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1、［摘要］除氧器的作用是除去溶于水的含氧，避免锅炉、汽轮机组各系统的金属部件在高温下发生过度的氧化腐蚀。电厂早期使用淋水盘式除氧器，它对进水温度和负荷要求苛刻，其除氧效果较差，淋水盘的小孔易堵塞。后使用喷雾填料式除氧器，其除氧效果比淋水盘式除氧器好，但只能除去水中溶解氧的80%〜90%。新研制的旋膜式除氧器,进一步强化了传热、传动、传质过程，旋膜式结构保证了“三传”过程的顺利实施，除氧效果较好。［关键词］除氧器除氧效果传热传动传质除氧器功能是:为降低锅炉水中的含氧量，使之达到要求，以保证锅炉、汽轮机组和整个
2、系统的金属部件在高温下不发生过度的氧化腐蚀。国内电厂早期采用淋水盘式除氧器,它对进水温度和负荷要求苛刻，适应能力较差,且淋水盘的小孔易被堵塞。后来很多电厂改用喷雾填料式除氧器。这种除氧器的除氧效果也不理想，溶解氧的合格率一股在65%左右。于是，后来又研制出泡沸式和旋膜式除氧器，其中，旋膜式除氧器的除氧效果远高于其他型式的除氧器。各类除氧器的除氧效率如表1所示。1热除氧原理和条件目前使用的除氧器均采用热除氧法。除氧原理根据享利定律和道尔顿定律川卩在定压下，将水加热至饱和状态。如果液面上气相中凝结气体的分压力
3、小于其平衡压力,气体会在不平衡压差的作用下由水中离析出来。若及时排出不凝结气体，不断破坏其平衡，保持不平衡压差，气体会不断从水中逸出直至液面上全压力等于水蒸汽压力吋，其他气体的分压力趋于0,溶于水中的气体全部逸出而除去。因此,热除氧必须具备2个条件：⑴快速将水加热到相应压力下饱和温度的传热条件；⑵使气体从水中迅速离析并排走的传动、传质条件,2个条件紧密相连。实践表明:条件(1)较易满足;条件(2)是彻底除氧的关键,也是更新除氧器考虑的主要因素。1喷雾式除氧器的除氧效果1.1喷雾式除氧器的传热过程我国目前使
4、用最多的是喷雾式除氧器。在该除氧器屮，喷嘴以雾的形式将水喷出，液相雾滴与加热蒸汽接触，因此汽、液相接触面积很人。蒸汽加热雾滴吋，属高强度凝结换热，换热系数为1.3X104-1.5x104W/(m2•°C),瞬间可将雾滴加热到饱和温度。此时雾滴中80%〜90%的溶解气体被离析。2.2喷雾式除氧器内动量与质量的传递由于雾滴颗粒小、表面张力大,加之气体在雾滴内、外的不平衡压差变小，使雾滴中的剩余气体逸出受阻，不利于深度除氧。为此，所有喷雾式除氧器的下部都加了1层固体填料层、网栅或淋水盘等，使水再分散成极薄的水膜
5、，减小了表面张力，完成深度除氧。但实际效果往往不理想，如珠江电厂4X300MW机组的除氧器，溶解氧的合格率平均在80%左右,出水溶氧量波动较大，一般为12-78Hg/L,长期运行对机组危害很大。在喷雾式除氧器中，由于所喷雾滴很小，表面张力大，只能完成初期除氧的任务。残存在雾滴中的少量气体，因不平衡压差很小，虽然雾滴在除氧器的容积空间内不停地运动，但气体分了在雾滴中是相对静止的，只能靠分子扩散的方式渐渐逸出，传动、传质效果差，给深度除氧造成困难•据威尔克提出的非电介质在稀溶液中的扩散关系式，其扩散系数DAB
6、与水温的关系如图1所示。虽然DAB随T的升高而增大/旦其绝对值很小，如空气在100°C的水中，其DAB为0.7X10-5cm刀s。分了扩散通量如⑴式所示:JA=-DABdCAdr(l)式中JA扩散摩尔通量,kmol/(m2-s);dCA/dr摩尔浓度梯度;CA扩散组分的摩尔浓度。由于扩散系数DAB很小，雾滴屮空气的浓度梯度dCA/dr很小，且越来越小，所以扩散通量小,即通过扩散逸出的气体越来越少。这是影响深度除氧的关键。因此,具有较好的传热效果并不是除净溶氧的充分条件。2.3喷雾式除氧器的深度除氧层在喷雾
7、除氧器下部往往加1层固体填料、网栅或淋水盘作为给水深度除氧的区段，固体填料层可使比表面积(单位体积的表面积)达到200丽m3左右,有利于进一步除氧。喷雾除氧中的深度除氧层起强化传动、传质作用，被除氧的水流经不规则填料层时，处于紊流状态，液膜表面不断变换更新，使水中的部分气体分子有机会冲破液膜表面张力而逸出,使给水含氧量不超过7ug/L,满足超高压机组电厂的除氧指标。1旋膜式除氧器的除氧效果3.1旋膜式除氧器的传热过程旋膜式除氧器由于结构的特点（见图2）,除氧效果明显提高。其传热、传质方式与液柱式、雾化式和
8、泡沸式不同。它是将射流、旋转膜和悬挂式泡沸3种传热、传质方式缩化为一体。射流、旋转膜和悬挂式泡沸3种传热、传质方式源于喷射、降膜和泡沸传热、传质方式。不同的是将喷射冷凝扩散管取消;仅利用喷嘴的射流改为飞行冷凝,它不仅具有很大吸热功能，而且有很大的解析能力。将自然降膜改造为强力降膜，增加液膜的更新度，造成液膜沿管壁强力旋转卷吸大量蒸汽，增强传热、传质功能。将相向泡沸改为悬挂式泡沸，提高层中蒸汽流速高时泛点（飞溅），并能保持汽（气
