第３１卷第１期 电 站 辅 机 Ｖｏ１．３１ ＮＯ．１ ２Ｏ１Ｏ年３月 Ｐｏｗｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ Ａｕｘｉｌｉａｒｙ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｍａｒ．２０１０ 文章编号：１６７２—０２１０（２０１０）０１—００２３—０３ 除氧器旋膜管性能测试 杨书英，张 琴，曹红霞 （南京汽轮电机集团泰兴宁兴机械有限公司，江苏泰兴２２５４４２） 摘 要：在除氧器的招投标中，常有用户指定采用旋膜管式除氧器，使该式除氧器在火电厂得到较多使用。对采用 较多的４．４ ｔ／ｈ流量的旋膜管作喷射性能测试，得到水膜形状、流量一压差关系曲线、算得水膜表面积等各数据，掌 握这些技术性能，对推广使用该形式的旋膜管有着实在的现实意义。并在满足性能的条件下，缩短长度，节省不锈 钢材而降低成本，有着良好的经济效果。 关键词：除氧器；旋膜管；水膜；形状；流量；压差 中图分类号：ＴＭ６２１．７ 文献标识码：Ａ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｔｅｓｔ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｃｙｃｌｏｎｅ Ｓｐｒａｙｅｒ ｏｆ Ｄｅａｅｒａｔｏｒ ＹＡＮＧ Ｓｈｕｙｉｎｇ，ＺＨＡＮＧ Ｑｉｎ，ＣＨＡＯ Ｈｏｎｇｘｉａ （Ｎｉｎｇｘｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｎａｎｊｉｎｇ Ｔｕｒｂｉｎｅ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ Ｇｒｏｕｐ．Ｔａｉｘｉｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ，２２５４４２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｂｉｄｄｉｎｇ ｏｆ ｄｅａｅｒａｔｏｒ，ｃｙｃｌｏｎｅ ｓｐｒａｙｅｒ ｉｓ ｏｆｔｅｎ ａｓｋｅｄ ｔｏ ｕｓｅ ｆｏｒ ａ ｄｅａｅｒａｔｏｒ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｃｙｃｌｏｎｅ ｆｉｌｍ ｄｅａｅｒａｔｏｒｓ ａｒｅ ｍｏｓｔｌｙ ａｄｏｐｔｅｄ ｉｎ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔｓ．Ｔｈｅ ｃｙｃｌｏｎｅ ｓｐｒａｙｅｒ ｗｉｔｈ ｆｌｏｗ ４．４ｔ／ｈ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｔｅｓｔｅｄ ＳＯ ａｓ ｔｏ ｇｅｔ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｆｉｌｍ ｓｈａｐｅ，ｃｕｒｖｅ ｏｆ ｆｌｏｗ ｒａｔｅ＆ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ａｎｄ ｄａｔａ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｆｉｌｍ ｓｕｒｆａｃｅ．Ｉｔ ｉｓ ｉｎ ａｃｔｕａｌ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｔＯ ｍａｓｔｅｒ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎｄ ｔＯ ｐｏｐｕｌａｒｉｚｅ ｔｈｅ ｆｉｌｍ ｓｐｒａｙｅｒ ｏｆ ｄｅａｅｒａｔｏｒ．Ｉｔ ｗｉｌｌ ｈａｖｅ ａ ｇｏｏｄ ｅｃｏｎｏｍｙ ｔＯ ｓｈｏｒｔｅｎ ｔｈｅ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｌｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｃｏｓｔ ｉｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｍｅｅｔｉｎｇ ｉｔｓ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：ｄｅａｅｒａｔｏｒ；ｃｙｃｌｏｎｅ ｓｐｒａｙｅｒ；ｗａｔｅｒ ｆｉｌｍ；ｓｈａｐｅ；ｆｌｏｗ ｒａｔｅ；ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ １ 概 述 近年来，除氧器设备购销一般取招投标方式，很 水室 多用户在招标书中，指定采用旋膜管式除氧器，使旋 世 膜管式除氧器在电厂内的应用较为常见。旋膜管式 通汽管 除氧器的结构见图１所示，给水进入水室后，从旋膜 旋膜室 管的喷孔由外向内喷人管内，通过旋膜管下端成旋 膜状喷出，被蒸汽加热和除氧后，再经篦条布散和配 水后向下流入填料层，进行深度加热和除氧，然后流 入除氧器底部。蒸汽流入除氧器底部后，向上流经 填料层，进人旋膜室，蒸汽一空气混合物最终流经旋 膜管和通汽管，向上排出除氧器外。旋膜管是旋膜管式除氧器使用的主要元件之 图１旋膜式除氧器 收稿日期：２００９—０９—０２ 修回日期：２００９：１１—０９ 作者简介：杨书英（１９７６一），女，工程师，大专，现主要从事高压加热器、除氧器等电站辅机设备的设计工作。 ２３ 电站辅机总第１１２期（２０１０ Ｎｏ．１） 一，一般单根水流量较小。如要求流量大，则除氧器 常用旋膜管的额定流量为４．４ ｔ／ｈ，因而需确定 各被测试的旋膜管取编号码的照片如图４所示。 的旋膜管数量就会增多。 其喷射时的水膜形状以及流量、压差等技术参数，为 此进行了旋膜管的喷射测试。 被测试的旋膜管规格为Ｏ１０８×４．５ ｍｍ，长度 ４７０ｍｍ，管壁钻有多个０５的喷孔，喷孔与管内壁成 切线方向，且向下倾斜，使水流向下旋转成膜状出口， 由于水流在内壁旋转向下，经过一段路程形成阻力， 降低了出口流速，使水流不成水滴飞溅，而形成水膜 状，形成了水膜状的汽水接触面积。管顶上焊有挡 圈，以减少射流水滴向上飞溅。旋膜管简图见图２。 挡圆 一■ 一● 图４旋膜形状 压差与流量之间的关系曲线见图５。 △Ｐ压差 ＭＰａ Ｏ １ ０ ０９ Ｏ ０８ ０ ０７ ０ ０６ ０ ０５ ０ ０４ ０ ０３ ０ ０２ ０ ０１ 图２旋膜管简图 测得的数据并经计算所得的数据示于表１。 成形的水膜尺寸见图３。 １０８Ｘ４ ５ 图５压差一流量关系 从图４可知，各种工况下，都能形成中空的旋转 水膜，在１号旋膜管流量为０．１ ｔ／ｈ时，形成的水膜 很短而膜表面逐渐向管中心线靠近；２号和３号旋 膜管流量在１．９ ｔ／ｈ左右，压差在０．０２～０．０２６ ＭＰａ ， 二二＝ 时，形成的旋膜直径与管径相同，水膜垂直向下。当 ４号旋膜管流量为２ ｔ／ｈ、压差为０．０４ ＭＰａ时，旋膜 向外倾斜，由于重力的作用，使旋膜形成抛物线形。 当５号旋膜管及以后即压差为０．０７ ＭＰａ及更大时， ？ ｄ 、 Ｄ ， 喷射力大，重力作用的影响已很小，所以形成中心圆 图３水膜形成时几何尺寸 表１旋膜管测试数据 名称 压差 符号 单位 １ ２ ３ 测试号码 ４ ５ ６ ７ △Ｐ ＭＰａ Ｏ．Ｏ１ ０．０２ ０．Ｏ２６ ０．０４ Ｏ．Ｏ７ Ｏ．Ｏ８ Ｏ．Ｏ８２ 流量 水膜垂直高度 水膜终端直径 水膜喷出角度， 单边角（测得） Ｑ Ｈ Ｄ ｔ／ｈ ｍｍ ｍｍ Ｏ．１ １５Ｏ ０３６ １＿９２ ３５Ｏ ０１ＯＯ １．９８ ３５Ｏ Ｏ１００ ２．０４ ３５０ ０３００ ３．１４ ３５Ｏ ０３３０ ４．２ ４５Ｏ Ｏ６５０ ４．４ ４７Ｏ ０７００ ０ 度 一１２。 ３。３Ｏ ４。 ２１。 ３４。３Ｏ ３５。２０ ３５。３Ｏ １０—０５射流孔总面积 射流孔出口流速 成膜状态 图４内编号 ２４ Ａ Ｗ ｆ ｝ ｍ２ １．９６×１０ １．９６×１０一 １．９６×１０ １．９６×１０一 １．９６×１０ １．９６×１０ １．９６×１０－－４ ｍ／ｓ Ｏ．１４２ ２．７２ ２．８１ ２．８９ ４．４５ ５．９５ ６．２ ｆ 水膜短 良好 良好 良好 好 好 好 ｆ １号 垂直向下 垂直向下 成抛物线 ３号 ４号 成锥形 ｆ 成锥形 ｝ 成锥形 ７号 除氧器旋膜管性能测试 电站辅机总第１１２期（２０１０ Ｎｏ．１） 锥形（即伞形）的旋膜，见图４中７号图片所示。所 有上述水膜，在膜的终端直径以后，水膜破裂形成大 的水滴飞溅。 在７号旋膜管测试时，Ｑ为４．４ｔ／ｈ就是额定流 每根旋膜管总水汽接触面积： Ａ一２Ａ１＋Ａ２—２×０．７０４＋０．０９９５—１．５ ｍ 这种流量的旋膜管采用耐腐蚀材料，用Ｏ１０８× ４．５，长４７０ｍｍ的不锈钢管制造，重量５．４ ｋｇ，按出 力４．４ ｔ／ｈ计，每１ ｔ／ｈ出力的重量为１．２２７ ｋｇ。 另１种流量为５．６ ｔ／ｈ旋膜管，采用管子为 Ｏ１３３×４．５，长１ ０００ ｍｍ，重１４．２６ ｋｇ，每１ ｔ／ｈ出力 量，则得到额定工况数据：流量Ｑ一４．４ｔ／ｈ，压差Ａｐ 一０．０８２ ＭＰａ，水膜垂直高度Ｈ＿＿４７０ ｍｍ，水膜终端 直径Ｄ＝＝＝７００ｍｍ，水膜破裂形成大的液滴飞溅。单 侧的旋膜角度： 的重量为２．５４６ ｋｇ，几何尺寸见图６简图所示。 ￣ａｒｃｔａｎ『 ］一ａｒｃｔａｎ『 ］ 实测 一３５。３０ （图４，Ｎｏ．７），与计算所得基本相符； １０孔Ｏ５射流孔总面积： 母 专 审 专 Ａ一 ×０．００５２×１０—０．０００１９６ ｍｚ 毒 Ｏｓ射流孔出口流速： ｗ一 一丽 丽＝＝＝ｓ．２ ｍ／ｓ Ｉ 一 －Ｏ Ｉ ０５射流孔理论流速： ０ ｃ一 一√２×９．８１× ．８ｍ／ｓ ，、 ，、 ， ｌ 流量系数： １ ３３×４ Ｗ 一一 一０．４８４ 图６ ５．６ｔ／ｈ旋膜管简图 此数据略偏低，这与钻孔时，Ｏ５孑Ｌ终端出口的 由上述数据可知，在相同出力下，流量为４．４ｔ／ｈ 毛刺未清理有关，在钻孔后清理管内壁的钻孔毛刺， 的旋膜管重量仅为另１种５．６ ｔ／ｈ旋膜管的４８ ，节 将有利于提高流量系数 ，减少阻力损失。 省一半，在降低旋膜管耗材方面，有明显效果。 水膜斜边长度： 经过测试，了解了此旋膜管的水流成膜情况、确 定了压差一流量关系、得到了在额定工况时的运行 Ｌ 一 数据，对此旋膜管技术性能也有了较详尽的了解，对 一ｂｂ５ｍｍ 采用与此相类似的旋膜管，上述性能可供参考。为 水膜单面面积： 降低旋膜管的不锈钢耗材而缩短长度，经过测试证 Ａ１～［ Ｄ十 ｄ］＝￣Ｘ ０．５５５［孚＋ ］ 实是可行的，水流成膜情况是好的。这种旋膜管式 除氧器经多个电厂运行，其出水含氧量均低于 ＝＝＝０．７０４ｉｌｌ ７ ｍ／Ｉ ，符合有关国家标准的要求。 自喷孔Ｏ５至旋膜管下端口长度Ｌ一０．３２ｍ。 喷管内的水流表面积： 参考文献： Ａ２一ｎｄｉ！一７ｃ×０．０９９×０．３２—０．０９９５ｍ ［１］蔡锡琮，蔡文刚．火电厂除氧器［ＭＪ．北京：中国电力出版社， ｎｎ７ ２５