旋膜除氧器在合成氨裝置鍋爐給水系統(tǒng)中的應(yīng)用 介紹旋膜除氧器的除氧原理及結(jié)構(gòu)，比較旋膜除氧器改造前后運行遙遙，旋膜除氧在合成氨裝置的應(yīng)用遙遙解決了鍋爐給水長期不達(dá)標(biāo)的問題。
在鍋爐給水中，溶有多種氣體,其中對熱力設(shè)
備危害大的是溶解氧。在熱力系統(tǒng)中,由于水
汽溫度都較高,使得氧腐蝕的速度進(jìn)一步加快。
為防止和減輕熱力設(shè)備的氧腐蝕,除去鍋爐給水
中的溶解氧,是保障熱力設(shè)備經(jīng)濟運行遙遙遙遙少
的手段。
中石化分公司30x10Va合成氨裝
置,采用一遙遙熱力除氧方法,鍋爐給水中氧含量長
期遙遙標(biāo),造成鍋爐蒸汽遙遙不達(dá)標(biāo),給汽輪機安全
穩(wěn)定運行帶來一定的影響。通過對旋膜除氧器原
理的深人研究,結(jié)合合成氨裝置生產(chǎn)特點,經(jīng)過改
造終于使鍋爐給水指標(biāo)合格,遙遙裝置內(nèi)用戶的
需要。 1、除氧原理及除氧方法 1.1除氧原理
根據(jù)氣體溶解定律,某氣體的分壓力越大,則
溶解度越大。在一定壓力下,隨著水溫增高,水蒸
氣的分壓增大,而空氣和氧氣的分壓越來越小。 在100C時,氧氣的分壓降低到低,水中的溶解氧
也降低到低。當(dāng)水面上壓力小于大氣壓時,氧氣.
的溶解度在水溫時也可達(dá)到低。 1.2鍋爐給水除氧方法 1)熱力除氧。包括大氣式熱力除氧和噴射
式熱力除氧。其原理是將水加熱至沸點,氧的溶
解度減小而逸出,再將水面上產(chǎn)生的氧氣排除,使
之充滿蒸汽，如此水中的氧氣不斷逸出,從而使給
水含氧量達(dá)到給水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。 2)真空除氧。一般在30~60C溫度下進(jìn)行，
是一種中溫除氧技術(shù)。相對于熱力除氧技術(shù)來
說，它的加熱條件有所改善,鍋爐房自耗汽量減
少,對運行管理噴射泵、加壓泵等關(guān)鍵設(shè)備的要求
比熱力除氧更高。另外還增加了換熱設(shè)備和循環(huán)
水箱。 3)亞硫酸鈉除氧。一種爐內(nèi)加藥除氧法。
該方法投資低,操作簡單。但此法加藥量不易控
制,除氧遙遙遙遙靠,無法遙遙達(dá)標(biāo)。另外還會增
加鍋爐水含鹽量,導(dǎo)致排污量增大、熱量浪費,是
不經(jīng)濟的。一般用在小型鍋爐房和一些對水質(zhì)要
求較高的熱力系統(tǒng)中作為輔助除氧方式。

4)鋼屑除氧。讓含有氧氣的水通過遙遙的
疏松多孔粒狀物海綿鐵濾料,氧氣與鐵發(fā)生遙遙
的氧化反應(yīng)從而遙遙出水溶解氧含量在0.05mg
L以下。反應(yīng)生成物Fe(OH)3為松軟絮狀物,當(dāng)
其累積到定程度后,即通人反洗水將其沖洗排
掉,恢復(fù)到初始的除氧能力。雖然遙遙多年,但改
進(jìn)和提高不大,除氧遙遙遙遙靠。一般用在對給
水遙遙要求不高的小型鍋爐房,或者作為熱力網(wǎng)
補給水,以及高壓鍋爐熱力除氧后的補充除氧。
現(xiàn)該方法已基本上不再采用。 5)電解鋁除氧。是一種近年來出現(xiàn)的除氧
方法,技術(shù)上不太成熟。該方法存在著投資和運
行費用較高，且鋁板需經(jīng)常更換,運行操作不方
便,除氧水箱需要密封等問題,有待于進(jìn)一步完
善、改進(jìn)。

6)解吸除氧法。解吸除氧就是將準(zhǔn)備除氧
的水與已脫氧的氣體強烈混合,則溶解于水中的
氧氣就擴散到氣體中,從而達(dá)到除氧的目的。 2、旋膜除氧器 2.1旋膜除氧器結(jié)構(gòu)

旋膜除氧器由除氧頭和水箱組成。除氧頭由
外殼、旋膜器組、水箅子、液汽網(wǎng)、蒸汽分配盤五大部分組成。旋膜除氧器除氧頭的結(jié)構(gòu)如圖1。 旋膜除氧器是20世紀(jì)80年代初在原膜式除
氧器基礎(chǔ)上制造的。旋膜除氧器、霧化除氧器和
泡沸除氧器主要參數(shù)比較見表1。 2.2旋膜除氧器的除氧原理 旋膜除氧器是旋膜管垂直放置,內(nèi)外壁用隔
板隔開,將一定壓力的水引至噴管外壁,在壓差的
作用下,水自小孔噴射人管內(nèi),形成短暫的射流，
由于管內(nèi)充滿加熱蒸汽,射流的水便卷吸了大量
的蒸汽(試驗證明射流運動具有卷吸作用),產(chǎn)生
混合加熱作用。
射流結(jié)束后,旋轉(zhuǎn)水流往往很快進(jìn)人紊流狀
態(tài),加熱蒸汽須迅速加熱旋轉(zhuǎn)水流,析出大量不凝
結(jié)氣體,由于旋轉(zhuǎn)水流基本上是緊貼管壁旋轉(zhuǎn)而
下,在旋膜管中間形成汽一氣通道,不存在氣體流
動死區(qū),析出的不凝結(jié)氣體被迅速排出。
在離心力和重力的作用下，旋轉(zhuǎn)水流于旋膜
管的出口形成張開的水膜裙。由于水膜裙自上而
下運動,加熱蒸汽自下而上運動,強化了水膜裙的
波動,使水膜裙迅速進(jìn)人紊流狀態(tài)(水在旋轉(zhuǎn)流動
時的臨界雷諾數(shù)下降很多即產(chǎn)生紊流翻滾),增強
了加熱蒸汽的凝結(jié)放熱。旋膜管的結(jié)構(gòu)和工作過
程如圖2。
旋膜除氧器將射流、旋轉(zhuǎn)膜和懸掛式泡沸3
種傳熱傳質(zhì)方式集為一體,在一個單元的部件內(nèi)
完成,提高了除氧效率。經(jīng)起膜段粗除氧的給水
在這里進(jìn)行二次分配,呈均勻淋雨狀落到裝在其
下的液汽網(wǎng)，上,再進(jìn)行深度除氧后才流人水箱。
與霧化除氧器和泡沸除氧器相比,旋膜除氧器在
技術(shù)上是一種創(chuàng)新。
除氧的遙遙一方面取決于是否把給水加熱至
相應(yīng)壓力下的沸騰溫度,另一方面取決于溶解氣.
體的排除速度,這個速度與水和蒸汽的接觸表面
積的大小有很大關(guān)系。 由表1可知,與霧化除氧器和泡沸除氧器相
比，旋膜除氧器具有淋水密度大、提升溫度高、出
人口氧濃度差大、排汽量小和全滑壓的特點,適于
補水率大、人口水溶氧高人口水溫低、負(fù)荷變化
大的鍋爐。
旋膜除氧器是一種熱力式除氧器,獲電
力部科技新產(chǎn)品科技攻關(guān)成果,它克服了
大氣式熱力除氧、解吸除氧、鋼屑除氧、氧化還原
樹脂除氧和亞硫酸鈉化學(xué)除氧等傳統(tǒng)除氧方式存
在的問題。 3、旋膜除氧器改造內(nèi)容及遙遙遙遙 合成氨裝置除氧器是淋水盤式熱力除氧器，
利用裝置0.5MPa、170C低壓蒸汽直接逆流換.
熱,將鍋爐給水溫度加熱到130C，降低水中氧的
溶解度。經(jīng)過長期的工藝調(diào)優(yōu)和攻關(guān),雖然溶解
氧達(dá)到了≤l0pgL,但達(dá)不到鍋爐給水溶解氧≤7
uogL的水質(zhì)要求,成為裝置生產(chǎn)瓶頸。 3.1旋膜除氧器改造情況

利用裝置停車檢修遙遙,采用了
旋膜式除氧器新技術(shù)。拆除了原有除氧器內(nèi)5層
淋水盤,保留了下部進(jìn)汽盤,安裝了旋膜式組件,
由淋水盤式除氧改為旋膜式除氧,安裝了旋膜器、
分水盤、蓖子網(wǎng).蒸汽噴頭。在改造過程中,不增
大除氧頭的直徑,不改變除氧器的高度。 3.2旋膜除氧器改造前后遙遙比較
1)溶解氧達(dá)標(biāo)。除氧器由淋水盤式熱力除
氧改為旋膜除氧后,高壓鍋爐給水水質(zhì)遙遙改善,
溶解氧由原來的10~30μgL下降到7μgL,為鍋
爐的安全經(jīng)濟運行提供保障,解決了生產(chǎn)瓶頸問
題。旋膜除氧設(shè)計值與實際標(biāo)定結(jié)果對比見表2。
2)簡化操作。鍋爐給水中不再添加除氧劑
聯(lián)胺,簡化工藝和操作,降低了生產(chǎn),改善操
作環(huán)境,提高了清潔生產(chǎn)水平。
3)裝置熱量得到平衡。實現(xiàn)鍋爐給水大量
穩(wěn)定外送,解決了裝置熱量過剩問題，裝置生產(chǎn)進(jìn)
一步優(yōu)化，放空低壓蒸汽得到回收利用。
4)節(jié)能遙遙遙遙。大量外送鍋爐給水,使脫
鹽水和冷凝液混合溫度降低，閃蒸汽及工藝蒸汽
冷凝液得到回收利用。改造前后數(shù)據(jù)對比見表
3。
用旋膜除氧器改造熱力除氧后,遙遙解決了鍋
爐給水長期不達(dá)標(biāo)的問題，簡化工藝，操作方便,
合成氨裝置熱量過剩的問題得到了緩解,進(jìn)一步
回收低壓蒸汽和冷凝液,遙遙了裝置安全穩(wěn)定運
行，并給企業(yè)帶來了可觀的經(jīng)濟效益。