旋膜式除氧器除氧原理及冷態(tài)試驗裝置設計說明 旋膜式除氧器除氧原理及冷態(tài)試驗裝置設計說明，隨著大容量發(fā)電機組的發(fā)展，熱力除氧器的應用愈發(fā)廣泛，對除氧器的除氧遙遙能要求越來越高。我廠生產(chǎn)的除氧器在除氧結構上主要有旋膜管式、噴嘴、塔盤等，主要以旋膜管式應用為廣泛。旋膜式除氧器具有運行穩(wěn)定，適應的流量范圍較寬，對入口水的水質(zhì)和含氧量要求不高，除氧遙遙能，制作難度小等優(yōu)點。在以往的設計中主要依據(jù)相關文獻，未進行實驗驗證。因此，很有遙遙要做冷態(tài)試驗，供產(chǎn)品設計時參考。對旋膜式除氧器的冷態(tài)實驗裝置進行介紹。
1實驗背景
(1)由于膜式噴管(又稱旋膜噴管)傳熱系數(shù)高、傳熱強度大，在相同體積下，出力可大大提高；
(2)由于膜式噴管除氧能力強，對水質(zhì)、水溫要求不嚴，出力適應范圍大，除氧遙遙能穩(wěn)定；
(3)鑒于上述特點，旋膜式除氧器在遙遙內(nèi)得到了較廣泛的應用，不少用戶在高、低壓除氧器中均指定要求采用旋膜式除氧器。
2試驗裝置的理論依據(jù)及試驗程序
2.1膜式噴管的結構及傳熱傳質(zhì)機理
膜式噴管結構見圖1。
結構簡單，便于加工制造和安裝。它由具有一定長度、大小不等的不銹鋼管，在管壁上開有一定數(shù)量、尺寸不等的進水小孔制成。進水小孔與管壁在水平方向和垂直方向分別成一定角度。本次試驗，膜式噴管進水小孔孔徑為d=φ4.2mm,與管壁在水平方向成60°,在垂直方向成10°,如圖1所示。
膜式噴管在運行時，水在噴管內(nèi)外壓差作用下，以一定的速度從管壁上的進水小孔進入噴管，在噴管內(nèi)獲得水平方向的圓周運動切向初速度和垂直向下的初速度，并在重力作用下旋流而下，在噴管內(nèi)壁形成高速旋轉(zhuǎn)的水膜，從而強化了汽水間的對流傳熱。當水到達噴口噴出時，由于離心力的作用，水沿圓周各方向切向飛出，形成具有一定錐角的水膜裙。傳熱傳質(zhì)過程為在噴管內(nèi)部，加熱蒸汽由噴管中通過與水進行傳熱傳質(zhì)交換；對水膜裙部分，水膜裙與加熱蒸汽接觸，進行傳熱傳質(zhì)交換，由于加熱蒸汽與水膜裙內(nèi)外兩側(cè)接觸而增大了傳熱面積，提高了傳熱傳質(zhì)能力。
2.2試驗裝置
試驗裝置的理論依據(jù)φ108×4.5mm,L=480mm的旋膜噴管上部鉆有24個小孔，該射流孔鉆成一定切向角β(60°±1°)和一定的下傾角a(10°+15′°),射流孔徑為φ4.2mm。水流經(jīng)該孔以4.6ms的速度射入管內(nèi)，由于存在切向角β,水流在射到管內(nèi)壁時有一切向分力而使水流沿內(nèi)壁形成連續(xù)而激烈的旋轉(zhuǎn)；又由于a向下傾角以及水自身重力使得快速旋轉(zhuǎn)的水流向下流動，并形成水膜，其水膜厚度約為1~1.3mm。水離開噴管下端出口流出后，呈旋轉(zhuǎn)拋物體的中空圓錐形水膜裙；加熱蒸汽接觸水膜裙的內(nèi)外表面，使水和蒸汽有足夠的接觸面積而進行換熱。
2.3試驗程序
2.3.1采用φ108×4.5mm,L=480mm的旋膜噴管進行試驗，對以下測試要求及數(shù)據(jù)應做詳細記錄。進水壓力與壓差的關系；流量與射流遙遙的關系；記錄射流長度、角度、水膜裙終端直徑及高度；目測水膜厚度與粒度；以流量表及時間計算流量噸位。
2.3.2采用φ89×4.5mm,L=480mm的旋膜噴管進行試驗，對以上測試要求及數(shù)據(jù)做詳細記錄。
2.3.3采用中108X4.5mm,L800mm的旋膜噴管進行試驗(用L480mm的旋膜噴管接[320mm的直管而成)，對以上測試要求及數(shù)據(jù)做評細記.
3.采用φ89X4.5m,800mm的旋膜噴管進行試驗(用L=480mm的旋膜噴管接L320m的直管成)，對以上測試要求及數(shù)據(jù)做詳細記錄。試驗裝置見圖2,裝置由壓力表、膜式噴管、水室、流量表、調(diào)節(jié)閥、托架等組成。本次試驗采用的膜式噴管有以下三種規(guī)格φ89X45,L=480m;中108X4.5,1=480m;φ108X4.5,L=800mo每種規(guī)格噴管管壁上均開有相互交錯排列的4排進水小孔，每排4Xφ4.2mm。
2.4試驗過程
對每種規(guī)格、不同進水孔數(shù)的噴管進行試驗，對以下測試數(shù)據(jù)及觀測結果做詳細記錄。
(1)壓差，即壓力表讀數(shù)，按壓差為5kPa、10kPa……60kPa,分別進行試驗。
(2)流量，即測定時間內(nèi)流量表終值與初值之差與測定時間的比值，并將單位換算為th。
(3)觀測水膜裙成膜狀態(tài)，測量并記錄成膜均勻完部分水膜裙的高度及終端直徑。
2.5整理數(shù)據(jù)及換算成熱態(tài)工況
將以上的數(shù)據(jù)整理并換算成熱態(tài)工況條件，分析比較管徑及長度變化對水膜裙的影響。按圖2將各低件組裝完畢,通過調(diào)節(jié)閥對水量進行調(diào)節(jié)，按壓差為5kPa、10ke....0.kPa,分別進行試驗，記錄各壓差下的流量，膜裙完部分的高度和終端直徑。分別對φ89X4.5,L=480mm,旋膜管孔數(shù)為6、12、18、24;中108X4.5,L=480m,旋膜管孔數(shù)為12、18、4;中108X4.5,L=800m,旋膜管孔數(shù)為12、18三種規(guī)格旋膜管各個射流孔數(shù)時的工況進行測試，并記錄數(shù)據(jù)供分析遙遙。

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