除氧器的工作原理图
除氧器的工作原理图
入门了解？
除氧器作用是利用化学或热力学原理去除水中的氧气
运行中如果发现除氧器除氧效果降低，可能是由于除氧的水温低
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气体在水中的溶解度与该气体在水面上的分压力、温度和气体种类有关。根据亨利定律可知，当水温达到相应压力下饱和温度时水就开始沸腾，它在水中的溶解度就等于零。就不在溶解气体，此时水面上的蒸气压力与外界压力相等，气体的分压力等于零。水的沸点和水所处的压力成正比，例如在常压下，水100℃沸腾，压力降低时，水的沸点也降低。真空除氧的原理就将水面上的压力抽成真空，使常温水沸腾，达到除氧的目的。
请问热力除氧器的工作原理是怎样的？
除氧器是如何进行热力除氧 &&除氧器是作为驱除锅炉给水中所含的溶解氧的设备，以保护锅炉避免氧腐蚀。工作原理给水的除氧是电站锅炉或工业锅炉防止腐蚀的主要方法。在容器中，溶解于水中的气体量是与水面上气体的分压成正比。采用热力除氧的主法，即用蒸汽来加热给水，提高水的温度，使水面上蒸汽的分压力逐步增加，而溶解气体的分压力则渐渐降低，溶解于水中的气体就不断逸出，当水被加热至相应压力下的沸腾温度时，水面上全都是水蒸汽，溶解气体的分压力为零，水不再具有溶解气体的能力，亦即溶解于水中的气体，包括氧气均可被除去。除氧的效果一方面决定于是否把给水加至相应压力下的沸腾温度，另一方面决定于溶解气体的排除速度，这个速度与水和蒸汽的接触表面积的大小有很大的关系。大气式热力除氧原理根据水中气体的溶解特性，要想将水中任何一种气体除去时，只要将水面上存在的该气体除去即可，因此希望排除水中的各种气体，最好水面上只有水蒸汽而无其它气体。热力除氧就是将水加热至沸点，氧的溶解度减小而逸出，再将水面上产生的氧气排除，使充满蒸汽，如此使水中氧气不断逸出，而保证给水含氧量达到给水质量标准要求。热力除氧器：为了保证水面上只有水蒸汽存在，必须将水加热至沸腾温度（在稍高于大器压力即1.02绝对大气压力下进行），在这种除氧设备又称大气式热力除氧器。在热力除氧时、要保证有可靠的除氧效果，应该在设计和运行中满足下列条件针对除氧效果条件本技术改造拟达到的目标及采取具体措施1、增加水与蒸汽的接触面积，水流分配要均匀，不锈钢填料均匀厚实。2、在整个水面上应保证水中溶解气体的压力与水面上该气体分压力之间有压力差。系统工作压力：19.6kPa（1.02 kg/cm2绝对大气压力）；3、使水与蒸汽成相对方向流动，这样可以保证有最大可能的气体压力差和得到较完全的除氧。4、必须迅速将水面上的气体去除，以免它们在水面上的分压力增高，这样就要求除氧器中气汽混合物要有足够的剩余压头，且排气管要有足够大的断面，装置要有足够的出力。排气管管径设计合理；5、使水能很可靠地被加热到除氧器工作压力下的沸腾温度。工作温度：tg = 104±1.5℃ 。4.大气式热力除氧器耗汽量计算DQ= （5～10%）·G（i2—i1）/（i—i2）0·98 　kg / h式中G —— 除氧处理最大水量，kg / h ； i2 ——除氧器出口水的焓，kcal / kg ；i1 ——进入除氧器水的焓，kcal / kg ；&&i ——进入除氧器蒸汽的焓，kcal / kg ；0·98—除氧器效率； 设计大气式热力除氧注意事项，设计具体措施1、大气式热力除氧器应放在给水泵上方，除氧水箱最低水位与给水泵中心线间的高差应不小于6~7米。锅炉房土建结构4.5米,不能满足高差要求，设计采用降温措施以解决；2、进入除氧器前给水混合温度，一般不低于70○C；本方案设计：除氧器前给水混合温度80○C；3、大气式热力除氧器的可靠运行只有对除氧器压力和温度以及除氧水箱水位高度进行自动调整时才有可能达到；除氧器进水管上安装水位变送器、温度变送器，并采集相关信号；4、保证除氧器中水力工况和热力工况均衡：当补充大量比较冷的化学处理水时，应当尽可能均匀地送进，并在几个并列运行的除氧器间适当地分配。蒸汽凝结水在送入除氧器前最好先蓄积在中间贮水箱中，然后将这些凝结水均匀地送入除氧器，以保证除氧器负荷的稳定。本方案设计：两台除氧器化学处理水均匀地送进，并在除氧器间适当地分配。以保证除氧器负荷的稳定。5、除氧器装置应具备下列控制测量仪表：监督除氧头内蒸汽压力用的压力表，蒸汽管减压前后的压力表和温度表，除氧水箱上的玻璃水位表，除氧水箱进水管和出水管上的温度表。本方案设计：除氧器装置测量仪表：监督除氧头内蒸汽压力用的压力表，蒸汽管减压前后的压力表和温度表，除氧水箱上的水位表，除氧水箱进水管和出水管上的温度表。6、最好用测氧计自动监督水质，在没有测氧计的情况下，为了监督除氧器的工作，安装水温或压力记录表是有好处的。安装水温或压力记录表。7、在除氧器运行时，必须特别注意监视空气引出管的作用，如果空气引出管应当经常有微量的蒸汽冒出。 8、除氧水箱水位自动调整器前应有闸门，在出水短管上应有取样（经冷却器）用的短节，以便监督含氧量。9、两台除氧器并列运行时，为了平衡除氧器内压力和水位，各个除氧水箱上须有可以连接的汽及水的平衡管。除氧器自动控制1、在除氧器进水管安装温度变送器、流量传感器，在除氧器安装水位变送器，检测进水温度、进水流量、除氧器水位等信号，并将检测信号输入给计算处理模块，以控制除氧器进水与加热蒸汽的水力工况和热力工况平衡，为达到的除氧效果，保证除氧温度（104±1.5℃），调节安装在蒸汽管道上的电动执行器调节阀门，通入的蒸汽进行加热，随除氧水温高低变化而自动调整蒸汽流量大小。补水停止后，电动执行器自动关闭。需要通入一定量的蒸气加热。压力传感器、温度传感器将温度信号也传入处理模块，除氧器实现自动控制的基本原理为： G = G ±△G& &式中：G —— 电动执行器调节阀门开度G —— 电动执行器调节阀门计算开度& &△G —— 电动执行器调节阀门修正开度　　上述关系说明：电动执行器调节阀门开度G与两个因素有关， G 为电动执行器调节阀门计算开度，与进水温度、进水流量有关，近似为常量；△G为电动执行器调节阀门修正开度，当除氧水温低于设定温度时，开度增大；反之，开度减小。除氧器水位变化控制，当水位降低时，自动启动软化水泵（冷凝水泵），给除氧器补水；当水位升高时，水泵自动停止。2、对蒸汽锅炉给水系统控制，应修复锅炉原设计的单冲量自动给水系统、既根据汽包水位传感器提供的信号，调整蒸汽锅炉给水电动执行器调节阀门开度，从而改变给水流量，使汽包水位相对稳定。3、防止蒸汽锅炉给水泵、热水锅炉补水定压泵汽化的技术处理除氧器出水热水温度高于锅炉给水泵、锅炉补水定压泵入口允许水温，并且锅炉房土建结构4.5米,不能满足高差要求，可能使蒸汽锅炉给水泵、热水锅炉补水定压泵入口处可能产生汽化（汽蚀）现象，水泵无法正常工作。本方案设计：在软化水泵（冷凝水泵）与除氧器之间安装水—水换热装置。一是为了提高除氧器进水温度，使除氧器工作状态稳定，二是降低除氧器出水热水温度，可使蒸汽锅炉给水泵、热水锅炉补水定压泵入口处不产生汽化（汽蚀）现象。要保证有可靠的除氧效果，应该在设计和运行中满足下列条件&&1:增加水与蒸汽的接触面积，水流分配要均匀。(采用旋膜管—填料相结合的除氧头)&&2:在整个水面上应保证水中溶解气体的压力与水面上该气体分压力之间有压力差。（系统工作压力：19.6kPa）；&&3:使水与蒸汽成相对方向流动，并保证被除氧气100%排出除氧头和得到较完全的除氧。(旋膜式除氧头结构已满足)；&&4:必须使将水产生紊流翻滚，水传热传质效果最理想，才能节省加热蒸汽，达到节能目的。&&5:使水能很可靠地被加热到除氧器工作压力下的沸腾温度，又要在极短时间很小的行程上产生剧烈的混合加热作用。旋膜式除氧器工作原理（射流、吸卷、紊流、传热、传质、水膜裙、淋雨状、饱和）旋膜式除氧器工作原理由安百利品牌提供：凝结水及补充水首先进入除氧头内旋膜器组水室，在一定的水位差压下从膜管的小孔斜旋喷向内孔，形成射流，由于内孔充满了上升的加热蒸汽，水在射流运动中便将大量的加热蒸汽吸卷进来（安百利经试验证明射流运动具有卷吸作用）；在极短时间很小的行程上产生剧烈的混合加热作用，水温大幅度提高，而旋转的水沿着膜管内孔壁继续下旋，形成一层翻滚的水膜裙，（水在旋转流动时的临界雷诺数下降很多即产生紊流翻滚），此时紊流状态的水传热传质效果最理想，水温达到饱和温度。氧气即被分离出来，因氧气在内孔内无法随意扩散，只能随上升的蒸汽从排汽管排向大气（老式除氧器虽加热了水，分离出了氧但氧气比重大于加热蒸汽，部分氧又被下流的水带入水箱，也是造成除氧效果差的一种原因）。经起膜段粗除氧的给水及由疏水管引进的疏水在这里混合进行二次分配，呈均匀淋雨状落到装到其下的液汽网上，再进行深度除氧后才流入水箱。水箱内的水含氧量为高压0-7 цɡ/L,低压小于15цɡ/L达到部颁运行标准。& & 因旋膜式除氧器在工作中使水始终处于紊流状态，并有足够大的换热表面积，所以传热传质效果越好，排汽量小（即用与加热的蒸汽量少,能源损失小带来的经济效益也可观）除氧效果好产生的富裕量能使除氧器超负荷运行（通常可短期超额定出力的50%）或低水温全补水下达到运行标准。
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理工学科领域专家　　摘要：在锅炉给水处理工艺过程中，除氧是一个非常关键的一个环节，给水容氧大是造成电厂热力设备腐蚀的重要原因之一。对于水泥" />
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水泥余热电站给水除氧问题分析与探究
&&&&&&本期共收录文章20篇
　　摘要：在锅炉给水处理工艺过程中，除氧是一个非常关键的一个环节，给水容氧大是造成电厂热力设备腐蚀的重要原因之一。对于水泥余热电站锅炉，虽然给水温度较低，但长期运行下来，省煤器，过热器等氧腐蚀现象仍会出现，影响电站正常运行的经济性。 中国论文网 /2/view-4555983.htm　　关键词：余热电站；给水除氧；热力；换热器 　　中图分类号：TM623 文献标识码：A 　　引言 　　氧是给水系统和锅炉的主要的腐蚀性物质，在热力系统中，水汽的温度较高，氧腐蚀速度快，加上腐蚀具有局部性和延续性，对热力设备有很大的危害。给水中的氧应当迅速得到清除，否则它会腐蚀锅炉的给水系统和部件，腐蚀产物氧化铁会进入锅内，沉积或附着在锅炉管壁和受热面上，形成难溶而传热不良的铁垢，而且腐蚀会造成管道内壁出现点坑，阻力系数增大，而且水汽中空气对换热器传热不利，不利于经济运行。管道腐蚀严重时，甚至会发生管道爆炸事故。国家规定蒸发量大于等于6吨每小时的蒸汽锅炉和功率大于4.2MW的热水锅炉都必需除氧。 　　1、目前水泥余热发电给水除氧工艺 　　对于水泥余热电站而言，为了提高烟气热量的利用效率，降低窑头AQC锅炉排烟温度，在保证省煤器出口水温情况下，要求进入省煤器的给水温度尽可能低。这样能节省省煤器换热面积，减小余热锅炉体积，降低锅炉钢材耗量。 　　目前多采用三种除氧方式： 　　1.1大气式热力除氧 　　热力除氧一般有大气式热力除氧和喷射式热力除氧。其原理是将锅炉给水加热至沸点，使氧的溶解度减小，水中氧不断逸出，再将水面上产生的氧气连同水蒸汽一道排除，还能除掉水中各种气体（包括游离态CO2，N2）。除氧后的水不会增加含盐量，也不会增加其他气体溶解量，操作控制相对容易，而且运行稳定，可靠，能使给水含氧量在15ppb以下，是目前应用最多的一种除氧方法。 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　图1 　　为了降低排烟温度，冷凝器低温凝结水直接经凝结水泵加压进入锅炉低压省煤器，经低压省煤器加热到80℃左右，进入除氧器除氧。除氧水再经给水泵进入高压省煤器进入锅炉循环。 　　大气式热力除氧水泥余热电站多采用如图2.1工艺流程。虽然通过热力除氧可靠性高，操作简单，但是仍然存在一些问题，制约其发展： 　　(1)由于窑头锅炉烟气量，烟气温度波动较大，造成低压省煤器出口水温变化范围大。如果余热锅炉实际运行烟气参数偏离设计参数时，容易造成除氧器的“自生沸腾” ，导致除氧器内压力升高，排气量加大，汽水损失增大，破坏除氧器内汽水逆向流动，除氧效果恶化。 　　(2)由于进入低压省煤器给水为未除氧水且凝结水含氧量往往因各种原因超标。低压省煤器长期高温运行会产生氧腐蚀。通过杭州锅炉厂统计，采用此工艺的低压省煤器一般在运行2年左右便会产生严重氧腐蚀，从而必须更换整个低压省煤器。 　　(3)正常情况低压省煤器出口温度为80℃，除氧器需引入辅助蒸汽加热至104℃，使得锅炉房自耗汽量增大，减少了有效外供汽。 　　(4)凝结水泵扬程高，电机功率大，增加厂用电率。 　　1.2真空除氧 　　这是一种中低温除氧技术 ，一般在 30℃～ 60℃温度下进行。可实现水面低温状态下除氧。相对于热力除氧技术来说，它的加热条件有所改善，锅炉房自耗汽量减少，给水经除氧再进入省煤器，不会产生省煤器氧腐蚀。但真空除氧的高位布置，对运行管理喷射泵、加压泵等关键设备的要求比热力除氧更高。低位布置也需要一定的高度差，而且对喷射泵、加压泵等关键设备的运行管理要求也很高。另外还增加了换热设备和循环水箱。 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　图2 　　真空除氧能在较低温度下进行除氧，省煤器给水温度低，提高烟气热量利用率；又能分级及低位安装，操作简单，适用范围广。目前水泥余热电站较多采用真空除氧。 　　但是，在实际运行中，由于漏气，真空度低等原因，真空除氧效果往往不明显。出水含氧量在80～100ppb，远远大于锅炉给水标准要求。实际运行中造成汽包及过热器氧腐蚀严重。 　　1.3化学加药除氧 　　目前水泥余热电站化学除氧基本采用炉内添加亚硫酸钠除氧法。因为在给水系统中氧是锅炉的主要腐蚀性物质，所以要求迅速将氧从给水中去除，一般使用亚硫酸钠作为除氧剂，反应方程式2Na2SO3+O2→ 2Na2SO4。标准的亚硫酸钠加药量是每1ppm的溶解氧添加8ppm的亚硫酸钠，并且额外增加4ppm亚硫酸钠以在锅炉中保持一个裕量。 　　化学除氧受炉水温度和PH值影响。温度愈高，反应时间愈短，除氧效果愈好。当炉水pH=6时，效果最好，若pH增加则除氧效果下降。加入铜、钴、锰、锡等作催化剂，可提高除氧效果。该方法由于一次性投资低，安全，操作也较为简单，较多水泥余热电站采用。虽然通过理论可计算出加药量，但此法在实际中加药量往往不易控制，除氧效果不可靠，需时常检测，无法保证达标。另外还会增加锅炉水含盐量，导致排污量增大、热量浪费，增加运行费用，是不经济的。 　　以某5000t/d水泥生产线为例。AQC、SP锅炉平均蒸发量45000kg/h；年运行时间6000h；亚硫酸钠费用15元/kg。 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　图3 　　计算：给水箱温度=45℃ 　　从图2.3中知，40℃水的含氧量为= 6ppm 　　所需亚硫酸钠量=（6×8）＋4=52ppm 　　所需亚硫酸钠溶液的量（45%浓度）= 52ppm×=124ppm 　　年需亚硫酸钠溶液量 = 45000kg/h×6000h/年× 　　年需亚硫酸钠溶液量 = 33480kg/年 　　年费用 = 33480kg/年×15元/kg 　　年费用 = 502200元/年 　　2、水泥余热发电给水除氧工艺改进与创新 　　目前现有各种给水除氧均有其优点与不足，由于基本上能稳定运行，所以无论新建水泥余热电站或是改建余热电站均采用以上工艺。但是作为余热电站设计工作者，有必要结合实际情况，对现有工艺进行探讨，改进，寻求除氧效果好，运行可靠，管理简单，且所需投资少的方法 。 　　2.1真空除氧加加药除氧工艺 　　目前已有水泥余热电站采用真空除氧加加药除氧工艺，保证除氧效果，降低单纯加药除氧运行成本。能使给水含氧量降低到10ppb以下。 　　同以某5000t/d水泥生产线为例。AQC、SP锅炉平均蒸发量45000kg/h；年运行时间6000h；亚硫酸钠费用15元/kg。先通过真空除氧使给水含氧量降低到100ppb（0.1ppm）。 　　给水含氧量为= 0.1ppm 　　所需亚硫酸钠量=（0.1×8）＋4=4.8ppm 　　所需亚硫酸钠溶液的量（45%浓度）= 4.8ppm×=10.7ppm 　　年需亚硫酸钠溶液量 = 45000kg/h×6000h/年× 　　年需亚硫酸钠溶液量 = 2889kg/年 　　年需亚硫酸钠年费用 = 2889kg/年×15元/kg 　　年需亚硫酸钠年费用 = 43335元/年 　　真空泵机组年费用 = 30kw/h×6000 h/年×0.5元/ kw·h 　　真空泵机组年费用 = 90000元/年 　　总费用 = 133335元/年 　　可以看出，通过先真空除氧，再加药除氧复合除氧工艺，不仅除氧效果好，运行费用也大大降低。 　　 　　2.2水—水换热器大气式热力除氧 　　大气式热力除氧在众多除氧工艺中可靠性最高，操作最简单，应用范围最广。面对目前水泥余热电站由于给水温度限制所出现的问题，可以采用添加水—水换热器解决，如图3.1。 　　在凝结水进入除氧器前先进入水—水换热器，利用除氧水热量加热凝结水至95℃，使辅助加热蒸汽量大大减少。经计算加热45t凝结水只要需0.8t低压蒸汽。可直接引轴封蒸汽与连排二次蒸汽加热凝结水，从而不增加额外汽耗。 　　另一方面除氧水经水—水换热器温度降至45℃左右，进入锅炉省煤器，充分吸收低温烟气热量，保证锅炉热效率。 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　图4 　　通过水—水换热器大气式热力除氧不仅可以解决目前大气式热力除氧中存在的问题，最大限度的降低了除氧费用，还大大简化锅炉省煤器系统，减少汽水管道布置，值得在以后余热电站中参考及采用。 　　3、结语 　　给水除氧是水泥线余热电站中应该重视的一个环节，良好的给水水质是余热电站长期稳定运行的可靠保证。根据每个电站的不同特点，选择适合自己的给水除氧方式，是设计工作者应尽的义务与责任。
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给水除氧技术的特点与比较
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