呼吸式無(wú)水箱真空除氧器的使用及出現(xiàn)問題的解決問題方法？
呼吸式無(wú)水箱真空除氧器,用于工業(yè)鍋爐的給水及熱網(wǎng)的補(bǔ)給水的除氧。為解決負(fù)壓出水及適應(yīng)鍋爐負(fù)荷的變化,該真空除氧器裝置是在現(xiàn)有高位真空除氧器的基礎(chǔ)上,將真空除氧塔的底部用管道直接與鍋爐給水泵相連,再用呼吸管道將該管道與軟水箱連接起來,并在呼吸管道上裝有流量壓差變送裝置,由此組成呼吸系統(tǒng),即可代替原有的除氧水箱。采用該裝置既能實(shí)現(xiàn)真空除氧的目的,又能使整個(gè)系統(tǒng)變得簡(jiǎn)單,安裝方便,從而降低了真空除氧器的成本。
一種真空除氧器,由軟水箱,除氧水泵,真空除氧塔塔,鍋爐給水泵及抽氣系統(tǒng)組成,上述的軟水箱,除氧水泵通過管道及電控式自動(dòng)調(diào)節(jié)伐與真空除氧塔相連,上述的抽氣系統(tǒng)經(jīng)管道連接在真空除氧塔上端,其特征在于真空除氧塔的底部直接用管道與鍋爐給水泵相連,再用呼吸管道將管道與軟水箱連接,且在呼吸管道上有流量壓差變送裝置,在管道上裝有電控式自動(dòng)調(diào)節(jié)閥,流量壓差變送裝置與電控式自動(dòng)調(diào)節(jié)閥之間用電信號(hào)接通。
近年來真空除氧器得到一定發(fā)展。然而,在設(shè)計(jì)中遇到一些似是而非的問題。這些問題是除氧器的塔內(nèi)溫度(以下簡(jiǎn)稱塔溫)的選擇和引射器抽取真空氣體的方向(與水流方向同向的以下稱為同向流,與水流方向逆向的,以下稱為逆向流)。
為便于分析問題,討論中假定引射器有無(wú)限的抽吸能力(現(xiàn)在生產(chǎn)的水力引射器在塔內(nèi)溫度大于35℃時(shí),具有很好的抽吸能力,可以把它看作是一種無(wú)限抽吸能力的引射器),討論中還假定除氧塔內(nèi)件有十分優(yōu)秀的性能,其傳熱和傳質(zhì)的最小溫差、濃度差接近于零(現(xiàn)有設(shè)計(jì)優(yōu)良的霧化噴嘴的浮熱式真空除氧器以及旋膜加鋼絲網(wǎng)填料的加熱式真空除氧器的內(nèi)件性能接近于上述假定的條件)。
關(guān)于真空除氧器的塔溫問題塔溫是影響真空除氧是否能達(dá)標(biāo)的最重要參數(shù)之一,是設(shè)計(jì)者首先要考慮的問題。塔溫也是影響鍋爐效率、出力和除氧設(shè)備投資的重要問題。塔溫低,鍋爐給水溫度低,鍋爐效率就高；反之,鍋爐效率就會(huì)降低。塔溫高意味著要將軟化水溫度提高而消耗額外的熱量(由蒸汽或熱水加熱),增加額外的加熱設(shè)備從而增加額外的費(fèi)用。因而,塔溫高在經(jīng)濟(jì)上總是不利的。以往人們認(rèn)為,塔溫高容易除氧,下面分析將會(huì)看到,這是一種不全面的,有時(shí)是錯(cuò)誤的看法。應(yīng)該說,只有在抽真空設(shè)備和除氧塔內(nèi)件性能欠佳,塔溫高才有利于除氧。在抽真空設(shè)備及塔內(nèi)件性能良好時(shí),塔溫越低,越有利于除氧。茲分析如下: 根據(jù)亨利定律,水中溶解氧與其界面上氧氣的絕對(duì)壓力(分壓)成正比。
在過熱式除氧器中,塔溫應(yīng)該是在相同的過熱度下具有最大的濃度差的溫度,或者說,在相同的濃度差下具有最小的過熱度的塔溫,就是塔溫。這是我們分析問題的出發(fā)點(diǎn)。過熱式真空除敘器的塔溫問題利用亨利定律就可以確定塔溫。為便于分析,作以下幾點(diǎn)規(guī)定:
(1)引射器有無(wú)限的抽真空能力(現(xiàn)生產(chǎn)的水力引射器在塔溫大于35℃時(shí)有這個(gè)能力)。
(2)除氧塔內(nèi)件有十分強(qiáng)的傳熱、傳質(zhì)能力(對(duì)于過熱式真空除氧器,如果其霧化噴嘴設(shè)計(jì)得好,可以取得很好的霧化效果,基本符合本假定,對(duì)于加熱式真空除氧器如果采用旋膜加鋼絲網(wǎng)填料作內(nèi)件,其傳熱、傳質(zhì)能力也很好,也基本符合假定。)；
(3)不同真空條件下,漏入的空氣量不變,計(jì)算中其值假定為等于水中脫出的氣體量或者是水中脫出的氣體量的一倍。計(jì)算了兩種不同的漏入量(漏入空氣量與真空度及制造、按裝質(zhì)量有關(guān),不應(yīng)一概而論,但在實(shí)際中很難確定(為便于比較作上述假定在定性上是可以的)；
(4)在真空條件下亨利定律仍在有效。根據(jù)上述假定由亨利定律可確定除氧水指標(biāo)為。0.5mg/l時(shí)不同塔溫下要求的過熱度各t。其具體計(jì)算步驟如下:
1)確定不同塔溫下,辦達(dá)到除氧水指標(biāo)o.05mg/1時(shí)液面上最小的氧分壓力PO:的值。由亨利定律, boZ=Ko:Poz 或Po:=boZ/Ko:(2) 由式(2),當(dāng)b。:=0.05mg八,從表1查得不同水溫下的KO:即可計(jì)算得不同溫度下的PO:。計(jì)算結(jié)果如表2所示。表2塔溫t℃氧分壓Po:=boZ/KoZ(bar)0013440。0015150 .0017240 .0017980。001872~43~表2列出是如果水不沸騰時(shí),為達(dá)到bo=0.5mg/l指標(biāo)所要求最小氧分壓P。這個(gè)數(shù)值是很低的,通常的引射器抽不到這么高的真空。
2)確定在飽和沸騰情況下達(dá)到表2所要求的最小PO:所要求的過熱度6t。在實(shí)際真空除氧器中,真空抽到相應(yīng)水溫(塔溫)的飽和壓力時(shí),水就要沸騰,并有部分蒸氣閃蒸出來。過熱度從越大,閃蒸量越大,那么氧的分壓力就越低從而使氧的分壓達(dá)到或低于表2所規(guī)定的數(shù)值。不同的塔溫為達(dá)到表2所規(guī)定的PoZ所要求過熱度乙t是不同的。最小的水蒸氣閃蒸量可由分壓力的表達(dá)式(3)計(jì)算得,從而可計(jì)算得最小的過熱度。塔溫越低所求得的過熱度從也越小。
(l)在引射器及除氧塔內(nèi)件性能很好的條件下,塔溫越低,除氧效果越好,或者說,取得同樣的除氧效果,塔溫越低所需的過熱量越小。這一點(diǎn)對(duì)于除氧的經(jīng)濟(jì)性及保持引射設(shè)備的抽吸能力都是十分重要的。
(2)除氧器漏氣量增加將大大提高達(dá)標(biāo)要求的過熱度。因此設(shè)計(jì)及加工除氧設(shè)備時(shí)要盡可能降低漏氣量。
(3)在引射器及除氧塔內(nèi)件性能欠佳時(shí),塔溫過低會(huì)使引射器抽不到應(yīng)有的真空以及由于傳熱、傳質(zhì)能力差而不得不加大過熱度的情況。
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