无蒸汽排放节能除氧器的制作方法

1.本技术属于除氧器的技术领域，尤其涉及一种无蒸汽排放节能除氧器。


背景技术：

2.除氧器广泛应用在火电机组及工业锅炉的给水加热系统中，是火力发电厂的重要辅机之一。除氧器主要的作用是去除给水中的氧，防止由于氧气的存在而使设备及其汽水系统的管路发生腐蚀，提高了火力发电厂的安全系数。
3.目前除氧器的种类很多，其中热力除氧器是较为重要的一种。热力除氧器是通过蒸汽来加热给水，提高水的温度，使给水周围的蒸汽分压逐渐增加，从而使溶解于水中的氧气分压不断降低；这样溶解于水中的氧气就会从给水中逸出，从而达到去除给水中氧含量的目的。
4.然而在研究中发明人发现：从给水中逸出的氧气在排放时常常会夹杂着一些蒸汽，影响了蒸汽热量的利用率，造成了蒸汽资源的浪费。


技术实现要素：

5.为了提高蒸汽热量的利用率，节省能源和资源，本技术提供一种无蒸汽排放节能除氧器。
6.本技术采用的技术方案为：提供了一种无蒸汽排放节能除氧器，包括除氧塔以及除氧水箱，所述除氧塔安装在除氧水箱上，且两者内部空间连通；
7.所述除氧塔由下而上依次设置加热蒸汽入口、填料层、喷雾器、换热机构、待除氧水入口、除雾丝网以及排气口；
8.所述换热机构包括进水总管、换热管以及出水总管；所述换热管水平设置多根，并呈矩阵排布；每根换热管的一端均与进水总管连通，另一端均与出水总管连通，每根换热管的内部均设置有带通孔的隔板；所述进水总管还与待除氧水入口连通，所述出水总管还与喷雾器的进水口连通。
9.通过采用上述技术方案，待除氧水经过喷雾器雾化后与加热蒸汽发生接触和传热，待除氧水被加热，其周围的蒸汽分压不断增加，其内部的氧不断逸出，从而有效降低了待除氧水中的氧含量；之后待除氧水下落并在填料层处进一步被加热蒸汽所加热而进行深度除氧，深度除氧后的待除氧水变为已除氧水而落入除氧水箱中回用；同时，逸出的氧气夹杂着部分加热蒸汽上升，在换热机构处，加热蒸汽与换热管中的待除氧水进行换热，蒸汽中的热量转移到了待除氧水中，从而提高了蒸汽热量的利用率，节省了能源和资源。
10.另外，通过在换热管内安装带通孔的隔板，使通过通孔的待除氧水的瞬间速度加快而形成射流；由于射流具有卷吸作用，可以吸卷其他部分的待除氧水，从而增加了待除氧水内部的扰动和对流，进而加快了待除氧水内部的热量传递，提高了换热的效率。通过除雾丝网的设置可以进一步去除加热蒸汽，达到无蒸汽的排放。
11.作为一种优选方案，所述喷雾器为双流体喷雾器，其具有压缩空气进入管。
12.作为一种优选方案，所述填料层由多个规整填料单元叠合而成；所述规整填料单元包括框架以及连接在框架内部的水平连接条，所述水平连接条上设置有垂直柱体。
13.作为一种更优选方案，所述垂直柱体的端部呈半球状。
14.作为一种更优选方案，所述填料层安装在水平固定于除氧塔内的栅格板上。
15.作为一种优选方案，还包括蒸汽分布板，位于加热蒸汽入口和填料层之间。
16.作为一种优选方案，所述隔板均与对应的换热管的径向平面平行。
17.本技术的有益技术效果在于：
18.1、本技术通过换热机构的设置，有效地利用了夹杂在氧气中的蒸汽，提高了加热蒸汽的热量利用率，减少了蒸汽资源的浪费，具有节能的作用。
19.2、本技术通过在换热管内安装带通孔的隔板，提高了待除氧水内部的对流和扰动，加快了热量在待除氧水内部的传递，提高了换热的效率。
20.3、本技术通过双流体喷雾的方式，将除氧水雾化成更加细小且均匀的液滴颗粒，有利于提高待除氧水和加热蒸汽之间的接触和传热，使待除氧水具有更好的除氧效率。
附图说明
21.下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。
22.图1为本技术的无蒸汽排放节能除氧器的结构示意图。
23.图2为本技术的规整填料单元的主视示意图。
24.图3为本技术的规整填料单元的俯视示意图。
25.图4为本技术的换热管的剖面示意图。
26.图中：1为除氧塔、11为加热蒸汽入口、12为填料层、121为规整填料单元、1211为框架、1212为水平连接条、1213为垂直柱体、13为喷雾器、 131为压缩空气进入管、132为双流体喷嘴、14为换热机构、141为进水总管、 142为换热管、1421为隔板、1421a为通孔、143为出水总管、15为待除氧水入口、16为除雾丝网、17为排气口、18为蒸汽分布板、19为栅格板、2为除氧水箱。
具体实施方式
27.现在结合附图和实施例对本技术作进一步详细的说明，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本技术的保护范围。本技术专利中未详细描述的结构、连接关系及方法，均可以理解为本领域内的公知常识。另外需要说明的是，下面描述中使用的词语“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
28.本实施例公开了一种火电厂用的无蒸汽排放节能除氧器。参看图1，无蒸汽排放节能除氧器包括除氧塔1和除氧水箱2。其中，除氧塔1整体呈竖直的圆柱状，其顶部为半球形，除氧水箱2呈水平的胶囊状；除氧塔1的底部安装在除氧水箱2的顶部上，且除氧塔1和除氧水箱2的内部空间相连通。
29.参看图1，除氧塔1的内部由下而上依次设置蒸汽分布板18、填料层12、喷雾器13、换热机构14以及除雾丝网16；其中，蒸汽分布板18上均匀开设多个连通孔，除雾丝网16为金属网片，两者均水平设置在除氧塔1内并将除氧塔1的内部空间分隔。同时，除氧塔1的顶壁
开设排气口17，侧壁开设待除氧水入口15和加热蒸汽入口11；其中，排气口17位于雾丝网16的上方，待除氧水入口15在竖直位置上位于换热机构14和除雾丝网16之间，加热蒸汽入口11在竖直位置上位于蒸汽分布板18的下方。
30.参看图1，填料层12安装在上下设置的两片栅格板19之间，该两片栅格板19均水平固定于除氧塔1内，并将除氧塔1内部空间分隔。
31.参看图2和图3，填料层12由多个规整填料单元121叠合而成。规整填料单元121由框架1211、水平连接条1212以及垂直柱体1213组成。其中，框架1211呈长方体结构，由横梁和立柱构成。水平连接条1212设置四条，且均分成两组；两组水平连接条1212分别设置在框架1211的顶面和底面；每一组中的两条水平连接条1212呈十字交叉设置，且每条水平连接条1212 的两端分别连接在框架1211中位于相对位置的两条横梁的中心处。垂直柱体 1213设置多个，并均匀连接在四条水平连接条1212上；为了保证垂直柱体 1213均位于框架1211的内部，位于框架1211顶部的一组水平连接条1212的下方连接垂直柱体1213，位于框架1211底部的一组水平连接条1212的上方连接垂直柱体1213；另外，每个垂直柱体1213的端部均设置成半球状。该规整填料单元121的结构设计，使填料层12具有更高的比表面和开放体积，有利于增加加热蒸汽和待除氧水的接触面积，从而提高了对待除氧水的加热效率，使除氧水更好地被加热，进而有利于提高待除氧水的除氧效果。
32.参看图1，喷雾器13通过支架水平安装在除氧塔1内。喷雾器13为双流体喷雾器，其具有压缩空气进入管131、进水口(未图示)以及双流体喷嘴 132。工作时，压缩空气和待除氧水会被引入喷雾器13中，在混合后通过双流体喷嘴132喷出。
33.参看图1，换热机构14通过支架水平安装在除氧塔1内。换热机构14包括进水总管141、换热管142以及出水总管143。其中，进水总管141的一端与待除氧水入口15连通，出水总管143的一端与喷雾器13的进水口连通。换热管142为直管，且水平设置多根；多根换热管142呈矩阵排布。换热管 142构成的矩阵位于进水总管141和出水总管143之间；每根换热管142的一端均与进水总管141的自由端(未与待除氧水入口15连通的一端)连通，另一端均与出水总管143的自由端(未与被喷雾器13连通的一端)连通。在工作时，待除氧水经由进水总管141而进入多根换热管142中，在换热之后经由出水总管143排出。
34.参看图4，每根换热管142的内部均设置多块与其径向平面平行的隔板 1421；并且，每块隔板1421上均开设多个通孔1421a。当待除氧水通过通孔 1421a时，该部分待除氧水的瞬间速度会加快而形成射流，射流具有卷吸作用，可以吸卷其他部分的待除氧水，从而增加了待除氧水之间的对流和扰动，进而加快了热量在待除氧水之间的传递，提高了换热的效率。
35.本实施例的无蒸汽排放节能除氧器的实施原理为：
36.(1)待除氧水由待除氧水入口15进入进水总管141中，并进一步进入换热管142中进行换热；换热后的待除氧水通过进水总管143流出换热机构 14并进入喷雾器13中，在与压缩空气混合后通过双流体喷嘴132以细小液滴的形式喷出。
37.(2)雾化的待除氧水与由加热蒸汽入口11引入并穿过了蒸汽分布板18 和填料层12的加热蒸汽相接触并发生传热；雾化的待除氧水被加热蒸汽加热，待除氧水周围的蒸汽分压逐步增加，而溶解氧气的分压则渐渐降低，从而使溶解于水中的氧气不断逸出，待除氧水中的氧含量逐步下降。
38.(3)逸出的氧气夹杂少量蒸汽向上运动；在换热管142处，夹杂在氧气中的蒸汽与换热管142中的待除氧水进行换热，待除氧水的温度得到了提高，加热蒸汽的热量得到了充分的利用，减少了能源的浪费；换热后，加热蒸汽变成水滴而不再和氧气一同上升；氧气进一步向上运动，在除雾丝网16进一步去除可能残余的加热蒸汽后由排气口17排出。该步骤中，通过换热管142 的换热以及除雾丝网16的除雾后，夹杂在氧气中的少量蒸汽均被去除而不会从排气口17排出。
39.(4)已去除了大量氧气的待除氧水下落并在填料层12处进一步被加热蒸汽所加热而进行深度除氧，待除氧水变为已除氧水；最后已除氧水落入除氧水箱2被回用。
40.本实施方案中：将待除氧水雾化，可以增加其与加热蒸汽的接触面积，促进了待除氧水和加热蒸汽之间的接触和传热，从而大大增加了对待除氧水的加热效率，能够有效降低待除氧水中的含氧量。同时，相比于常规喷雾方式，采用双流体喷雾的方式可以将待除氧水雾化成更加细小且均匀的液滴颗粒，从而进一步提高了待除氧水和加热蒸汽之间的接触和传热，使待除氧水具有更好的除氧效率。
41.同时蒸汽分布板18的设置，可以对加热蒸汽进行整流并使其在除氧塔1 中均匀分布，有利于对待除氧水的加热。
42.以上依据本技术的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项申请技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项申请的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。