對渣水除氧器的改造方法的研究及性能分析

徐希萍 尹曉宇

(泰安市利德容器制造有限公司，山東 泰安271000)

0 前言

隨著工業(yè)的發(fā)展，渣水除氧器已廣泛應(yīng)用到化工行業(yè)，相應(yīng)的對除氧器的技術(shù)性能和對其特殊的技術(shù)向能的要求越來越高，為使除氧水中的溶氧量趨于零，提高其運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性，我公司對除氧塔的內(nèi)部關(guān)鍵部件進(jìn)行的優(yōu)化改造，這樣不僅大大節(jié)省了更新設(shè)備的費(fèi)用，而且除氧效果完全能滿足運(yùn)行要求。螺帽組成，噴嘴接頭與噴嘴螺帽通過螺紋組合在一起，噴嘴芯子置于噴嘴接頭與噴嘴螺帽之間，噴嘴芯子周邊設(shè)有螺旋槽，噴嘴螺帽上設(shè)有噴霧孔。并已申請國家專利，該噴嘴的芯子采用工程塑料材質(zhì)，外殼采用不銹鋼材質(zhì)，其結(jié)構(gòu)使得灰水流動不會出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，對芯子的沖刷不會對噴霧效果產(chǎn)生任何影響，再加上下部的不銹鋼鮑爾環(huán)填料，能夠有效的保證整臺除氧器的除氧效果。

1 渣水除氧器

1.1 原理

利用蒸汽將里面的水加熱，達(dá)到沸點(diǎn)，這樣就會有大量的水汽溢出，水面上氧分子的分壓就會降低，根據(jù)平衡分壓的原理，溶解在水里面的氧分子就會溢出，這樣就達(dá)到了除去水中氧分子的目的，即亨利定律。

1.2 工作過程

給水脫氧及傳熱傳質(zhì)過程全部在脫氧塔內(nèi)完成，給水經(jīng)過兩個階段脫氧：

第一階段，灰水從灰水進(jìn)管進(jìn)入除氧塔上部的灰水分布器內(nèi)，靠灰水自有的壓力經(jīng)旋流噴嘴噴出，呈霧狀。呈霧狀的灰水與上升的蒸汽充分接觸，經(jīng)傳熱傳質(zhì)后一同向下流動。在向下流動的過程中繼續(xù)與上升的蒸汽傳熱傳質(zhì)直至落入布水器，完成第一階段的除氧。氧氣、二氧化碳等非凝結(jié)氣體經(jīng)汽水分離器分離排入大氣，水被阻止落下，繼續(xù)上述的傳熱傳質(zhì)過程。

第二階段，灰水落入布水器后與填料層中的填料接觸，帶有灰水的填料被上升的蒸汽吹動在填料空間自由浮動，與落水大面積接觸，完成第二階段的除氧。蒸汽從水箱蒸汽進(jìn)口進(jìn)入，先與填料層中的灰水換熱，完成第二階段除氧后經(jīng)布水器進(jìn)入汽水交換空間，除氧后的水經(jīng)落水管進(jìn)入水箱，水經(jīng)過擋灰板的過濾從出水管流入洗滌塔，一些雜質(zhì)、沉淀等污物經(jīng)連續(xù)排污口排到指定場所。

旋流噴霧室的結(jié)構(gòu)是：灰水布水器以環(huán)形或魚刺固定在除氧塔頂部，旋流噴嘴安裝在灰水布水器上。

2 除氧器內(nèi)部改造設(shè)計

2.1 除氧器結(jié)構(gòu)設(shè)計

除氧器殼體、水箱滿足設(shè)計設(shè)計強(qiáng)度要求，僅對除氧器和水箱的內(nèi)部進(jìn)行局部改造。

2.1.1 更換旋流噴嘴

對噴淋效果欠佳的老式彈簧噴嘴進(jìn)行更換，更換新材料、結(jié)構(gòu)的旋流噴嘴。針對渣水處理工段灰水的特殊性質(zhì)，我方研制生產(chǎn)了專門用于灰水的噴霧除氧器，該種除氧器采用噴霧式，噴嘴為我方專門研制的用于灰水的旋流噴霧式噴嘴，該噴嘴由噴嘴接頭、噴嘴芯子、噴嘴

圖1 噴嘴結(jié)構(gòu)圖

2.1.2 更換填料

將Ω型散裝填料更換為鮑爾環(huán)填料，增加填料支撐，防止鮑爾環(huán)掉入水箱，影響水質(zhì)；

2.1.3 增加擋灰板和連續(xù)排污口

在水箱出水口前面的位置增加一塊擋灰板，除氧后的灰水經(jīng)過擋灰板的沉淀、過濾，保證除氧水的水質(zhì)；在水箱的底部的末端增加一個連續(xù)排污口，防止大量的積灰沉淀在水箱底部，難于清理，設(shè)置此口后，積灰連續(xù)的大量的排出，減少了清理工作。

圖2 改造后的除氧器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

3 性能分析

2010年我公司對久泰能源400t/h低壓灰水除氧器進(jìn)行改造，通過長期的運(yùn)行試驗(yàn)，用戶返回的信息證表明經(jīng)改造后的除氧器達(dá)到了改造設(shè)計要求，能夠在滿足各種工況下保證除氧水品質(zhì)，安全運(yùn)行。

3.1 除氧效果好

改造后的除氧器除氧效果良好，在額定工況運(yùn)行時除氧器出水含氧量可達(dá)到≤5ug/L。

3.2 適應(yīng)性強(qiáng)

改造后的除氧器適應(yīng)性能好，適應(yīng)入口溶氧量高，入口溫度低，壓力變化大，補(bǔ)水率大。

3.3 穩(wěn)定性好

當(dāng)負(fù)荷突變25%、瞬間增補(bǔ)給水10%、當(dāng)改用低溫氣源、當(dāng)入口水溫大幅度下降，除氧器仍能達(dá)到合格指標(biāo)，且除氧器不會發(fā)生振動、異常噪聲和變形。

當(dāng)機(jī)組甩負(fù)荷時，水箱內(nèi)水流分配管能將低溫水直接送至出水口處，完全防止給水泵入口汽化。

當(dāng)設(shè)計負(fù)荷范圍內(nèi)正常運(yùn)行時，除氧器系統(tǒng)的噪聲完全符合我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)要求，離除氧器1米，噪聲小于85分貝。

3.4 節(jié)能效果顯著

除氧器排汽量僅為出力的1‰，節(jié)能環(huán)保。

3.5 經(jīng)濟(jì)效益顯著

除氧器內(nèi)部改造的費(fèi)用僅為新設(shè)備的10%～20%，節(jié)約了大量的資金，改造后的除氧器能保證除氧水的水質(zhì)，延長了化工設(shè)備的使用壽命，其經(jīng)濟(jì)效益尤為突出。

［1］龐麓鳴，等.工程熱力學(xué)[M].2版.北京：高等教育出版社，2009.

［2］肖增弘，等.汽輪機(jī)設(shè)備及系統(tǒng)[M].北京：中國電力出版社，2008.