旋膜式除氧器除氧原理及冷態試驗裝置設計說明

旋膜式除氧器除氧原理及冷態試驗裝置設計說明 旋膜式除氧器除氧原理及冷態試驗裝置設計說明，隨著大容量發電機組的發展，熱力除氧器的應用愈發廣泛，對除氧器的除氧遙遙能要求越來越高。我廠生產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定，適應的流量范圍較寬，對入口水的水質和含氧量要求不高，除氧遙遙能，制作難度小等優點。在以往的設計中主要依據相關文獻，未進行實驗驗證。因此，很有遙遙要做冷態試驗，供產品設計時參考。對旋膜式除氧器的冷態實驗裝置進行介紹。
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、水溫要求不嚴，出力適應范圍大，除氧遙遙能穩定；
(3)鑒于上述特點，旋膜式除氧器在遙遙內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及試驗程序
2.1膜式噴管的結構及傳熱傳質機理
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，在噴管內壁形成高速旋轉的水膜，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。傳熱傳質過程為在噴管內部，加熱蒸汽由噴管中通過與水進行傳熱傳質交換；對水膜裙部分，水膜裙與加熱蒸汽接觸，進行傳熱傳質交換，由于加熱蒸汽與水膜裙內外兩側接觸而增大了傳熱面積，提高了傳熱傳質能力。
2.2試驗裝置
試驗裝置的理論依據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。水流經該孔以4.6ms的速度射入管內，由于存在切向角β,水流在射到管內壁時有一切向分力而使水流沿內壁形成連續而激烈的旋轉；又由于a向下傾角以及水自身重力使得快速旋轉的水流向下流動，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，呈旋轉拋物體的中空圓錐形水膜裙；加熱蒸汽接觸水膜裙的內外表面，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據應做詳細記錄。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據做詳細記錄。
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據做評細記.
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據做詳細記錄。試驗裝置見圖2,裝置由壓力表、膜式噴管、水室、流量表、調節閥、托架等組成。本次試驗采用的膜式噴管有以下三種規格φ89X45,L=480m;中108X4.5,1=480m;φ108X4.5,L=800mo每種規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
對每種規格、不同進水孔數的噴管進行試驗，對以下測試數據及觀測結果做詳細記錄。
(1)壓差，即壓力表讀數，按壓差為5kPa、10kPa……60kPa,分別進行試驗。
(2)流量，即測定時間內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，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整理數據及換算成熱態工況
將以上的數據整理并換算成熱態工況條件，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,通過調節閥對水量進行調節，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,旋膜管孔數為6、12、18、24;中108X4.5,L=480m,旋膜管孔數為12、18、4;中108X4.5,L=800m,旋膜管孔數為12、18三種規格旋膜管各個射流孔數時的工況進行測試，并記錄數據供分析遙遙。

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