溶氧量升高，因此，将含氧浓度高的蒸汽不断地排放到大气中去，对膜式除氧器的工作也是至关重要的。

综前所述，起膜器在工作中，其射流、旋膜、水裙三部分即可将水中的绝大部分溶氧分离出来，这些分离出的氧随着上升蒸汽从起膜器的内孔排到上封头内腔，然后再从排汽口排往大气，所以起膜器的内孔不仅是传热、传质的主要部位，而且是除氧器排出氧气的主要通道，它使得水在起膜器内分离出的氧不能随意扩散，只能局限在起膜器内孔中，

强制它随着上升的蒸汽流排向大气。

总之膜式除氧器的起膜器组在工作中使水始终处于紊流状态并有足够大的表面积，排汽性能良好。传热、传质条件十分理想。这些性能充分满足了前面提出的热力除氧器工作必需具备的三个条件。

※ 旋膜式除氧器的结构特点

（1）起膜管：膜式除氧器的关键部件，采用国外引进技术，多孔位数控定位加工成型，保证了射流孔的定位准确性及加工精度，材质为20。

（2）水箅层：采用角钢，倒V形布置，进行合理的错位布置，使水流再次分配，形成片状薄膜水，更好地与蒸汽接触实现传热、传质，材质为Q235-A。

（3）填料层：采用专业编织的Q形网状细丝不锈钢网，该网蓄热系数高，分离率高，气阻小，可对给水进行深度除氧，是目前最理想的除氧填料，填料材质为不锈钢。

（4）由于膜式除氧器传热、传质系数大，所以允许淋水密度也比一般除氧器大，因此它的除氧器头直径也允许较一般的除氧器小。

※ 旋膜式除氧器的性能特点

1、由于旋膜式除氧器起膜器组的传热系数大，传热面积也大，因此传热效果特别好，出口水的温升能达到压力对应饱和，即使进口水的溶氧量高达5000~8000ug/L情况下在篦子下测得水的溶解氧也能除掉

98﹪。上述这些指标国内一般除氧器是达不到的，国内大部分除氧器当进水温度低时产生强烈的振动，除氧效果急剧下降。因此旋膜式除氧器是最适用于补水量大、补水温低的热电厂，当然用于一般冷凝式发电厂除氧效果会更好。

2、适应性强，旋膜式除氧器在发电机组负荷大幅度、快速变动时，在低负荷下均能正常工作，保证除氧效果良好。因此膜式除氧器又适宜用于调峰发电机组。

3、旋膜式除氧器在任何工况下均不会产生振动，安全性能好。

4、旋膜式除氧器除氧效果好，在十分恶劣的工况下经除氧后，水箱中水的残余溶氧量均能达到部颁标准。

5、旋膜式除氧器可适用于滑压运行，如果采取一些特殊措施后还可适用于从机组起到带额定负荷的全滑压运行，操作简便，很受运行人员的欢迎。

6、维修简便，旋膜式除氧器无易损件，维修工作量小。

十、附件

锅炉给水标准

炉型 压力 MPa 硬度μmol/L 溶氧μg/L 铁μg/L 铜μg/L 钠μg/L

汽包炉 3.82 ～ 5.78 ≤2.0 ≤15 ≤50 ≤10 —

5.88 ～12.64 ≤2.0 ≤7 30 ≤5 —

12.74～15.58 ≤1.0 ≤7 ≤20 ≤5 —

15.68～18.62 0 ≤7 ≤20 ≤5 —

直流炉 5.88 ～18.32 0 ≤7 ≤10 ≤5 ≤10

18.4～25 ≤5

腐蚀原因：

　　溶解氧腐蚀是一种电化学腐蚀，铁和氧形成两个电极，组成腐蚀电池，在腐蚀电池中铁的电位总是比氧的电极电位低，所以铁是电池的阳极，而遭到腐蚀。反应机理见图1。

　　由于这些生成物比较疏松，没有保护性，一旦在金属表面的某一点发生腐蚀，就会持续下去。究其原因主要有两方面，一方面是氧化铁帽中产生一种酸性溶液，加速了铁的溶解及提高了导电度；另一方面生成氧化铁帽，腐蚀产物阻止了氧的扩散，在腐蚀产物下形成缺氧的阳极区，外部便形成了富氧的阴极区，从而构成了一个浓差电池，两部分的差异，加速了腐蚀反应。

　　溶解氧腐蚀的判别方式：当除去红色氧化铁帽时，在穴中暴露有黑色的四氧化三铁沉积物，则为溶解氧腐蚀；如果没有黑色的氧化铁在穴中，或穴外无红色的氧化铁时，则为非溶解氧腐蚀。8`@?!U!rm_x0019_Ig-O

溶解氧腐蚀随着水中的溶氧量的增加和水温的提高，腐蚀性也就愈强。

当PH值小于4或大于14时，腐蚀会加大。当PH值小于4时，金属表面不易形成保护膜；当水的PH值介于4和14之间时，金属表面上形成一种致密的氢氧化物保护膜，所以腐蚀速度会降低；当PH值大于14时，由于Fe3O4 保护膜在碱性溶液中溶解，腐蚀速度会重新上升。

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水中离子的化学组成不同，溶解氧的腐蚀速度也有所不同。如水中含有Cl- ，Cl-有破坏保护膜的能力，因而会促进腐蚀；如水中含有 、 等，则可促进保护膜的生成，可以减缓腐蚀。~1_/]5s G)U_x0016_Y.k\\_x001D_H&s

含有溶解氧的水进入锅炉后，大部分的氧气将闪化进入蒸汽，而在汽包的水线和给水入汽包的空间产生特定的孔蚀，另外后炉膛水冷壁也可能有严重的局部腐蚀。 c.Cq/V1| eW_x0010_M

随着给水速度的提高和锅炉热负荷的增加，溶解氧腐蚀也会随之加剧。 给水管道和省煤器入口端特别容易受到溶解氧腐蚀。A1P