锅炉水处理及给水除氧技术的应用_申红菊

第21卷第3期郑州铁路职业技术学院学报Vol.21No.32009年9月JournalofZhengzhouRailwayVocational＆TechnicalCollegeSep.2009收稿日期:2009-04-15作者简介:申红菊(1971-)女,河南郑州人,河南省锅炉压力容器安全检测研究院工程师。锅炉水处理及给水除氧技术的应用申红菊(河南省锅炉压力容器安全检测研究院河南郑州450002)摘要:目前几种常用的锅炉给水除氧技术,如物理除氧、化学除氧、电化学除氧等,这些方法各自有不同的适用范围,它们均有一定的优缺点。关键词:锅炉给水物理除氧化学除氧电化学除氧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。氧是给水系统和锅炉的主要腐蚀性物质,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。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2吨每小时的蒸汽锅炉和水温大于等于95℃的热水锅炉都必需除氧。多年来众多锅炉给水处理工作者一直都在探求既高效又经济的除氧方法。1除氧途径的分析1.1物理方法根据亨利定律可知,任何气体同时存在于水面上,则气体的溶解度与其自己的分压力成正比,而且气体的溶解度仅与其本身的分压力有关。在一定压力下,随着水温升高,水蒸汽的分压力增大,而空气和氧气的分压力越来越小。在100℃时,氧气的分压力降低到零,水中的溶解氧也降低到零。当水面上压力小于大气压力时,氧气的溶解度在较低水温时也可达到零。这样,随着水温的升高,减小其中氧的溶解度,就可使水中氧气逸出。另外,水面上空间氧气分子被排出,或转变成其它气体,从而氧的分压力为零,水中氧气就不断地逸出。采用物理方法除氧,是利用物理的方法将水中的氧气析出,常用的有热力除氧法、真空除氧法和解析除氧法等。1.2电化学除氧方法化学除氧是在锅炉给水中加入能与氧反应而减少水中溶解氧的化学除氧剂,使水中溶解氧含量降低的一种处理方法。理想的除氧剂应具备的条件是:首先是与溶解氧的反应速度快;其次是除氧剂本身及反应产物在水汽循环过程中是无害的;三是具有使金属表面钝化的作用;四是对生产人员的健康影响最小;使用时便于操作控制。电化学除氧,是应用电化学保护的原理,使一种易氧化的金属发生电化学腐蚀,让水中的氧被消耗掉而去除。此法与上述除氧方法比较,设备简单,操作使用方便,运行费用低,可广泛应用于低压锅炉及热水锅炉的给水除氧。电化学除氧法目前虽然尚无成熟的经验,但根据试剂使用的情况看,其经济实用性比较明显。2除氧方法的比较和分析2.1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。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,是目前应用最多的一种除氧方法。29热力除氧技术在实际应用中还存在着一些问题:首先经热力除氧以后的软水水温较高,容易达到锅炉给水泵的汽化温度,致使给水在输送过程中容易被汽化。其次,这种除氧方法要求设备高位布置,增加了基建投资,设计、安装、操作都不方便。第三,使得锅炉房自耗汽量增大,减少了有效外供汽。第四,对与小型快装锅炉和要求低温除氧的场合,热力除氧有一定的局限性,对于纯热水锅炉房也不能采用。2.2真空除氧这是一种中温除氧技术,一般在30℃～60℃温度下进行。可实现水面低温状态下除氧,对热力锅炉和负荷波动大而热力除氧效果不佳的蒸汽锅炉,均可用真空除氧而获得满意除氧效果。但热力除氧仍存在缺点,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。真空除氧能利用低品位余热,可用射流加热器加热软化水;又能分级及低位安装,除氧可靠,运行稳定,操作简单,适用范围广。我国节能工作大力开展以来,工业锅炉房用此法除氧日渐增多。2.3亚硫酸钠除氧亚硫酸钠除氧,这是一种炉内加药除氧法。亚硫酸钠具有除氧速度快、除氧效率较高以及在较低温度下也有除氧能力的优点,但是,它有明显的缺点:由于亚硫酸钠与氧反应生成的是稳定盐硫酸钠,增加了炉水中的可溶性固形物,使水质劣化,锅炉必须增加排污次数,导致化学药品的浪费和燃料费用的增加;当锅炉工作压力高于6.2MPa时,亚硫酸钠会分解,生成具有腐蚀性的硫化氢和二氧化硫,而且这些气体随水蒸汽一道排出,会引起后续设备的腐蚀。2.4解析除氧解析除氧时近年来兴起的一种比较先进的技术,其工作原理是将不含氧的气体与要除氧的给水