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    天津市英特節能技術有限公司

    TIANJIN INTENT ENERGY-SAVING TECHNOLOGY CO.,LTD

     
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    鍋爐水系統的氧腐蝕和除氧方法

    天津英特節能技術有限公司 技術部


    1、前言

    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性物質,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和部件,腐蝕產物氧化鐵會進入鍋內,沉積或附著在鍋爐管壁和受熱面上,形成難溶而傳熱不良的鐵垢,而且腐蝕會造成管道內壁出現點坑,阻力系數增大。管道腐蝕嚴重時,甚至會發生管道爆炸事故。國家規定蒸發量大于等于2噸每小時的蒸汽鍋爐和水溫大于等于95℃ 的熱水鍋爐都必需除氧。多年來天津市英特節能技術有限公司的鍋爐給水處理技術人員一直都在探求既高效又經濟的除氧方法。本文介紹鍋爐給水幾種主要除氧的主要方法,并結合近幾年在這些方法基礎上作的調整和改進,對這幾種方法作分析和總結,供鍋爐給水處理工作者參考。
    2、除氧途徑的分析
    2.1物理方法根據亨利定律可知,任何氣體同時存在于水面上,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分壓力有關。在一定壓力下,隨著水溫升高,水蒸汽的分壓力增大,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。當水面上壓力小于大氣壓力時,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,或轉變成其它氣體,從而氧的分壓力為零,水中氧氣就不斷地逸出。采用物理方法除氧,是利用物理的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。
    2.2化學方法采用化學方法除氧,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。
    2.3 電化學方法鍋爐給水除氧,除可以采用化學方法和物理方法之外,還可以采用電化學方法。電化學除氧,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。此法與上述除氧方法比較,設備簡單,操作使用方便,運行費用低,可廣泛應用于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,但根據試制使用的情況看,其經濟實用性比較明顯。
    3、除氧方法的比較和分析
    3.1熱力除氧:
    其原理是根據氣體溶解定律(亨利定律),任何氣體在水中的溶解度與在氣水界面上的氣體分壓力及水溫有關,溫度越高,水蒸汽的分壓越高,而其它氣體的分壓則越低,當水溫升高至沸騰時,其它氣體的分壓為零,則溶解在水中的其它氣體也就等于零。熱力除氧器分為大氣式除氧器(其工作壓力略高于大氣壓,約0.118Mpa,水溫在104℃左右,主要用于小型電站和工業鍋爐中)、中壓除氧器(工作壓力約0.412Mpa,水溫在145℃左右,主要用于一般的火力發電廠和中型熱電站)、高壓除氧器(工作壓力大于0.49Mpa,水溫大于158℃,主要用于高參數的火力發電廠)。
        熱力除氧曾是廣泛使用的除氧方式,但目前逐漸受到化學除氧等的有力挑戰,特別是熱力除氧在10~35t/h的鍋爐和2~6.5t/h的鍋爐及其它要求低溫除氧的場合,熱力除氧有其明顯的局限性。它的特點是除氧效果好,缺點是設備購置費用大、不好操作、能量消耗大、運行費用高。所謂不好操作,是因為使用條件茍刻,進水混合溫度要求穩定在70~80℃,工作溫度穩定在104~105℃,,蒸汽壓力穩定在0.02~0.03Mpa,條件波動除氧效果不佳,特別是供熱鍋爐,隨著天氣冷暖的變化,鍋爐負荷變化很大,這就給熱力除氧帶來很大困難,而化學除氧則不然,它只隨給水量的變化調整加藥量,操作非常方便。
    3.2真空除氧:
    其除氧原理與熱力除氧基本相同,除氧器在低于大氣壓力下進行工作,利用壓力降低水的沸點也除低的特性,水處于沸騰狀態而使水中的溶解氧析出。在20t/h以上的鍋爐由于出水溫度低于蒸汽鍋爐的進水要求而很少采用真空除氧,在要求低溫除氧時則比熱力除氧有著明顯的優勢,但大部分熱力除氧的缺點仍存在,并且對噴射泵、加壓泵等關鍵設備的要求較高。
    3.3鐵屑除氧:
    其原理是當有一定溫度的水通過鐵屑時,水中的氧即與鐵發生化學反應,在此過程中氧被消耗掉。該方法除氧裝置簡單,投資省,但存在著除氧效果波動大、裝置失效快等明顯缺點,因而使用該方法除氧的用戶逐步減少,面臨著淘汰的處境。
    3.4解吸除氧:
    基本原理亦是利用亨利定律,氧在水中的溶解度與所接觸的氣體中的氧分壓成正比,只要把準備除氧的水與己脫氧的氣體強烈混合,則溶解在水中的氧將大量擴散到氣體中,從而達到除去水中溶解氧的目的。該方法優點是可低溫除氧,不需化學藥品,只需木炭、焦碳等即可,缺點是除氧效果不穩定,而且只能除氧不能除其它氣體,用木炭作反應劑時水中的CO2含量會增加。
    3.5樹脂除氧:
    基本原理是在除氧器內氧化還原樹脂與水中溶解氧反應生成除氧水,樹脂失效后用水合肼等再生,使用該方法除氧產生的蒸汽和熱水,均不允許與飲用水和食物接觸,且投資和占地均較大,不宜在工業鍋爐上推廣應用。

    3.6化學藥劑除氧:
    化學藥劑除氧是把化學藥劑直接加入鍋爐本體、給水母管或者熱水鍋爐的熱水管網中;瘜W藥劑主要是聯氨、鹽類及新型的肟類、異維生素C鈉等;瘜W藥劑除氧具有裝置和操作簡單、投資省、除氧效果穩定且可滿足深度除氧的要求,特別是新型高效除氧劑的開發和成功使用,克服了傳統化學藥劑的有毒有害、藥劑費用高等缺點,天津英特節能技術有限公司生產的RT-901、902、903新型環保除氧劑已被用戶接受和推廣應用。
        各種除氧方法均有各自的特點和不足,應根據企業的特點和對水質的要求進行綜合考慮選用?偟恼f來,熱力除氧和化學除氧優點較為明顯,優于其它除氧方式,而新型低毒高效化學除氧劑則優于熱力除氧。 一般在低壓鍋爐和熱水鍋爐的給水除氧時,可優先考慮化學除氧;在要求鍋爐給水進行深度除氧時則可考慮在熱力除氧的基礎上輔之以化學除氧或單獨采用化學除氧。
    4、后語
    鍋爐給水除氧方式多種多樣,要想高效經濟、穩定安全運行,必須結合爐型和實際情況,根據鍋爐的熱力參數、水質、噸位、負荷變化、經濟條件等情況綜合考慮,因地制宜選用。對于給水除氧技術,要時刻關注新技術、新材料、新成果,勇于探索和改進創新,尋求除氧效果好,運行可靠,管理簡單,且所需投資少的方法 .

    天津英特節能技術有限公司生產銷售系列除氧劑 RT-901 RT-902  RT-903



     


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