真空除氧器单筒设计要点及结构分析

真空除氧器单筒设计要点及结构分析

真空除氧器单筒设计要点及结构分析，对采用哈锅自主技术设计的出口单筒式真空除氧器的设计要点及结构进行了简要介绍，阐述了适应小岛工况运行要求下对真空除氧器设计的特殊要求及解决办法。希望能对今后出口项目单简式除氧器设计提供借鉴、具有参考价值。
单体式除氧器是一种新型热力除氧器，它没有除氧头，采用喷嘴、及新型高效的除氧元件内置于壳体汽侧空间，实现除氧头和水箱的一体化。
采用一体化除氧器具有如下的优点
(1)真空除氧器设备总体重量轻。降低设备成本。
(2)总体高度低，降低厂房高度及基建成本。
(3)减少现场装配的工作量。
(4)真空除氧器系统设计简单，节省管道平台等费用。
(5)性能优越安全可靠。
综合上述优点，单筒式真空除氧器目前越来越成为除氧器技术开发及市场竞争中的主导产品。
随着国际市场的发展和电厂用户对真空除氧器技术要求的不断提高，为了更好地开拓国际市场，满足用户需求，锅炉厂有限责任公司以某2×660超临界机组单筒式真空除氧器项目为基础，开发了适应印方要求适应小岛工况运行的单筒式真空除氧器。此类真空除氧器不但能在电厂正常运行情况下达到优良除氧效果，且在小岛等恶劣工况运行下除氧器仍能正常运行，满足机组温升要求。所谓“小岛工况”是一种电厂由正常运行工况切换至电厂自备电运行的状态，此种工况的特点是进除氧器冷凝水温度低，除氧器抽气量骤然增加，从而将凝结水加热至维持锅炉安全运行的温度，因此凝结水温升较高，除氧器运行工况更为恶劣。
2真空除氧器主要技术参数
设计压力1.11MPa/全真空。
设计温度385℃。
除氧器出力2165t/h。
壳体材料ASEMSA516Gr70。
按汽轮机提供的热平衡图VWO工况及小岛工况，除氧器主要技术参数见表1。
3单筒式真空除氧器工作原理
(1)单筒式真空除氧器采用二次除氧方式，即给水经过喷雾阀以膜状喷出，蒸汽自下而上与加热蒸汽接触，将凝结水加热至蒸汽压力下的饱和温度或接近饱和温度。去除凝结水中接近一半的氧量。
(2)被加热除氧的凝结水均匀地洒在下面的除氧盘上，进行深度除氧。除氧盘是一种新型高效的除氧元件，一个除氧盘是由若干个不锈钢板条压制成的V型板条组装而成，每个V型板条的两边缘开有光滑的锯齿状槽口，在这里水被不断地破碎、剖析，形成膜状一层层向下流动，同时水在除氧盘中还做横向流动，这样极大增加了汽水接触的面积和传质传热的时间，保证凝结水与自下而上的蒸汽充分接触，为溶氧的逸出提供足够长的时间和动力。从而达到深度除氧，使锅炉给水含氧量达到标准要求值。
(3)在除氧过程中不断析出的氧气和其它不凝结气体通过上部的排汽管经节流孔板不断抽出，通过排汽母管排向大气。达到标准值的除氧水储存于下部的储水空间中，以满足对锅炉随时供水的要求。
4单筒式真空除氧器结构特点
(1)壳体及封头材料SA516GR70;厚度26mm封头标准椭圆形封头。
(2)进、出水装置进水装置由进水接管、给水母管和在母管上均匀布置的数根支管焊制而成。凝结水经给水母管被分配到各接管，然后流入到弹簧喷嘴。出水装置有3个出水口组成，其中两个出口按50%流量计算，两外一个按30%计算流速≤2m/s。
(3)排汽装置排汽装置由4只φ108×4.5管径的接管来共同满足启动排汽和连续排汽功能启动阶段用来启动排汽，正常运行工况时迎来满足连续。连续排汽两只节流孔板孔径按排汽量≤3%选取。
(4)内件装置包括有受水箱，散水桶，除氧盘及内部平台等。
①受水箱由不锈钢板压制而成固定在侧挡板和前后隔板上收集喷雾阀喷出的水，并按规定方向流动。
②散水桶不锈钢板压制而成，底部开有若干小孔，使水均匀的以细流状落在下部锯齿状的装置上，将给水撕碎、打破，落入除氧盘。
③真空除氧器除氧盘除氧盘是一种高效的除氧元件，本设备共设有足够数量的除氧盘，材料为不锈钢。每个除氧盘是由若干个不锈钢板条压制成的V型板条组装而成，每个V型板条的两边缘开有很多光滑的锯齿状槽口，水在这里被再次破碎、剖析，形成膜状一层层向下流动，同时水在除氧盘中还做横向流动。除氧盘固定在由角钢制成的框架内，每个除氧盘之间的联接是用槽口相互嵌接，后一块除氧盘装入后，应根据实际情况用调整板将其固定住。
(5)加热装置主蒸汽+辅助蒸汽；进汽装置+再沸腾装置。
①主蒸汽及辅助蒸汽进汽装置结构加热蒸汽装置是由一根φ426×11的管子及套管、防冲装置组成，防冲装置用来防止蒸汽进入壳体后对器壁和内部零部件的冲蚀。
作用
a.防止冲刷内部结构；
b.导向作用，引导蒸汽流动，加热装置简图如图1所示。
②再沸腾结构再沸腾装置是由两根合适口径的进汽管(带套管),一根布汽母管及数根支管组成，分别布置于真空除氧器内部。蒸汽通过在每一根支管上开的数个小孔喷出，水被均匀地加热，此种结构可以避免设备的振动和噪音。
作用
a.机组启动时，尽快把冷水加热到除氧设备工作压力下的饱和温度，加快给水除氧速度；
b.在正常运行时如果出现给水含氧量不合格，则可以从此管通入辅助蒸汽，使真空除氧器中的水再沸腾，起到辅助除去给水中的氧气及其他不凝结汽体的作用。
(6)支撑装置采用鞍式支座，3支座支撑，两只滑动，一只固定，间距10m。支座处设置内、外加强圈。
(7)保温结构出口产品采用自锁压板、保温钉、扁钢式保温结构。
(8)小岛工况进汽装置本次设计大特点即是才用小岛进汽装置。本装置为了满足除氧器在小岛工况运行时，由于进汽量大(192t/h)、凝结水温升高(46～147.6℃)这一特点。考虑到除氧器安全稳定运行，控制小岛工况进汽流速，使小岛工况抽汽能安全稳定的将凝结水迅速加热到机组正常工作温度147.6℃。小岛工况进汽装置采用母管式结构，两根进汽母管并由数根支管和组成，口径按192t/h进汽量控制流速为目的进行选取，选用此种结构可将小岛工况进汽分配至各个除氧单元内直接加热冷凝水，不必通过除氧盘而达到除氧器安全稳定运行的目的。从而解决了小岛工况进汽量大、温升高而带来的各种问题。
针对这次小岛工况单筒式真空除氧器方案设计时，广泛收集了单筒式真空除氧器技术方面的资料，研究归纳总结并结合小岛工况运行下各参数对除氧器性能引起的影响，大胆创新，解决除氧器运行的大问题即振动问题，采用母管进汽方式既能解决真空除氧器进汽流速的难于控制问题，又使蒸汽不通入水下直接在汽空间达到温升的要求，便于制造及安装。满足印方要求特殊工况的除氧器性能要求。对我公司改进单筒式真空除氧器技术，开拓国际市场起到关键作用。