專利名稱：節(jié)能型鍋爐給水除氧器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型除氧器屬于鍋爐給水除氧設(shè)備。
近年來，國內(nèi)集中供熱面積不斷擴大，鍋爐數(shù)量不斷增加，特別是熱水鍋爐數(shù)量增長很快。有的鍋爐因未設(shè)置除氧器，運行5～7年，甚至2～3年就因鍋爐內(nèi)部受熱面被給水中的氧所腐蝕而報廢。為此我國現(xiàn)行鍋爐給水規(guī)范規(guī)定2t／h以上的鍋爐必須除氧。
目前市場提供的除氧設(shè)備存在以下幾方面問題1 用戶對除氧器給水的熱力參數(shù)與除氧器設(shè)計要求不符合。由于實際給水溫度較低，水在除氧器內(nèi)部達不到相應(yīng)壓力的沸騰溫度，它的除氧效果也就達不到規(guī)定標準。
2 一般除氧器水噴頭是按一定給水負荷設(shè)計的，當負荷低時噴頭出口的水成柱狀，大大影響水與蒸汽傳熱過程的接觸面積，相應(yīng)的也影響除氧效果。
3 要使進入除氧器內(nèi)的軟化水溫度升高到除氧器壓力的飽和溫度，實際需要的加熱量，最小要超過理論需要熱量的3～8％，而這部分過量的熱量，最后與不凝氣體一起經(jīng)排氣管排棄于大氣。以20t／h的熱力除氧器為例，按過熱量5％計算，每年浪費燃料超過120t標準煤。
為解決這些問題，國內(nèi)外都在開發(fā)為鍋爐配套的除氧設(shè)備。經(jīng)專利檢索，與本實用新型比較接近的專利有CN86101425，CN87214451，CN88106037，以及US4745757。這些專利所述的除氧器從工藝加熱至結(jié)構(gòu)研究都有所前進，但他們均未很好解決上述三個問題，有的能耗偏高，有的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價高。
本實用新型除氧器發(fā)明的目的在于綜合解決上述問題，通過采用內(nèi)冷凝器，旋轉(zhuǎn)水噴頭以及壓延孔板波紋填料等措施，使其在不同負荷下都具有較好的除氧效果和較低的能耗，并且結(jié)構(gòu)較簡單，造價較低。
為達到上述目的，本實用新型除氧器由除氧器頭和除氧器水箱組成。除氧器頭由內(nèi)冷凝器、旋轉(zhuǎn)水噴頭和壓延孔板波紋填料組成，當使用蒸汽直接加熱時還有蒸汽分配器。內(nèi)冷凝器設(shè)在除氧器頭的上部，其結(jié)構(gòu)可以是固定管板式或者蛇形管式的，其一側(cè)為過剩蒸汽和不凝氣，另一側(cè)為冷卻水；旋轉(zhuǎn)水噴頭位于除氧器頭的中部，其導水孔為斜孔，使噴出的水膜帶有旋轉(zhuǎn)運動；壓延孔板波紋填料在旋轉(zhuǎn)水噴頭的下方，由壓制的不銹鋼波紋薄片做成盤式圓柱形組裝而成。
除氧器水箱為立式或者臥式的鋼制容器。軟化水經(jīng)除氧器頭脫除氧氣等不凝氣體后，儲藏于水箱內(nèi)，再由升壓水泵提高壓力后送給鍋爐。
與現(xiàn)有除氧器比較，本實用新型除氧器具有以下優(yōu)點1 除氧器頭內(nèi)部設(shè)排汽冷凝器，可以利用進本裝置的低溫軟化水做冷卻水，回收塔內(nèi)過剩的熱量，既保證除氧水達到標準，也使被排棄的熱量和蒸汽凝結(jié)水得到回收。與冷凝器設(shè)在除氧器頭外部相比具有壓降小，結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點，是一種節(jié)能型的除氧器。
2 采用可變數(shù)量的壓延孔板波紋填料和旋轉(zhuǎn)水噴頭相結(jié)合，不但可以保證在不同軟化水溫度條件下都能取得較高的除氧效果，而且可以在負荷變動較大范圍(20～100％)時同樣得到可靠的除氧效果。這對于經(jīng)常變化負荷運行的工業(yè)鍋爐和熱水采暖鍋爐補給水更具有實際意義。
3 采用壓延孔板波紋填料與其它填料相比，由于傳熱、傳質(zhì)效率高，它每米填料高度相當于6～8塊理論塔板數(shù)，因而填料層高度降低，從而使除氧器頭高度也大大降低，這對除氧器設(shè)在室內(nèi)創(chuàng)造了有利條件。由于填料可以做成積木式，故其數(shù)量可以根據(jù)用戶軟化水溫度的高低增減，這樣既可以保證軟化水除氧的效果，也可以保證合理的造價。
以下結(jié)合附圖對本實用新型除氧器的結(jié)構(gòu)和實施例作進一步詳細地描述。


圖1為除氧器結(jié)構(gòu)圖；圖2為內(nèi)冷凝器結(jié)構(gòu)圖；圖3為旋轉(zhuǎn)水噴頭結(jié)構(gòu)圖。
如
圖1本除氧器由除氧器頭(1)和除氧器水箱(4)組成。
除氧器頭由內(nèi)冷凝器(7)，旋轉(zhuǎn)水噴頭(9)及壓延孔板波紋填料(10)組成，當使用蒸汽直接加熱時還有蒸汽分配器。
內(nèi)冷凝器(7)作為減少可凝蒸汽放空，回收余熱，降低能耗的重要措施，設(shè)在除氧器頭上端，由金屬鋼管組成，可以設(shè)計成固定管板式或者蛇形管式。
圖1中為固定管板式的，管內(nèi)走氣體，管外為冷卻水，(8)為冷卻水入口管嘴，(2)為冷卻水出口管嘴。
旋轉(zhuǎn)水噴頭(9)位于除氧器頭(1)的中部，能使進入除氧器頭的軟化水變成薄膜狀態(tài)噴出，以進一步加快水的加熱和閃蒸過程，使溶在水中的不凝氣體迅速脫除。為加快傳熱和傳質(zhì)過程，旋轉(zhuǎn)水噴頭噴出的水膜不僅具有輻射運動，而且?guī)в行D(zhuǎn)運動，(3)為軟化水入口管嘴。
壓延孔板波紋填料(10)設(shè)在噴頭下部，由于這種填料流道均勻而有規(guī)則的布局，使軟化水均勻分布，從而能大大加速軟化水的加熱和脫氣過程，圖中(5)為不凝氣出口，(6)為氣水分離罩。
水箱(4)設(shè)在除氧器頭下部，作為貯藏除氧水用的，水箱可以是立式也可以是臥式，脫氧后的水經(jīng)管嘴(11)進入升壓水泵，作為鍋爐或供熱系統(tǒng)的補充水。
內(nèi)冷凝器(7)結(jié)構(gòu)如圖2，該圖為管板式冷凝器，由固定管板(12)和冷凝管(13)組成。管板(12)為鋼制的，焊于除氧器頭(1)內(nèi)；冷凝管(13)為鋼管，兩端直接焊于上下兩塊管板(12)上，形成回收被排棄熱量的受熱面。殼體(管外側(cè))為冷卻水；管內(nèi)部為軟化水中解脫出來的不凝氣和過剩的蒸汽。由于管內(nèi)外存在溫差，冷卻水吸收管內(nèi)汽體熱量，使可凝蒸汽冷凝成凝結(jié)水，沿管子(13)內(nèi)壁下流而得到回收。
旋轉(zhuǎn)水噴頭(9)結(jié)構(gòu)如圖3，全部為不銹鋼制造，由壓蓋(14)、導桿(15)、彈簧(16)、殼體(17)和底板(18)組成。底板(18)與殼體(17)的開度靠軟化水壓力和彈簧壓力平衡而定，其大小與水壓成正比，在合理設(shè)計條件下，可以保證旋轉(zhuǎn)水噴頭在不同運行負荷范圍內(nèi)保持水膜狀態(tài)，使軟化水具有較高的脫氣效果。為強化脫氣過程，導水孔(19)為斜孔，使噴出的水膜不僅具有輻射運動而且還帶有旋轉(zhuǎn)運動。
壓延孔板波紋填料(10)是一種規(guī)整填料，設(shè)在旋轉(zhuǎn)水噴頭(9)的下部，用不銹鋼片壓延成波紋狀并拼裝成圓盤式；波紋方向與盤軸線成一定傾角，相鄰波紋片的波紋方向相反，使填料內(nèi)形成許多交叉規(guī)整的斜通道，氣體或液體每通過一個盤都重新分布，并逐步趨于均勻。它與目前市場上除氧器采用的散裝填料或玻璃鋼蜂窩填料相比具有更高的傳熱、傳質(zhì)效率，特別是在低負荷時也能得到較佳的除氣效率，這種填料可以根據(jù)不同的軟化水溫度增減數(shù)量，這樣既可以保證軟化水的除氣效果，又可以保證合理的造價。
本除氧器已經(jīng)在中國石化總公司某廠鍋爐房內(nèi)進行試驗，得到良好的效果。該試驗中除氧器設(shè)計正常負荷為8t／h。18℃的冷卻水直接進入內(nèi)冷凝器，回收排汽熱量后溫度升高2～2.5℃，軟化后再進入除氧器內(nèi)3個旋轉(zhuǎn)水噴頭，每個水噴頭負荷按0.7～4t／h軟化水計算。軟化水在除氧器內(nèi)直接用蒸汽加熱到104℃，當除氧器穩(wěn)定運行在2.0、5.0、8.0和10t／h的各種負荷時，在排氣口不冒蒸汽的條件下，用比色法測定，除氧水殘余含氧量均低于0.03mg／L。試驗結(jié)果證明這種結(jié)構(gòu)的除氧器能耗低，適用于各種負荷運行的彈性大，而且操作簡單，運行費用低。
權(quán)利要求1.一種鍋爐給水除氧器，由除氧器頭(1)和除氧器水箱(4)組成，其特征在于除氧器頭(1)由內(nèi)冷凝器(7)、旋轉(zhuǎn)水噴頭(9)和壓延孔板波紋填料(10)組成；內(nèi)冷凝器(7)位于除氧器頭(1)的上部，其結(jié)構(gòu)可以是固定管板式或者蛇形管式；旋轉(zhuǎn)水噴頭(9)位于除氧器頭(1)的中部，其導水孔(19)為斜孔；壓延孔板波紋填料(10)設(shè)在旋轉(zhuǎn)水噴頭的下方，做成盤式圓柱形，每盤填料由壓制的不銹鋼波紋片組裝而成。
2.如權(quán)利要求1所述的除氧器，其特征在于當內(nèi)冷凝器(7)為固定管板式冷凝器時，由兩端固定管板(12)和冷凝管(13)組成，其管板(12)為鋼制的，焊于除氧器頭(1)內(nèi)，冷凝管(13)為鋼管，兩端直接焊于上下兩塊固定管板(12)上。
3.如權(quán)利要求1所述的除氧器，其特征在于旋轉(zhuǎn)水噴頭(9)為不銹鋼材料制造，由壓蓋(14)、導桿(15)、彈簧(16)、殼體(17)和底板(18)組成，底板(18)與殼體(17)的開度靠軟化水壓力和彈簧壓力平衡而定，其大小與水壓力成正比。
4.如權(quán)利要求1所述的除氧器，其特征在于壓延孔板波紋填料(10)的波紋方向與盤軸線成一定傾角，相鄰波紋片的波紋方向相反，使填料形成許多交叉規(guī)整的斜通道。
專利摘要一種節(jié)能型的鍋爐給水除氧器，其除氧器頭(1)由內(nèi)冷凝器(7)，旋轉(zhuǎn)水噴頭(9)和壓延孔板波紋填料(10)組成；內(nèi)冷凝器(7)位于除氧器頭(1)的上部，其結(jié)構(gòu)可以是固定管板式或者蛇形管式；旋轉(zhuǎn)水噴頭(9)位于除氧器頭的中部；壓延孔板波紋填料(10)設(shè)在旋轉(zhuǎn)水噴頭的下方，做成盤式圓柱形。本實用新型鍋爐給水除氧器廣泛適用于各種型式的鍋爐給水除氧，具有能耗低，結(jié)構(gòu)簡單，除氧效果好等優(yōu)點。
文檔編號F22D1/00GK2120258SQ9123251
公開日1992年10月28日 申請日期1991年12月24日 優(yōu)先權(quán)日1991年12月24日
發(fā)明者李德平, 烏美芳 申請人:中國石油化工總公司北京設(shè)計院