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鍋爐除氧器、海綿鐵除氧器的設(shè)計(jì)運(yùn)行原理說(shuō)明
鍋爐除氧器、海綿鐵除氧器技術(shù)機(jī)理。與其它除氧技術(shù)比較,海綿鐵除氧器技術(shù)具有設(shè)備購(gòu)置費(fèi)用低,基建投資費(fèi)用小,運(yùn)行費(fèi)用低的特點(diǎn)。對(duì)海綿鐵除氧器的設(shè)計(jì)作了詳細(xì)介紹,便于設(shè)計(jì)制造。對(duì)海綿鐵除氧器的運(yùn)行管理也作了論述。
以水的含氧量計(jì)算鋼屑體積V
目前,鍋爐等設(shè)備的給水除氧方法,一般采用熱力除氧V=GCh0T3為多,其原理是根據(jù)不同溫度時(shí),在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的空氣中的氧及氮在水中的溶解度值不同而進(jìn)行除氧。其優(yōu)點(diǎn)是除氧遙遙不錯(cuò),但缺點(diǎn)是需要消耗大量的蒸汽,設(shè)備投資大,能源耗費(fèi)多,易造成事故。
特別是在生活采暖熱水鍋爐房?jī)?nèi),是不能采用這種除氧設(shè)備的。除此之外,還有真空除氧、解析除氧、海綿鐵除氧器及遙遙藥劑等化學(xué)除氧方法。海綿鐵除氧器法與其它幾種除氧方法相比較,其優(yōu)勢(shì)非常遙遙既設(shè)備投資少、運(yùn)行費(fèi)用少,節(jié)約能源,是適宜中小型工業(yè)鍋爐房?jī)?nèi)運(yùn)行的輔助設(shè)備。海綿鐵除氧器的機(jī)理,即給水經(jīng)過(guò)存有鋼屑的過(guò)濾裝置時(shí),使水中溶解氧與鋼屑充分接觸并發(fā)生化學(xué)反應(yīng),以消除給水中的氧。
海綿鐵除氧器的設(shè)計(jì)
海綿鐵除氧器的設(shè)計(jì)遙遙,主要是根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)所需處理的給水量,計(jì)算確定鋼屑量,進(jìn)而確定除氧器罐體外形尺寸及內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度計(jì)算等。根據(jù)《鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB1576一2001)的規(guī)定當(dāng)采用爐外化學(xué)處理時(shí)),要求經(jīng)過(guò)除氧處理后的水的溶式中,G為通過(guò)除氧器的大水量,m3/h,以取7.5m3/h為例來(lái)計(jì)算說(shuō)明;C為待除氧水的含氧量,mg/L;取20C水的溶解度值為6.35mg/L;T為海綿鐵除氧器的工作小時(shí)數(shù),取4440h進(jìn)行計(jì)算;為鋼屑堆比重一般取1000kg/m3。代入數(shù)值得計(jì)算結(jié)果為1V=1.1(m)。以水在除氧器中停留時(shí)間,計(jì)算鋼屑的體積V式中為水與鋼屑接觸時(shí)間,min,當(dāng)水溫為60C時(shí)=8min;當(dāng)水溫為20C時(shí)=24min。氧(熱水溫度95C0.1mg/L。圖水溫與接觸時(shí)間關(guān)系時(shí)間(mm)表鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值3代入數(shù)值得計(jì)算結(jié)果為1V=31.鋼屑體積的確定氧量為4mg/L~8mg/L時(shí),流經(jīng)除氧器的速度不宜大于40m/h。設(shè)計(jì)流速為U=5.4m/h。計(jì)算結(jié)果為F=1.4m2,H=2.1m。海綿鐵除氧器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
海綿鐵除氧器根據(jù)鋼屑量及斷面、層高的計(jì)算結(jié)果,就可以確定海綿鐵除氧器的主要結(jié)構(gòu)及外形尺寸。鋼屑筐的外形尺寸及計(jì)算
為了便于裝填鋼屑、搗實(shí)鋼屑、每期更換鋼屑,海綿鐵除氧器采用鋼屑筐的結(jié)構(gòu)。根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果確定鋼屑筐的外形尺寸為1480mm>270mm的鋼板制成。鋼板厚為4mm,材料為不銹鋼底部底板為圓孔30mm的4個(gè)區(qū)格1500mm。由于鋼屑裝填總高度為2.1m,頂筐以上的空間高度應(yīng)滿足鋼屑層總高的40,故設(shè)計(jì)為800mm,滿足過(guò)水壓力均勻的要求。
筒體下層空間即底筐面以下空間高度取1m,滿足水流均勻要求因此筒體外形尺寸確定為內(nèi)1500>3600mm。參見(jiàn)海綿鐵除氧器結(jié)構(gòu)總圖。
海綿鐵除氧器筒體壁厚計(jì)算
根據(jù)GB92221988《水管鍋爐受壓元件強(qiáng)度計(jì)算》的規(guī)定本海綿鐵除氧器也系承受內(nèi)壓力的容器其工作壓力高為0.3Mpa。筒體理論計(jì)算壁厚且加附加厚度的計(jì)算公式為的多孔板總空數(shù)為476孔??傆?jì)6個(gè)鋼屑筐,分層掛設(shè)于S=PDz+C(mm)海綿鐵除氧器的筒體內(nèi)壁上筒體內(nèi)壁涂防腐材料筐間層2minP320mm。鋼屑筐內(nèi)徑按以下公式計(jì)算得出式中P為工作壓力,Mpa(取0.3Mpa);Dn為筒體內(nèi)徑mm取1500mm;min為小減弱系數(shù),取0.75;為許用應(yīng)1.4>4=1.340mMpa(材質(zhì)235A,取113Mpa);C為附加厚度1VV為加強(qiáng)鋼屑筐多孔底板,滿足本身結(jié)構(gòu)剛度要求,在多孔底板上焊接加強(qiáng)角鋼多孔板過(guò)水?dāng)嗝娣e與鋼屑層斷面積之比##1.8mm)。代入數(shù)值計(jì)算得S=4.46(mm)根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果,筒體壁厚取6mm。筒體封頭的壁厚計(jì)算W孔=3oM>476=0.34(m2)$F=1.4m2應(yīng)滿足條件y=1M2+MDz62hzF鋼多孔板過(guò)水?dāng)嗝娣e的水流速度與鋼屑層水流速度之比$#$=V鋼=0.24#=$$U孔流速22.1m/h<40m/h,符合要V孔求。
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