除氧器除氧原理.doc

除氧器除氧原理一、给水除氧的任务和方法除氧器的主要作用：除去锅炉给水中的氧气和其他不凝结气体，防止热力设备腐蚀和传热恶化。给水系统中的溶解于水的气体来源：一是补充水带进；二是处于真空状态下的热力设备（凝汽器和部分低压加热器）及管道附件不严密漏入。给水溶解气体的危害： 腐蚀热力设备及管道。水中溶解的氧气会对金属材料产生腐蚀；二氧化碳会加快氧腐蚀。给水中溶解0.03mg/L的氧，高温下工作的给水管道及省煤器在短期内会出现穿孔的点状腐蚀。 阻碍传热。不凝结气体附在传热面上，以及氧化物沉积形成的盐垢会增大传热热阻。给水溶氧量指标： 压力在6Mpa以下的锅炉给水，含氧量小于15g/L 压力在6Mpa以上的锅炉给水，含氧量小于7g/L二、热力除氧原理气体在水中的溶解度与气体的种类及该气体在水面的分压力和水的温度有关。 在一定压力下，水的温度越高，气体的溶解度越小。 气体在水面上的分压力越高，其溶解度就越大。除氧原理依据亨利定律、道尔顿定律、传热传质定律。 亨利定律：在一定温度下，当溶于水中的气体与自水中离析的气体处于动态平衡时，溶于单位容积液体中该气体的质量b，与液面上该气体的分压力Pb成正比，即b=KPb/Po(mg/L)K该气体的质量溶解度系数Po液面上的全压力当水面上气体的分压力小于溶解该气体所对应的平衡压力时，该气体就会在不平衡压差P作用下，自水中离析出水面，直到新的平衡状态为止。关键是如何使水面上不凝结气体的分压力近似为0。 道尔顿定律：混合气体的全压力等于各组成气体的分压力之和。P=Pi +Ps（MPa）随着水流被蒸汽不断加热，水逐渐蒸发，水表面的水蒸汽压力就逐步增大，其他气体的分压力就逐步减小，水中的气体分子逐渐脱出，并随余汽排出；当水被加热到除氧器工作压力下的饱和温度时，水表面的水蒸汽分压力等于除氧头的压力，也即蒸汽分压力等于总压力，其他气体的分压力近似为0，就可以让水中的各气体完全脱出，水中气体的溶解量接近0。 传质定律气体从水中离析脱出的量与水的表面积A，不平衡压差P成正比例，即G=KmAPKm传质系数或离析系数除氧过程的两个阶段： 初期除氧阶段特点：水中气体较多，不平衡压差P较大，气体以小汽泡的形式逸出。除去80%-90%的气体。 深度除氧阶段特点：水中气体较少，不平衡压差P很小，气体以单个分子的扩散作用离析。可利用加大汽水的接触面积，形成水膜，减小其表面张力或制造蒸汽在水中的鼓泡作用，使气体分子附着在汽泡上逸出。除氧器(热力除氧器)必须满足的两个条件:1、亨利定律：当液体表面的某种气体与溶解于液体中该气体处于正比：b=KPb/Po( mg/L ) 当液面上不凝结气体的分压力一直维持零值，小于水中该溶解气体的平衡压力Pb时，该气体就会在不平衡压力差P的作用下，自水中离析出来。即要及时将液面上的气体排出，使液面上不凝结气体的分压力近似为零。2、道尔顿定律：混合气体的全压力等于各组成气体的分压力之和，除氧塔空间的总压力P等于水中所溶解各种气体在水面上不凝结气体的分压力Pi与水面上蒸汽分压力Ps之和，即：P=PiPs 在除氧器中，将水加热至工作压力下的饱和温度，水逐渐蒸发，水表面的蒸汽压力逐渐增大，近似等于总压力，其它气体的分压力近于或等于零，就可能让水中的各种气体完全析出。弄清这两定律,除氧器的工作原理也就明白了根据气体溶解定律（亨利定律），任何气体在水中的溶解度与此气体在气水界面上的分压力成正比。如果在敞口设备中将水加热，气水界面上水蒸气的分压就会增加，其它气体的分压就会降低，各种溶解气体就会不断析出，此分离过程为解析过程。当水加热到饱和温度时，汽水界面上的水蒸气的分压就会接近液面上的全压力，此时，液面上所有其它气体的分压将接近为零，水就不再具有溶解气体的能力，溶解的各种气体将全部分离出来。这就是热力除氧法所依据的原理除氧器工作原理 除氧器分有头型和无头型除氧器，一般锅炉选配有头型除氧器，大型机组1000t/h以上采用无塔型除氧器，其除氧工作原理是：来自低压加热器的主凝结水（含补充水）经进水调节阀调节后，进入除氧器，与其他各路疏水在除氧器内混合，经旋膜多孔管喷出，形成裙状水膜，与由下而上的加热蒸汽进行混合式传热和传质，给水迅速达到工作压力下的饱和温度。此时，水中的大部份溶氧及其他气体基本上被解析出来，达到除氧的目的。从水中析出的溶氧及其他气体则不断地从除氧器顶部的排汽管随余汽排出器外。进入除氧器的高加疏水也将有一部分水闪蒸汽化作为加热汽源，所有的加热蒸汽在放出热量后被冷凝为凝结水，与除氧水混合后一起向下经出水口流出。为了使除氧器内的水温保持在工作压力下的饱和温度，可通过再沸管引入加热蒸汽至除氧器内。除氧水则由出水管经给水泵升压后进入高压加热器。除氧器其实就是混合式加热器，除氧原理就是通过加热的方法把水中的氧出去。除氧器(热力除氧器)两个定律:1、亨利定律：当液体表面的某种气体与溶解于液体中该气体处于正比：b=KPb/Po( mg/L ) 当液面上不凝结气体的分压力一直维持零值，小于水中该溶解气体的平衡压力Pb时，该气体就会在不平衡压力差P的作用下，自水中离析出来。即要及时将液面上的气体排出，使液面上不凝结气体的分压力近似为零。2、道尔顿定律：混合气体的全压力等于各组成气体的分压力之和，除氧塔空间的总压力P等于水中所溶解各种气体在水面上不凝结气体的分压力Pi与水面上蒸汽分压力Ps之和，即：P=PiPs 在除氧器中，将水加热至工作压力下的饱和温度，水逐渐蒸发，水表面的蒸汽压力逐渐增大，近似等于总压力，其它气体的分压力近于或等于零，就可能让水中的各种气体完全析出。除去水中溶氧方法：1.加热法（又称热力除氧）：将水加热即可，亨得利定律 2.铁屑法（也用海绵铁）：把铁屑装在一个柱形容器内然后让水从中流过，化学反应 3.除氧剂法（又称化学除氧）：在市场上有专门的水除氧剂将其加入水中即可 4.真空除氧：根据气体溶解度随压力减小而减小将其减压使氧气逸出除氧器的填料段上部压力控制在0.192Mpag，使出水温度到103.9C左右。因此入水温度尽量接近103.9C,当然，温度越高，工艺成本越高。我们一般用废蒸汽把水加热到83C。除氧器温度104度就可以除氧进水温度看工艺情况。通常20 40或60比较常见。入水温度低，除氧用蒸汽量加大，并且降低除氧效果。最好能利用工艺过程中的废热加热给水，温度高点好。考虑到泵的输送，个人认为换热后水的温度控制在80度左右为宜。大气式热力除氧器的设计进水温度一般为80度。旋膜除氧常温就可以对于真空热力除氧器，正常工作时除氧器内为负压，将除氧器设置在高位，可以保证给水泵进口处在正压状态，以防止水泵正常工作时带气，保证泵的正常运转。安装高度视除氧器的真空度而定，一般在10米左右。除氧器中是饱和热水，如果安在一楼，泵也在一楼，泵入口肯定发生汽蚀，没多久泵就坏了。这个主要是考虑离心泵汽蚀问题一般热力式除氧，除氧水最低温度也在100左右，在常温常压下都是蒸汽了，如果除氧器安装在一楼，泵入口肯定发生汽蚀。至于安装高度，主要是跟除氧水温度有关吧温度高安装高度相对高些。由于锅炉给水泵打的是热水，所以在操作时要注意防止泵抽空。脱氧槽中的水处于该压力下的沸点，为防止在泵进口汽化，将槽的位置提高到标高10m。但如果进水管阻力过大，或水在泵内反复循环受热，均可能引起气蚀而损坏机组。这个主要是考虑离心泵汽蚀问题一般热力式除氧，除氧水最低温度也在100左右，在常温常压下都是蒸汽了，如果除氧器安装在一楼，泵入口肯定发生汽蚀。至于安装高度，主要是跟除氧水温度有关吧温度高安装高度相对高些新型锅炉给水除氧器研究(图)锅炉, 除氧器, 给水, 研究随着软化水处理技术的普及和发展，锅炉及供热系统除氧问题变得日益重要。每年因氧腐蚀而对锅炉及换热设备造成的严重损失，已引起人们越来越多的注意。为此，国家有关部门对锅炉给水标准进行了多次修订。GB1576-2001工业锅炉水质标准规定，对于蒸汽锅炉，当额定蒸发量大于或等于6t/h时应除氧，当小于6t/h 时如发现局部腐蚀应采取除氧措施。对于热水锅炉，锅炉额定热功率大于或等于4.2MW 时应除氧，额定热功率小于4.2MW的锅炉应尽量除氧。标准还规定了锅炉给水溶解氧含量要达到表1 和表2 的要求。传统的除氧方式有很多，如大气式热力除氧、真空式除氧、解吸除氧、钢屑除氧、氧化还原树脂除氧和亚硫酸钠化学除氧等，但都存在着许多问题，尤其在热水锅炉上的应用更是受到限制。因此，虽然国家有关部门制定了严格的水质标准，但由于缺乏使用方便、效果良好的除氧设备，而使这些规定不能很好地贯彻执行。本课题旨在研究一种新型除氧器，既能满足不同类型锅炉给水的要求，又能达到节能及环保的目的，从而减少因氧腐蚀而造成的金属大量损耗及更换设备造成的人力、物力的浪费，使其具有良好的推广前景。 1.不同除氧方式的特点比较大气式热力除氧方式广泛应用于蒸汽锅炉的给水中，它具有下特点：（1）不仅能除氧，而且能除去二氧化碳及氮气；（2）除氧效果稳定可靠，易于控制，管理方便；（3）除氧水中不增加含盐量，也不增加其它气体的溶解量；（4）用蒸汽量多，设备体积大；（5）负荷变动时不易调整；（6）无法用于热水锅炉。真空式热力除氧器构造与大气式热力除氧器相同，只是在系统上多一套抽真空的装置。由于这种除氧器要求系统严密性强，给管理带来很大不便，因此已很少采用此法。解吸除氧是20世纪50年代由原苏联引进，反应剂为木炭，由烟气对其加热。存在的主要问题是：受锅炉负荷变化的影响很大，而工业锅炉热负荷波动较大，难以调整，效果不稳定；反应温度较高，安装维修很不方便。另外，虽运行费用较低，但除氧后水中CO2含量有所增加，PH值降低0.20.3，在存在CO2的情况下，溶解氧腐蚀会大大加速，且管理复杂，易造成除氧效果不佳。因此国内、外已基本不采用此法。20世纪70年代机械部设计研究总院对此进行了改进，反应剂仍为木炭，加热改为电加热，虽解决锅炉负荷波动的问题，但电阻丝及热电偶易被烧坏，且耗电量大，因而也未广泛推广。以后清华大学、哈尔滨建筑工程学院等单位又对其进行了不同思路的改进，但由于存在问题，仍未被大量使用。钢屑除氧投资小，操作简便，但更换钢屑劳动强度大，除氧效果达不到水质标准要求，一般作为其它方法的预处理。还原铁粉过滤除氧方式，适用于工业锅炉，可常温下除氧，运行费用也较低，需适时补充除氧剂。加化学除氧剂的方式，通常情况下可达到水质标准要求，但运行成本较高，会增加水中含盐量，使锅炉排污量加大，从而增加热损失，如亚硫酸钠除氧。加化学除氧剂方式，一般用于小型锅炉。载体型除氧树脂，如Y-12-06 树脂（电子工业部第十二研究所研制），除氧效果很好，但出水含微量肼，不可用于饮用，其再生液及清洗的水中含肼较多，排放后对环境有污染；LHY 树脂，除氧效果能达水质标准要求，再生工艺简单，但树脂价格高，初投资大，还原用亚硫酸钠量较多。触媒型除氧树脂，就是以树脂为载体，将经过活化处理的金属钝粒子（做催化剂）吸附在其表面上。采用触媒型树脂除氧的方式，又称催化加氢除氧技术，是一种新型除氧方式，它通过一定条件使氢与氧发生反应变成水，从而达到除去溶解氧的目的。由于这种方式不使用蒸汽，反应生成物为水，不增加水中含盐量，因此是一种节能、环保的除氧方式。美国最早用于核电站除氧问题，最近几年我国台湾地区也有应用的例子，但国内还未发现研究及应用的报道。由于国外的报告缺乏关键资料，我们有必要做这方面的研究工作，使之尽早用于工程实践中。大气式热力除氧器运行问题热力, 大气, 除氧器, 运行各位，我最近在调试一个大气热力除氧器，除氧器配一个单室平衡容器测水位。除氧器水位控制效果不好，并不能保证持续进水。最近发现在投入蒸汽除氧时，偶尔会出现差压水位计读数异常波动，忽高忽低，还有可能出现负最低水位，但现场观察除氧器的磁翻板液位计时为发现大的波动。 检查差压液位计的蒸汽空间侧取压管，发现打开该取压管上的汽水分离罐的排气阀时，感觉到明显的吸力，好像除氧器内部压力比大气压还低很多。 往水位计取压管内补水（形成参比水柱）后，水位测量基本能恢复正常。除氧器设有3级水封。 不知道这种情况是否正常，差压水位计异常是否与该现象有关？是否为该除氧器与大气相通的