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　　国家电力公司成套设备部（北京100011）　　吴旭东

摘　要：通过介绍旋膜除氧器的结构、特点和百余台国产旋膜除氧器的运行业绩，进而分析了国产旋膜除氧器的生产技术和生产能力，指出了旋膜除氧器应用于300 MW级火电机组的可行性，提出了试验项目和技术鉴定的建议。
关键词：旋膜除氧器；淋水密度；提升温度；出入口浓度差；排汽量；滑压率
　

1　旋膜除氧器的特点
　　随着高参数大容量发电机组的发展，对热力除氧器的技术性能和特殊功能的要求愈来愈高，为使除氧水中溶氧趋于零，除氧器适应范围更宽，提高运行经济性和安全性，许多国家都进行了大量的研究工作，取得了很多成果。
　　当前热力除氧器从传热传质的机理上可分为雾化、泡沸和旋转膜3种，从形式上可分为立塔、卧塔和隐塔（亦称无塔）3种。
　　旋膜除氧器是80年代初在原膜式除氧器的基础上制造的。旋膜除氧器、雾化除氧器和泡沸除氧器主要参数比较见表1。由表1可知，与雾化除氧器和泡沸除氧器相比，旋膜除氧器具有淋水密度大、提升温度高、出入口氧浓度差大、排汽量小和全滑压的特点，适于补水率大、入口水溶氧高、入口水温低、负荷变化大的调峰机组和热电厂，更适于凝汽式机组配套使用。旋膜除氧器在国内300 MW以下机组已应用百余台，为扩大其应用范围，特进行应用于300 MW机组的可行性研究。
                                                      

2　设计参数的确定
　　《火力发电厂设计技术规程》规定：“除氧器的总容量，应根据最大给水消耗量选择”；“给水箱的贮水量，200 MW及以下机组为10～15 min的锅炉最大连续蒸发量时的给水消耗量。200 MW以上机组为5～10 min的锅炉最大连续蒸发量时的给水消耗量。给水箱的贮水量是指给水箱正常水位至水箱出水管顶部水位之间的贮水量。”　　　因此，根据300 MW火电机组锅炉最大连续蒸发量为1 025 t／h，给水消耗量为最大连续蒸发量105％，即1 076．25 t／h。300 MW火电机组旋膜除氧器的水箱贮水量（有效容积）可以确定为90～180 m³之间。水箱的全几何容积为有效容积的1．25倍，水箱的全几何容积可以确定为112．5～225 m³之间。
　　旋膜除氧器的设计压力、设计温度等技术参数应符合能源安保［1991］709号文《电站压力式除氧器安全技术规定》、《压力容器安全技术监察规程》和GB 150—98《钢制压力容器》的有关规定。

3　国产旋膜除氧器应用的技术保证
3．1　旋膜除氧器的原理
　　旋膜除氧器是将旋膜管垂直放置，内外壁用隔板隔开，将一定压力的水引至喷管外壁，在压差的作用下，水自小孔喷射入管内，形成短暂的射流，由于管内充满了加热蒸汽，射流的水便卷吸了大量的蒸汽，产生混合加热作用。
　　射流结束后，旋转水流往往很快进入紊流状态，加热蒸汽迅速加热旋转水流，析出大量不凝结气体，由于旋转水流基本上是紧贴管壁旋转而下，在旋膜管中间形成汽—气通道，不存在气体流动死区，析出的不凝结气体被讯速排出。
　　在离心力和重力的作用下，旋转水流于旋膜管的出口形成张开的水膜裙。由于水膜裙自上而　　下运动，加热蒸汽自下而上运动，强化了水膜裙的波动，使水膜裙迅速进入紊流状态，增强了加热蒸汽的凝结放热。旋膜管的结构和工作过程如图1。

　

       300 MW火电机组旋膜除氧器由除氧塔和水箱两大部套组成。
3．2．1　旋膜除氧塔的构造　　
　　旋膜除氧塔结构如图2，给水除氧和加热主要在除氧塔内完成。除氧塔由1级、2级除氧组件和其它部件组成。
3．2．1．1　1级除氧组件
　　它由筒体、多层隔板、旋膜管、双流连通管、水入口混管和蒸汽管组焊为一体，并分有水室、汽室和水膜裙室。
　　（1）隔板用来将一次除氧组件分隔成水室和
汽室。（2）全部给水（含各种补给水）经水入口混管混合后送入水室，供除氧用。混管的特点是利用喷射器的原理混合不同压力的水。（3）旋膜管用无缝钢管，并上、下钻有射流孔、泡沸孔制成。旋膜管排列示意如图3。旋膜管为传热传质主要部件，依其功能分为3种，即主件管、排水管和排汽管，按设计要求选择旋膜管的数量和进行工艺布置。排水旋膜管具有射流、旋膜和泡沸功能，当停用时可排出水汽室内的积水。排汽旋膜管除具有传热传质功能外，还可排除1级除氧组件下隔板上部的气（汽）体。(4）双流连通管由无缝钢管制成，示意如图4，它的主要作用是导回汽水分离室内分离下来的积水和旋膜管带出的积水，排出除氧塔自由空间上部的气（汽）体，并在管内使两种介质进行换热。（5）自由空间亦称水膜裙室，相当于除氧器的雾化区，它是旋转膜作用的终程。每个旋膜器的水裙最大可用面积由试验确定。由于除氧水温在自由空间内已近于饱和温度，水中氧的解析也应该全部或接近于全部完成。实测结果说明，水膜裙形态及自由空间的容积对除氧效果有直接影响。　
3．2．1．2　2级除氧组件
它由篦组和填料组两大部件组成。　　

       （1）篦组由薄钢板，并经切割、压制成弧形的管条和框架组成。篦条等距焊在框架上，框架为可卸式。篦组的主要作用是将1级除氧后的水进　　行二次分配。篦条空间面积不小于总截面的50％。