試論鍋爐給水除氧技術

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試論鍋爐給水除氧技術
摘要:在鍋爐給水處理工藝過程中,除氧是一個非常關鍵的一個環節。本文結合近幾年在這些方法基礎上做的調整和改進,對除氧途徑的分析、除氧方法的比較和分析進行了闡述。
關鍵詞:鍋爐 給水 除氧 技術
        0 引言
        在鍋爐給水處理工藝過程中,除氧是一個非常關鍵的一個環節。氧是給水系統和鍋爐的主要腐蝕物質,給水中的氧應當迅速得到清除,否則它會腐蝕鍋爐的給水系統的部件,腐蝕物——氧化鐵會進入鍋內,沉積或附著在鍋爐管壁和受熱面上,形成難融傳熱不良的鐵垢,而且腐蝕會造成管道內壁出現點坑,阻的力系數增大。管道腐蝕嚴重時,甚至會發生管道爆炸事故。國家規定蒸發量大於等於2噸每小時的蒸汽鍋爐和水溫大於等於95°的熱水鍋爐都必需除氧。
        為此,分別就鍋爐給水幾種除氧的主要方法,並結合近幾年在這些方法基礎上做的調整和改進,比較分析如下:
        1 除氧途徑的分析
        1.1 物理方法 根據亨利定律可知,任何氣體同時存在於水面上則氣體的溶解度與其自己的分壓力成正比,而且氣體的溶解度僅與其本身的壓力有關。在一定壓力下,隨著水溫升高,水蒸氣的分壓力增大,而空氣和氧氣的分壓力越來越小。在100℃時,氧氣的分壓力降低到零,水中的溶解氧也降低到零。當水面上壓力小於大氣壓力時,氧氣的溶解度在較低水溫時也可達到零。這樣,隨著水溫的升高,減小其中氧的溶解度,就可使水中氧氣逸出。另外,水面上空間氧氣分子被排出,或轉變成其他氣體,從而氧的分壓力為零,水中氧氣就不斷地逸出。採用物理方法除氧,是利用物理方法將水中的氧氣析出,常用的有熱力除氧法、真空除氧法和解析除氧法等。
        1.2 化學方法 採用化學方法除氧,主要是利用化學反應來除去水中含有的氧氣,使水中的溶解氧在進入鍋爐前就轉變成穩定的金屬或其它藥劑的化合物,從而將其消除,常用的有藥劑除氧法和鋼屑除氧法等。
        1.3 電化學方法 鍋爐給水除氧,除可以採用化學方法和物理方法之外,還可以採用電化學方法。電化學除臭,是應用電化學保護的原理,使一種易氧化的金屬發生電化學腐蝕,讓水中的氧被消耗掉而去除。此法與上述除臭方法比較,裝置簡單,操作使用方便,執行費用低,可廣泛應用於低壓鍋爐及熱水鍋爐的給水除氧。但是電化學除氧法目前雖然尚無成熟的經驗,但根據試製使用的情況看,其實用性比較明顯。
        2 除氧方法的比較和分析
        2.1 熱力除氧 熱力除氧一般有大氣式熱力除氧和噴射式除氧。其原理是將鍋爐給水加熱至沸點,使氧的溶解度減小,水中氧不斷逸出,再將水面上產生的氧氣連同水蒸氣一道排除,還能除掉水中各種氣體(包括遊離態CO2,N2),如用鎂鈉離子交換法處理過的水,加熱後NH3,也能除去。除氧後的水不會增加含鹽量,也不會增加其他氣體溶解量,操作控制相對容易,而且執行穩定可靠,是目前應用最多的一種除氧方法。為了保證熱力除氧器具有可靠的效果,在設計和執行中應滿足下列條件:①增加水與蒸汽的接觸面積,水流分配要均勻。②保證氧氣在水中的溶解壓力與水面上它的分壓力之間有壓力差。③保證使水被加熱到除氧器工作壓力下的沸騰溫度,一般採用104℃。熱力除氧技術史一種普遍採用的成熟技術,但在實際應用中還存在著一些問題:首先經熱力除氧以後的軟水水溫較高,容易達到鍋爐給水泵的'汽化溫度,致使給水在輸送過程中容易被汽化;而且當熱負荷變動頻繁,管理跟不上,除氧水溫<104℃時,使除氧效果不好。其次,這種除氧方法一般要求裝置高位佈置,增加了基建投資,設計、安裝、操作都不方便。為了達到給水泵中軟化水汽的目的,這種除氧方法一般要求除氧器高位配置,在使用過程中會產生很大的噪音和震動,帶來不便。第三,使得鍋爐房自耗氣量增大,減少了有效外供汽。第四,對與小型快裝鍋爐和要求低溫除氧的場合,熱力除氧有一定的侷限性,對於純熱水鍋爐房也不能採用。