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大氣旋膜式除氧器蒸汽耗量的計算實例

發(fā)布時間:2024-11-28 01:24:17瀏覽數(shù):

大氣旋膜式除氧器蒸汽耗量的計算實例 大氣旋膜式除氧器廣泛應(yīng)用于工業(yè)鍋爐的給水除氧，所需加熱蒸汽由鍋爐直接供給。以地區(qū)工業(yè)供熱鍋爐為例，分析除氧系統(tǒng)的工藝流程，建立除氧系統(tǒng)的質(zhì)平衡與熱平衡，從而確定除氧系統(tǒng)蒸汽耗量與鍋爐給水量的關(guān)系式。
1概述
為避遙遙工業(yè)鍋爐的氧腐蝕，遙遙鍋爐的安全經(jīng)濟運行，對于工業(yè)鍋爐上供給的軟化水遙遙須進行除氧。GB15762001《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，蒸汽鍋爐額定蒸發(fā)≥6th時應(yīng)采取除氧措施，承壓熱水鍋爐額定功率≥4.2MW時也遙遙須采取除氧措施，采用鍋外化學(xué)處理時鍋水及給水的溶解濃度均應(yīng)≤0.1mgL。
旋膜式除氧器機理明確、遙遙穩(wěn)定；不增加水的含鹽量、低風(fēng)險；不僅除去水中的氧分子，同時也除去其他不凝結(jié)氣體(如二氧化碳、氮氣、氨氣等),遙遙水的遙遙。大氣壓力式旋膜式除氧器工質(zhì)的壓力稍高于大氣壓力，一般采用0.02±0.005MPa,相應(yīng)的飽和溫度為104±1℃。大氣式熱力除氧器便于控制和操作，當(dāng)除氧水量波動不大時，運行穩(wěn)定，除氧遙遙，是工業(yè)蒸汽鍋爐經(jīng)常采用的除氧方式。但大氣式旋膜式除氧器耗用蒸汽量大，約占鍋爐給水流量的10%,而一般在工業(yè)鍋爐除氧系統(tǒng)中并不設(shè)置蒸汽流量測點，對于除氧系統(tǒng)蒸汽耗量的統(tǒng)計遙遙見。對此，以某地區(qū)供熱工業(yè)鍋爐大氣式旋膜式除氧器系統(tǒng)為例，對除氧系統(tǒng)進行量化分析，計算除氧系統(tǒng)蒸汽的耗量與實測鍋爐給水流量的關(guān)系。
2旋膜式除氧器原理
氣體在水中的溶解度與水的溫度有關(guān)，水溫愈高，其溶解度愈?。粴怏w的溶解度還與水面上氣體的分壓力有關(guān)，某種氣體的分壓力愈小，這種氣體在水中的溶解度就愈小。旋膜式除氧器就是利用氣體這—溶解定律(亨利定律),引入具有一定壓力的蒸汽將容器中的水加熱到沸騰，在升溫過程中氣體在水中的溶解度不斷降低，溶解于水中的氧氣及其他氣體不斷逸出來，并及時將其排除。
3工藝流程介紹
地區(qū)供熱工業(yè)鍋爐由多臺遙遙蒸汽鍋爐組成，其中除氧系統(tǒng)由4臺大氣旋膜式除氧器并聯(lián)組成，加熱所需蒸汽由蒸汽母管中供給，同時蒸汽鍋爐的連續(xù)排污擴容器與各個除氧水箱串聯(lián)而成，平衡各個除氧器中的工作壓力，達到余熱再利用、除氧系統(tǒng)工作條件穩(wěn)定平衡的遙遙。除氧器對軟化水除氧后，由給水泵打入鍋爐中，在鍋爐穩(wěn)定運行時，鍋爐連排水排入連續(xù)排污擴容器(簡稱連擴),經(jīng)過擴容增容降壓后，連排水經(jīng)歷閃蒸過程，閃蒸出來的蒸汽再融入各個除氧器中，平衡各個除氧器間的工作壓力，具體流程見圖1。
旋膜式除氧器由除氧頭(除氧塔)和除氧水箱組成，如圖2所示。除氧頭的遙遙是完成水的加熱至沸騰并從中析出氧氣和其他氣體，蒸汽與水的接觸面積愈大，加熱和分離遙遙愈。除氧水箱的遙遙是儲存已除氧的水和兼作鍋爐的給水箱，儲存在水箱中的水應(yīng)始終保持沸騰狀態(tài)，以防已析出的氧氣又重新溶解于水中。除氧頭上部設(shè)置有進水管，其上裝有幾排互相平行的噴水管，噴水管上有遙遙的噴嘴，待除氧水經(jīng)進水管，噴水管流向噴嘴，通過噴嘴被霧化成霧狀細(xì)微水滴。來自除氧頭下部的蒸汽向遙遙動，與水霧相混合，使水迅速加速，并進行除氧。
4除氧系統(tǒng)的平衡
4.1除氧系統(tǒng)的質(zhì)平衡
根據(jù)上述的工藝流程圖，在正常運行狀態(tài)下，保持除氧器水位基本保持不變的情況下，可建立如下的質(zhì)平衡關(guān)系W?+Q?+Q?+W?=W?+O?(1)W?=W?+W?(2)式中；W?——進入除氧系統(tǒng)的軟化水流量，th;1.除氧頭；2.除氧水箱；3.安全水封；4.壓力表；5.水位計。
圖2旋膜式除氧器
W?——除氧系統(tǒng)的出水流量，th;
W?——給水再循環(huán)的循環(huán)水流量，th;
W——由給水泵打入鍋爐系統(tǒng)的除氧水流量，th;
Q?——由蒸汽母管送入除氧系統(tǒng)的高溫蒸汽流量，th;
Q?—由連擴閃蒸后送入除氧系統(tǒng)的蒸汽流量，th;
O?——水中溶解氣體的排除量(很小，忽略不計)。
4.2旋膜式除氧器除氧系統(tǒng)的熱平衡
在除氧系統(tǒng)中，高溫蒸汽和連擴閃蒸蒸汽作為加熱側(cè)，對進入除氧系統(tǒng)的軟化水進行旋膜式除氧器。除氧過程中，高溫蒸汽會有很小一部分隨除氧器的排氧過程散失部分熱量，并且在給水再循環(huán)中返回除氧水箱的除氧水也會散失部分熱量，因此在建立系統(tǒng)的熱平衡時要加以考慮。而這些散失熱量又無法計算，所以將此部分熱損失融入旋膜式除氧器效率之內(nèi)，估取旋膜式除氧器熱效率約為95%,建立如下系統(tǒng)的熱平衡關(guān)系式。(Q?×h1+Q?×h?)η=W?×h?W?×h?(3)式中h'——高溫蒸汽的比焓，kJkg;h'z——連擴閃蒸蒸汽的比焓，kJkg;h——進入鍋爐系統(tǒng)除氧水的比焓，kJkg;h?——進入除氧系統(tǒng)的軟化水的比焓，kJkg;η——除氧系統(tǒng)的熱效率%。
4.3蒸汽耗量的計算
由(公式1),(公式2)兩式可得，W?=W?Q?Q?(4)將(公式4)帶入熱平衡關(guān)系式中，可得，(Q?×h1?+Q?×h'?)η=W?×h(W?Q?Q?)×h?(5)根據(jù)集控運行室內(nèi)DCS系統(tǒng)上的CRT畫面，可以查取式(公式5)中的相關(guān)參數(shù)。在鍋爐給水壓力的范圍內(nèi)，可得h約為437kJkg;除氧器的軟化水供水溫度根據(jù)水處理長期運行數(shù)據(jù)可知，一般在40℃~60℃之間，取平均值50℃對應(yīng)的h?約為209kJkg;高溫蒸汽可根據(jù)蒸汽母管的溫度測點可知一般在235℃左右，壓力約為088MPa,得h1約為2910kJkg;而連擴的工作壓力約為20kPa,基本和除氧器工作壓力相當(dāng)，所以對于連擴的閃蒸蒸汽的比焓可查取此工作壓力下的飽和蒸汽焓值，h?約為2683kJkg;Q2為連擴的閃蒸蒸汽流量，此數(shù)值與連擴的閃蒸率和鍋爐的連排率有直接關(guān)系，所以對于Q?的確定，需要選定閃蒸率和連排率之后加以換算，終確定為Q2與W?的關(guān)系。根據(jù)冬季供暖經(jīng)驗數(shù)據(jù)可知，鍋爐的連排量一般為10th左右；而連擴的閃蒸率，在冬季2010~2011供暖季的記錄數(shù)據(jù)中，經(jīng)計算可知閃蒸率為15%左右；所以可以建立Q2與W?的關(guān)系式Q?=1.5th(6)將以上數(shù)據(jù)代入式(公式5)中，可得到Q?與W的關(guān)系式(Q?×2910+1.5×2683)×95%=W×437(W?Q?15)×209(7)整理后，可得，Q?≈8.9%M1.37th(8)鍋爐一般都在經(jīng)濟負(fù)荷區(qū)域運行，并且鍋爐給水流量W?參數(shù)可以通過監(jiān)控畫面查取參數(shù)，由以往經(jīng)驗可知1.37th的蒸汽流量大約相當(dāng)于0.2%M,所以對于此除氧氧系統(tǒng)的蒸汽耗量與鍋爐給水流量的關(guān)系式可以通過下式進行簡單量化計算Q?≈8.7%N(9)
地區(qū)供熱工業(yè)鍋爐大氣旋膜式除氧器為計算實例，對自身鍋爐房的除氧系統(tǒng)進行工藝流程的分析，確定了質(zhì)平衡和熱平衡的關(guān)系，并參照2010~2011冬季供暖期間的運行數(shù)據(jù)在穩(wěn)定負(fù)荷下進行數(shù)據(jù)選取與計算，終確定了此除氧系統(tǒng)蒸汽耗氣量與鍋爐給水流量測點數(shù)值的關(guān)系式。此實例的論述與計算，對該地區(qū)冬季供暖蒸汽除氧的耗量有一定理論量化作用，以及對于測算輸入外用戶管路之間存在的蒸汽管損也有一定的理論數(shù)據(jù)支持作用。
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