旋膜除氧器在水泥廠余熱電站中的實際應(yīng)用情況分析？

        在水泥廠余熱電站系統(tǒng)中，溶于鍋爐給水中的氧氣在高溫、高壓下很容易與設(shè)備及管道發(fā)生反應(yīng)，使鍋爐各蒸發(fā)面、過熱面、汽水管道及汽輪機的運行安全和壽命受到威脅。同時，水中含有氣體，將增大傳熱熱阻，影響傳熱效率，降低系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。因此除去鍋爐給水中的氧，對保證系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)運行事關(guān)重要。   
水泥廠余熱電站常用除氧器及存在的問題
常用除氧器及其除氧原理
        目前，水泥廠余熱電站中常用的除氧器有化學(xué)除氧器和低壓旋膜除氧器兩種。其他如真空除氧，解吸除氧、鐵屑除氧等水泥廠余熱電站不常用。
        化學(xué)除氧器
        江西水泥廠低溫余熱電站就采用了這種除氧器。其除氧原理是通過往鍋爐給水中加入藥劑，與氧氣發(fā)生反應(yīng)從而達(dá)到除氧目的。余熱電站幾乎全部采用了這種除氧方式。其除氧原理滿足道爾定律———混合氣體的全壓等于各組成氣體分壓之和。對于化學(xué)除氧系統(tǒng)，由于往汽水系統(tǒng)內(nèi)添加藥劑2尤其填中亞硫酸鈉3，使得鍋爐爐水含鹽量增加，這時需增加鍋爐的排污量來排走這些鹽分，因此增加了系統(tǒng)的汽水損失及熱量損失，增加了化學(xué)水制水量及處理化學(xué)水的藥品量等。
        對于低壓旋膜除氧器，由于水泥窯況波動、電站負(fù)荷變化及低壓旋膜除氧器自身結(jié)構(gòu)制約，使得水泥廠余熱電站的除氧系統(tǒng)運行效果不理想，存在許多問題。其主要問題有：
(除氧器不能穩(wěn)定運行。水泥窯跑料、生產(chǎn)不穩(wěn)定甚至停窯，使電站頻繁波動，引起旋膜除氧器工況波動頻繁，影響除氧效果。鍋爐給水溫度低。除氧器相當(dāng)于一級回?zé)峒訜崞鳎瑢τ诘蛪撼�氧�?大氣壓力式,其飽和水溫應(yīng)為但在實際運行中，鍋爐給水溫度在-之間波動。鍋爐給水含氧量不合格，含氧量在7之間波動。
        上述問題的存在首先與水泥廠整體運行水平有很大的關(guān)系。如果水泥窯運行平穩(wěn)，則余熱電站工況相對穩(wěn)定，水泥窯況的波動給除氧系統(tǒng)帶來的沖擊也會小一些，其次與以下問題有關(guān)。
        第一，低壓旋膜式除氧器對電站熱力系統(tǒng)的波動適應(yīng)能力弱。變工況下除氧器內(nèi)壓力、溫度變化不一致會導(dǎo)致除氧惡化。如當(dāng)進(jìn)汽壓力升高時，溫度升高滯后于壓力，從而破壞了除氧器內(nèi)氣與水的溶解平衡關(guān)系，使除氧器內(nèi)水面上的氧氣由于壓力上升而又溶進(jìn)水中，破壞除氧效果。另外低壓旋膜式除氧器因其傳熱傳質(zhì)方式限制，其傳熱系數(shù)小，這也是其適應(yīng)負(fù)荷波動能力弱的原因。
        第二，汽機凝結(jié)水過冷卻增加了汽水中的溶氧量。如，對于帶補燃的余熱利用電站，往往不投汽輪機的三段抽汽，即不投低壓加熱器，而直接把凝結(jié)水打至疏水箱，然后用疏水泵打至余熱鍋爐，余熱鍋爐產(chǎn)生的熱水及飽和蒸汽再回至除氧器除氧。在把水打開至余熱鍋爐的過程中由于管路長，汽輪機凝結(jié)水由飽和水變成了欠飽和水。即過冷水，溫度降低，水中溶氧量增加，造成除氧不合格。
        第三，由于在電站熱力系統(tǒng)內(nèi)增加了余熱利用部分，因此在系統(tǒng)構(gòu)成中較常規(guī)電站不可避免地增加了設(shè)備及泄露點，因此增加了系統(tǒng)內(nèi)的溶氧量，這是無法克服的。我們只能通過各種方法減少系統(tǒng)不嚴(yán)密點及設(shè)法除去溶進(jìn)的氧氣。
旋膜式除氧器結(jié)構(gòu)特點及除氧原理
        旋膜式除氧器的除氧原理與低壓旋膜式除氧器相同，均屬熱力除氧。但其結(jié)構(gòu)形式與低壓旋膜式除氧器不同。旋膜式除氧器采用旋流式起膜管，汽機凝結(jié)水從射流孔切向進(jìn)入旋流管內(nèi)形成中空的、高速旋轉(zhuǎn)的水膜裙與被加熱蒸汽進(jìn)行熱量、質(zhì)量交換。旋流管中的熱交換主要有兩個過程：一是加熱蒸汽的凝結(jié)換熱過程，包括蒸汽與水的對流換熱和蒸汽在水膜表面的凝結(jié)換熱；二是射流的卷吸過程，當(dāng)凝結(jié)水從射流孔射入后，在旋膜管內(nèi)形成高速旋轉(zhuǎn)水膜，由于水膜的高速旋轉(zhuǎn)，在靠近水膜處形成低壓區(qū)，使得大量蒸汽被卷吸入水膜內(nèi)，從而使凝結(jié)水迅速被加熱。其中起膜管是其關(guān)鍵部件8#9。除氧器的除氧過程不僅是一個傳熱過程，也是一個傳質(zhì)過程。因此在除氧時必須建立良好的傳熱條件，即要有足夠的熱量及較高的傳熱系數(shù)，把水迅速加熱到飽和溫度。同時須建立較好的氣體自水中離析的傳質(zhì)條件，即保證足夠的汽(氣,水接觸面積和不平衡壓差。
        旋膜式除氧器不同于其它除氧器的關(guān)鍵之處在于其噴淋結(jié)構(gòu)造成的汽水傳熱傳質(zhì)方式不同。旋膜式除氧器入口水采用起膜管裝置噴淋，汽機凝結(jié)水在起膜管中形成射流噴濺及旋膜，并在起膜管出口形成水膜裙，其傳熱系數(shù)遠(yuǎn)比其他類型熱力除氧器高。其優(yōu)點如下：
        1、除氧效果好。保證鍋爐給水含溶氧量適應(yīng)性強。2、能滿足水泥窯的工況波動。3、穩(wěn)定性好當(dāng)負(fù)荷突變、瞬間補給水量突變、改用不同參數(shù)汽源及入口水溫突降時，除氧水質(zhì)仍能保持合格，并可在的額定負(fù)荷下長期穩(wěn)定運行。4、節(jié)能節(jié)水。排汽量小于入口水量，減少汽水損失及熱量損失。