呼吸式無水箱真空除氧器的使用及出現問題的解決問題方法？
呼吸式無水箱真空除氧器,用于工業鍋爐的給水及熱網的補給水的除氧。為解決負壓出水及適應鍋爐負荷的變化,該真空除氧器裝置是在現有高位真空除氧器的基礎上,將真空除氧塔的底部用管道直接與鍋爐給水泵相連,再用呼吸管道將該管道與軟水箱連接起來,并在呼吸管道上裝有流量壓差變送裝置,由此組成呼吸系統,即可代替原有的除氧水箱。采用該裝置既能實現真空除氧的目的,又能使整個系統變得簡單,安裝方便,從而降低了真空除氧器的成本。
一種真空除氧器,由軟水箱,除氧水泵,真空除氧塔塔,鍋爐給水泵及抽氣系統組成,上述的軟水箱,除氧水泵通過管道及電控式自動調節伐與真空除氧塔相連,上述的抽氣系統經管道連接在真空除氧塔上端,其特征在于真空除氧塔的底部直接用管道與鍋爐給水泵相連,再用呼吸管道將管道與軟水箱連接,且在呼吸管道上有流量壓差變送裝置,在管道上裝有電控式自動調節閥,流量壓差變送裝置與電控式自動調節閥之間用電信號接通。
近年來真空除氧器得到一定發展。然而,在設計中遇到一些似是而非的問題。這些問題是除氧器的塔內溫度(以下簡稱塔溫)的選擇和引射器抽取真空氣體的方向(與水流方向同向的以下稱為同向流,與水流方向逆向的,以下稱為逆向流)。
為便于分析問題,討論中假定引射器有無限的抽吸能力(現在生產的水力引射器在塔內溫度大于35℃時,具有很好的抽吸能力,可以把它看作是一種無限抽吸能力的引射器),討論中還假定除氧塔內件有十分優秀的性能,其傳熱和傳質的最小溫差、濃度差接近于零(現有設計優良的霧化噴嘴的浮熱式真空除氧器以及旋膜加鋼絲網填料的加熱式真空除氧器的內件性能接近于上述假定的條件)。
關于真空除氧器的塔溫問題塔溫是影響真空除氧是否能達標的最重要參數之一,是設計者首先要考慮的問題。塔溫也是影響鍋爐效率、出力和除氧設備投資的重要問題。塔溫低,鍋爐給水溫度低,鍋爐效率就高；反之,鍋爐效率就會降低。塔溫高意味著要將軟化水溫度提高而消耗額外的熱量(由蒸汽或熱水加熱),增加額外的加熱設備從而增加額外的費用。因而,塔溫高在經濟上總是不利的。以往人們認為,塔溫高容易除氧,下面分析將會看到,這是一種不全面的,有時是錯誤的看法。應該說,只有在抽真空設備和除氧塔內件性能欠佳,塔溫高才有利于除氧。在抽真空設備及塔內件性能良好時,塔溫越低,越有利于除氧。茲分析如下: 根據亨利定律,水中溶解氧與其界面上氧氣的絕對壓力(分壓)成正比。
在過熱式除氧器中,塔溫應該是在相同的過熱度下具有最大的濃度差的溫度,或者說,在相同的濃度差下具有最小的過熱度的塔溫,就是塔溫。這是我們分析問題的出發點。過熱式真空除敘器的塔溫問題利用亨利定律就可以確定塔溫。為便于分析,作以下幾點規定:
(1)引射器有無限的抽真空能力(現生產的水力引射器在塔溫大于35℃時有這個能力)。
(2)除氧塔內件有十分強的傳熱、傳質能力(對于過熱式真空除氧器,如果其霧化噴嘴設計得好,可以取得很好的霧化效果,基本符合本假定,對于加熱式真空除氧器如果采用旋膜加鋼絲網填料作內件,其傳熱、傳質能力也很好,也基本符合假定。)；
(3)不同真空條件下,漏入的空氣量不變,計算中其值假定為等于水中脫出的氣體量或者是水中脫出的氣體量的一倍。計算了兩種不同的漏入量(漏入空氣量與真空度及制造、按裝質量有關,不應一概而論,但在實際中很難確定(為便于比較作上述假定在定性上是可以的)；
(4)在真空條件下亨利定律仍在有效。根據上述假定由亨利定律可確定除氧水指標為。0.5mg/l時不同塔溫下要求的過熱度各t。其具體計算步驟如下:
1)確定不同塔溫下,辦達到除氧水指標o.05mg/1時液面上最小的氧分壓力PO:的值。由亨利定律, boZ=Ko:Poz 或Po:=boZ/Ko:(2) 由式(2),當b。:=0.05mg八,從表1查得不同水溫下的KO:即可計算得不同溫度下的PO:。計算結果如表2所示。表2塔溫t℃氧分壓Po:=boZ/KoZ(bar)0013440。0015150 .0017240 .0017980。001872~43~表2列出是如果水不沸騰時,為達到bo=0.5mg/l指標所要求最小氧分壓P。這個數值是很低的,通常的引射器抽不到這么高的真空。
2)確定在飽和沸騰情況下達到表2所要求的最小PO:所要求的過熱度6t。在實際真空除氧器中,真空抽到相應水溫(塔溫)的飽和壓力時,水就要沸騰,并有部分蒸氣閃蒸出來。過熱度從越大,閃蒸量越大,那么氧的分壓力就越低從而使氧的分壓達到或低于表2所規定的數值。不同的塔溫為達到表2所規定的PoZ所要求過熱度乙t是不同的。最小的水蒸氣閃蒸量可由分壓力的表達式(3)計算得,從而可計算得最小的過熱度。塔溫越低所求得的過熱度從也越小。
(l)在引射器及除氧塔內件性能很好的條件下,塔溫越低,除氧效果越好,或者說,取得同樣的除氧效果,塔溫越低所需的過熱量越小。這一點對于除氧的經濟性及保持引射設備的抽吸能力都是十分重要的。
(2)除氧器漏氣量增加將大大提高達標要求的過熱度。因此設計及加工除氧設備時要盡可能降低漏氣量。
(3)在引射器及除氧塔內件性能欠佳時,塔溫過低會使引射器抽不到應有的真空以及由于傳熱、傳質能力差而不得不加大過熱度的情況。
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