热力除氧器的除氧原理是根据道尔顿分压定律,在饱和状态下氧在水蒸汽的中分压力趋于零进行除氧的。它的前提是水中的溶氧必须充分解析出来。
第一代除氧器的传热传质分为两步进行,第一步是雾化析出大部分溶氧,第二步穿越填料(俗称W铁)进行二次交换,达到除氧要求效果。也有除氧器在底部水箱中加再沸腾装置,用蒸汽进行混合加热。但由于投入时振动强烈,噪声大,故均不投用,后来干脆设计上取消了此种方法。
对于带基本负荷的大型热力发电厂,负荷稳,凝结水量和补水量均在额定状态下,进入除氧器后雾化效果较好。但如果负荷波动频繁,当水量太小时,雾化喷嘴两侧的压差不够,雾化效果恶化,导致除氧效果也随之恶化。为了解决这个问题,1984年由东北电力试验研究院牵头,研发出旋膜式除氧技术,其原理是:让水首先流进一个管束,管束械的每一条管的上端钻有下倾斜的切向进水孔(一般3毫米)。当水从管的外侧壁流进管壁时,在内壁产生旋转的水膜向下流,而蒸汽在管内向上流动,从而进行热量和质量的交换。管的出口产生水裙,水裙落入填料层,填料也进行了改进,采用不锈钢丝棉。
为了解决系统启动时的除氧问题,当时还采用了抽吸真空的办法。
总起来看,旋膜式除氧器(也称第二代除氧器)对变工况的适应性有较大改进,但除氧充分程度并没有提高。
第一代技术采用喷雾原理,如果雾化效果好,除氧效果是可以保证的。但是当水流量减小时,由于雾化喷头的总出水面积不变,必然导致出口流速太低,使整体雾化效果破坏,除氧程度不够,导致锅炉给水溶上升。
根据以上分析,我们研发出常雾化型喷头,其原理是:当水流量变化时,喷嘴的面积适时自动调整,使两侧的压差始终保持在一个能够保证雾化效果的范围内(趋于恒压),从而保证了在变工况下除氧器良好的除氧性能。我们把这种除氧器称为第三代热力除氧器。
对旧除氧器的改造,即更换喷嘴是一件容易的事,