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主要论述热力除氧的机理和设计方法.未处理的锅炉给水中溶有多种气体.其中对热力设备危害大的是氧和二氧化碳.而且是锅炉及附属设备发生腐蚀的主要介质.因此.除去溶解于锅炉绐水中的有害气体——热力除气是防止腐蚀,提高使用寿命,安全使用锅炉的有效措施。
1热力除氧器(旋膜式除氧器)原理
在一定的压力下,氧气的溶解度随水温的升高而降低,热力除氧就是把水加热至沸点,使氧的溶解度减小而逸出,然后,再将水面上产生的氧气排除,使之充满蒸汽.如此使水中的氧气不断逸出排除,则可使锅炉给水的含氧量减少并达到标推要求。图1为在大气压力下氧气在水中的溶解度,
2热力除氧器(旋膜式除氧器)设计构思
热力除氧器(旋膜式除氧器)的设计目前国内外还没有统一的设计方法。一种是从实际工作要求出发如巳知工作能力t/h、工作压力(MPa)、工作温度等进行传热计算,确定热力除氧器(旋膜式除氧器)构件的大小,同时进行强度计算与设计,以确定构件的板(料)厚及结构形状,此法无疑是比较繁琐和费时的,另一种是借鉴成熟的并已经是实践证明可取的热力除氧设备,运用热力除氧的原理及流体力学的分析方法进行新的对比设计,这种设计实践证明是可行的,对设计人员来说,是省时又简单,无疑是一种实用的设计方法。下面介绍的正是这种实用的设计方法。
3热力除氧器(旋膜式除氧器)的实用设计
我厂承接东莞某单位订造4t/h的热力除氧器(旋膜式除氧器)任务.要求一星期内出图,由于时间紧、任务意.若按上述一种方法进行设计,势必延长出图时间,不利于提高生产率及经济效益.为此,特选定成熟的理论上符合除氧原理,实践上证明可靠,现在还在使用的热力除氧器(旋膜式除氧器)作为母型着手对比进行4t/h热力除氧器(旋膜式除氧器)的设计。
3-16t/hi热力除氧器(旋膜式除氧器)的组成
热力除氧器(旋膜式除氧器)由除氧头及除氧水箱两部分组成,
(1)除氧头构造
如图2示除氧头由除氧头罩、上筒体、下筒体组成(如图2示)
除氧头罩内径<f=500mm,高板=350mm,其内安装有喷水管、喷水咀以及水蒸气与氧气外排的附件(待除氧水由喷水咀喷入);上筒体内径d=500mm,高皿=800mm,其下部内装一集水器。其整个内部空间用作水流及蒸汽之通孔,同时作热交换除氧之用(此时,水往下流,而蒸汽则往上流);
下筒体内径<£=500mm,高度”下=560mm,其内装有多孔板及不锈铜填料(带孔"2”填圈——。型原件九雾状水滴经过该填料层下落至水箱。此外,其内还装有输入蒸汽的扩散器,为热力除氧提供足量的蒸汽。
(2)水箱的构造
如图示水箱内径1200mm,壁厚4=6mm,筒体部分长乙=3100mm,其内装有再沸腾装置(多孔加热管)、热交换器及其它附件.该箱内錯存的水即为除氧水,它用作锅炉的给水3-24t/h热力除氧器(旋膜式除氧器)的设计。
3.2.1除氧头的设计
上述6t/h的热力除氧器(旋膜式除氧器)经实际使用,证明其除氧效果是良好的故选其作为母型来进行新的4t/h热力除氧器(旋膜式除氧器)的设计。热力除氧器(旋膜式除氧器)仍由除氧头及水箱两大部分组成,并选取参数为:工作温度10SC,工作压力0.02MPa,喷水管进水压力0.147-0.196MPa,除氧水含氧量少于0.03mg/L.
为了使设计的4t/h的热力除氧器(旋膜式除氧器)达到原母型的效果,从除氧原理可知.保持与母型除氧头内一样的水流速度是很关德的,保持除氧头原来上筒体的高度也很重要,因这样蒸汽对喷入筒体的未除氧的水的加热状况(指加热速度与时间)就不变,故自然会达到与原母型一样的除氧效果,精加改进的话,更是有过之而无不及。
由此确定除氧头各部分尺寸如下:
1)上筒体部分内直径4=4,=408mm,集水器大径向尺寸W408mm(取=407)
筒体壁厚6=6mm筒高A上=800mm
2)除氧头罩部分考虑到头罩内装的零件都是基本的,必不可少的零件,故此,头罩部分的图纸基本上可借用原母型的相应图纸,这样可节省设计人力和时间,提高效率。然而,考虑到头罩内的安装空间仍有较大的裕度,故头罩的高度可适当比原母型的编短些。具体(主要)尺寸如下,
头罩内直径d=rfr=408mm(与上筒体相同)壁厚<J=6mm高度板—330mm
3)下筒体部分为使除氣效果更佳,下筒体内装填料及蒸汽扩散器均是必不可少的,所以该部分基本上可借用原母型的图纸.主要具体尺寸如下:
下筒体内直径i=d,=408mm,内多孔板直径<408mmC^t.=407)壁厚6=6mmt高度A-F=550mni其余尺寸基本上与原母型相同或酌情减小.
3.2.2除氧水箱的设计
原母型(6〃h)的除氧水箱的尺寸为,内径丄=1200mrn,壁厚<J=6mm.水箱筒体长度Z,=3100mm,多孔加热管长Z=1300mm,
除氧水箱内安装的多孔加热管(再沸腾装置)和热交换器及其它辅件,其中缺一不可,因就新设计的4t/h的热力除氧器(旋膜式除氧器)其水箱封头规格及内部构件都可借用原母型的有关图纸。然而4h/h的热力除氧器(旋膜式除氧器)其出力明显比原母型的小,故其小箱的容量也可比母型的小,当水箱内直径不变的情况可以缩短筒体的长度,同时还可适当缩小多孔加热管的长变,具体可逋过下面的比例计算法来确定:
设4t/h的除氧水箱长度为M多孔加热管长为丄,则6:4=3100:Lt(1)6:4=130。(2)由(1)式解得以=310?X_4=2067mmV由(2)式解得1300X4=86?mmt>后疫取4t/h除氧水箱的主要尺寸是:内直径1200mm.筒体长乙=2100mm壁厚<5=6mm?多孔加热管长1=900mm其余尺寸及构造基本与原母型的相同,只需在原图纸上作适当修改即可。下面为热力除氧器(旋膜式除氧器)构造简图(附图2)
图2热力除郵器构造简图
1、除氧头罩 2、排气管组3、挡單4、挡BI5、喷水管6、供水管7、法兰8、除拿头上箇体9、集水器10、多孔板11、填耕(去孔原件)12、小孔板(内)13、除氧头下筒悻14、蒸汽扩散春15、交换器16、水箱17、丹沸装置(多孔管)18辅件(略)
通过上述参照母型进行喷努式热力除氧器(旋膜式除氧器)的对比设计,收到了多、快、好、省的預期效果,
1、3天内可完成洽谈报价图的设计,了天内可基本完成生产图纸设计任务;
2、自去年给东莞某单位设计制造一个4t/h的热力除氧器(旋膜式除氧器)以来,至今一年多使用效果良好。
3、近年来又先后承接多单热力除氧器(旋膜式除氧器)的设计制造任务,这些任务往往来得急客户要产品也要得急,在这种情况下,如何满足客户及生产的要求,我们设计部门就只有依赖上述的设计方法去争得时间、争得客户、争得效益。