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低位除氧器，低位热力除氧器
一、低位除氧器，低位热力除氧器概述
低位热力除氧器即安装在0米层的除氧器。过去根据规范规定，锅炉房内的热力除氧器通常都设置在标高为６米以上的楼层上。，提供给水泵入口一定的压力。除氧器水箱和给水泵进口之间的高度，保证了给水泵进口处水的压力，这个压力要大于给水的饱和压力，防止给水泵汽化。原则就是这样，具体可以根据具体的给水温度，对应饱和压力计算出具体落差。
在锅炉房的除氧设备中，大气式热力除氧器得到了广泛的应用，这主要是由于大气式热力除氧器使用效果较好，给水的含氧量能控制在规范所在允许的范围以内。经实践证明，当除氧器的负荷从３０～１２０％范围内变动时，以及当进水温度为２０℃时，除氧效果均很理想，出水含氧量都未超过规范所允许的数值。根据大气式热力除氧器的原理，给水是由于在除氧器内被加热到饱和状态，这时溶解在水内的气体才能彻底分离出来。由于通常所采用的压力为１．２绝对大气压的大气式热力除氧器，给水必须被加热到其相应的饱和温度１０４℃，如果给水在除氧器内不能被加热到饱和状态（１０４℃），则其含氧量就要激剧增加。由于采用大气式热力除氧器提高了给水温度，因而为了防止给水泵发生汽蚀现象，就必须将热力式除氧器设置在距给水泵入口一定垂直距离处，以保持水泵吸入口处有必要的正水头。过去根据规范规定，锅炉房内的热力除氧器通常都设置在标高为６～７米的楼层上。目前随着我国锅炉的设计、制造技术的发展，锅炉逐步向体积小、效率高、重量轻以及向快装结构方向发展，这就为在锅炉房厂房设计中简化结构，降低建筑物高度创造了有利条件，特别是目前生产的燃油（气）锅炉，锅炉间均采用单层布置。
二、旋膜热力除氧器设计的理论依据
从气体溶解定律（亨利定律）可知，任何气体在水中的溶解度与此气体在气水界面上的分压力和水温有关。图1-1-A说明了在大气压力下，空气、氧气、水蒸汽的分压力，以及氧气的溶解度与水温的关系，随着水温增高水蒸汽的分压力也增大，而空气和氧气的分压力在100℃时降低到零，水中的溶解氧也降低到零。图1-1-B说明了在不同压力下氧气在水中的溶解度，当水面上压力小于大气压力（具有一定的真空度）时，氧气的溶解度在较低水温差（＜100℃）下即可降到零。水中含氧量与温度、压力的关系见表1-1。
表1-1 水中含氧量与温度、压力的关系
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水面上压力（绝对大气压）/MPa |
水温 /℃ |
||||||||||
|
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
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|
含氧量 /（mg/L） |
|||||||||||
|
0.1 |
14.6 |
11.3 |
9.1 |
7.5 |
6.5 |
5.6 |
4.8 |
3.9 |
2.9 |
1.6 |
0 |
|
0.08 |
11 |
8.5 |
7.0 |
5.7 |
5.0 |
4.2 |
3.4 |
2.6 |
1.6 |
0.5 |
0 |
|
0.06 |
8.3 |
6.4 |
5.3 |
4.3 |
3.7 |
3.0 |
2.3 |
1.7 |
0.8 |
0 |
0 |
|
0.04 |
5.7 |
4.2 |
3.5 |
2.7 |
2.2 |
1.7 |
1.1 |
0.4 |
0 |
0 |
0 |
|
0.02 |
2.8 |
2.0 |
1.6 |
1.4 |
1.2 |
1.0 |
0.4 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
0.01 |
1.2 |
0.9 |
0.8 |
0.5 |
0.2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
三、除氧器的工作原理
除氧器的形式简图见图2-1
⑴回水及软水从顶部两侧引入管引入，经夹层中不锈钢（短管上的小孔）内部形成旋膜喷出落至下部的配水装置，再经配水片使水分散再次产生水膜使水流下，经过四周密封内装填料而四周固定的不锈钢丝网内下流。
⑵蒸汽由入口进入，流经喷射管喷出，可增加汽水接触面积，在顶部夹层有让水集热的作用，以防止水温突然变化，填料可以蓄热以加热水及增加汽水界面。
四、除氧器的结构特点
旋膜热力除氧设备由膜式除氧器及除氧水箱，以及阀门、仪表组成。
旋膜除氧器是一种新型热力除氧器，它依据亨利定律，在结构上采用了三种不同功能的旋膜器组成的组件，建立了汽态区段传质方法，完善了破膜技术，具有除氧效率高、适应性强、稳定性好和安全节能以及适于入口水溶氧高、水温低和低温汽源等优点，具有滑压启动、滑压运行、负压运行、定压运行等功能，在机组启动运行中其除氧效果均达到部颁标准的要求。
旋膜热力除氧器不同于其它类型热力除氧器（如喷雾式、溅盘式或喷雾填料式等）。其关键之处在于其喷淋结构造成的汽水传热传质方式。旋膜热力除氧器入口水的喷淋方式采用起膜管装置，起膜管是旋膜除氧器的特性部件。除氧器入口水，在起膜管中形成射流、喷溅及旋膜，并在起膜管出口形成水膜裙，其传热系数远比其它类型热力除氧器大，传热的同时伴随着传质。起膜管的设计，既考虑了液态传热、传质，又考虑了汽态传质。
旋膜除氧器的传热传质方式与已有的液柱式、雾化式和泡沸式不同，它是将射流、旋转膜和悬挂式泡沸三种传热传质方式缩化为一体的传热传质方式，因此有很高的效率。
射流，旋膜和悬挂式泡沸三种传热传质方式源于石化系统的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，利用喷嘴的射流及飞行冷凝，它不仅具有很大的吸热功能，而且具有很大的解析能力；将自然降膜改造为强力降膜，增加了液膜的更新度，使液膜沿管壁强力旋传卷吸大量蒸汽，增强传热传质功能；将相向泡沸改造为悬挂式泡沸，提高层中蒸汽流速高时泛点，并能保持汽体通道将独立的三种传热传质装置缩化为一体在一个单元部件内完成。由于它具有很高的效率和某些特殊功能，突破了已有除氧器的技术性能，使旋膜除氧器的除氧效果和适应性具有国内先进水平。
