鍋爐為什么要除氧

鍋爐為什么要除氧鍋爐給水是火力發(fā)電廠能量置換的重要介質(zhì)，而鍋爐給水的品質(zhì)直接決定著蒸汽的品質(zhì)，保證良好的汽水品質(zhì)則是汽水監(jiān)督的根本目的，而對(duì)給水進(jìn)行除氧是其中最重要的一環(huán)。本文從給水除氧知識(shí)及方法來(lái)探討除氧過(guò)程。一、為什么要對(duì)給水進(jìn)行除氧？為保證鍋爐安全運(yùn)行，對(duì)鍋爐給水進(jìn)行有效的除氧是非常重要的。在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》(GB1576-2016)中，對(duì)鍋爐水質(zhì)提出了嚴(yán)格要求，要求蒸發(fā)量大于2t/h的蒸汽鍋爐和額定功率≥4.2MW的熱水鍋爐，都必須除氧。在鍋爐房設(shè)置適用的除氧設(shè)施，除去鍋爐給水中的溶解氧，是保護(hù)熱力系統(tǒng)設(shè)備經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的必不可少的手段。溶解在水中的氧是造成鍋爐腐蝕的重要因素。試驗(yàn)證實(shí)，腐蝕速度與溶液中氧的濃度成正比，氧是很活潑的氣體，它能跟絕大多數(shù)金屬直接化合，當(dāng)其與金屬化合后，往往形成沉淀或穩(wěn)定的化合物，這些氧化物不再與金屬化合，起腐蝕作用的是水中的溶解氧。防止鍋爐氧腐蝕最有效的方法就是加強(qiáng)鍋爐給水的除氧，使給水中的含氧量達(dá)到水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。二、鍋爐給水中氧量合格標(biāo)準(zhǔn)。1、對(duì)于小于5.83Mpa的鍋爐給水溶解氧的合格標(biāo)準(zhǔn)是＜15ug/L.2、于小額定壓力大于5.88Mpa的高壓鍋爐和亞臨界鍋爐給水溶解氧的合格標(biāo)準(zhǔn)是＜7ug/L3、超臨界及以上壓力的鍋爐給水溶解氧要求＜5ug/L.三、常見的除氧方法。除氧一般使用熱力除氧和化學(xué)除氧兩種方法。1、熱力除氧熱力除氧原理是將水加熱至相應(yīng)壓力下的飽和溫度(一般達(dá)到沸點(diǎn))，蒸汽分壓力接近水面上的全壓力，溶解于水中氧的分壓力接近于零，使氧析出，再將水面上產(chǎn)生的氧氣排除，從而保證給水含氧量達(dá)到水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。熱力除氧有以下特點(diǎn):(1)不僅能除O2，還能除CO2及其他氣體;(2)除氧水中不增加含鹽量，也不增加其它氣體的溶解量;用來(lái)對(duì)給水進(jìn)行熱力除氧的設(shè)備叫做除氧器，除氧器按照其工作原理可以分為真空除氧器，交高壓除氧器和高壓除氧器，目前大型火力發(fā)電廠一般使用高壓除氧器做為熱力除氧設(shè)備。2、化學(xué)除氧化學(xué)除氧作為在火電廠熱力除氧后的一種輔助除氧方式，其方法是在給水泵入理中加入聯(lián)氨的方式對(duì)經(jīng)過(guò)除氧器除氧后的給水進(jìn)行再次除氧，除去熱力除氧未完成排盡的溶氧，達(dá)到保護(hù)給水管道不受氧腐蝕的目的。四、熱力除氧的工作原理亨利定律指出：當(dāng)液體和氣體處于同一平衡狀態(tài)時(shí)，在溫度一定的情況下，單位體積液體內(nèi)溶解的氣體量與液面上該氣體分壓力成正比。當(dāng)水溫升高時(shí)，水的蒸發(fā)量增大，水面上水蒸汽的分壓力升高，氣體分壓力相對(duì)下降，導(dǎo)致水中的氣體不斷析出，達(dá)到新的動(dòng)平衡狀態(tài)，除氧器就是利用這種原理進(jìn)行除氧的。道爾頓定律指出：混合氣體的全壓力等于各組分氣體分壓力之和。對(duì)于給水而言，水面上混合氣體的全壓力，等于氣體的分壓力與蒸汽的分壓力之和?？梢姰?dāng)增加水面上混合氣體中水蒸汽的量時(shí)，就可降低氧氣的分壓力，為除氧創(chuàng)造條件。水達(dá)到飽和溫度時(shí)，水面上蒸汽的分壓力接近于其混合氣體的總壓力，而不凝結(jié)氣體的分壓力接近于零，這樣水中溶解的氣體就會(huì)不斷的排出水面，直至達(dá)到此溫度和壓力下的平衡狀態(tài)。熱力除氧過(guò)程是個(gè)傳熱和傳質(zhì)的過(guò)程，傳熱過(guò)程是把水加熱到除氧器壓力下的飽和溫度，傳質(zhì)過(guò)程是將水中的氣體分離析出。氣體的析出方式大致有兩種：一種是在除氧的初始階段，氣體以小氣泡的形式從水中逸出。此時(shí)水中氣體的含量較多，其分壓力大于水面以上氣體的分壓力，氣體會(huì)以氣泡的形式克服水的粘滯力和表面張力析出，如此除去水中80％－90％的氣體。另一種是氣體以擴(kuò)散形式從水中逸出。經(jīng)過(guò)初級(jí)除氧的給水中仍含有少量氣體，這部分氣體的不平衡壓差很小，氣體離析的能力較弱，為達(dá)到深度除氧目的，可適當(dāng)增加水的表面積，縮短氣體析出路徑，強(qiáng)化水中氣體的析出。為達(dá)到良好的熱力除氧效果，必須滿足以下條件：：有足夠量的蒸汽將水加熱到除氧器壓力下的飽和溫度；第二：及時(shí)排走析出的氣體，防止水面的氣體分壓力增加，影響析出；第三：增大水與蒸汽接觸的表面積，增加水與蒸汽接觸的時(shí)間，蒸汽與水采用逆向流動(dòng)，以維持足夠大的傳熱面積和足夠長(zhǎng)的傳熱、傳質(zhì)時(shí)間。在初級(jí)除氧階段，凝結(jié)水經(jīng)過(guò)高壓噴嘴形成發(fā)散的錐形水膜向下進(jìn)入初級(jí)除氧區(qū)，在初級(jí)除氧區(qū)水膜與上行的蒸汽充分接觸，迅速將水加熱到除氧器壓力下的飽和溫度，大部分氧氣從水中析出，聚集在噴嘴附近。為防止氧氣積聚過(guò)多，在每個(gè)噴嘴的周圍設(shè)有排氣口，以及時(shí)排出析出的氧氣；經(jīng)初級(jí)除氧的水在水箱下部匯集，深度除