石柱锅炉安装-重庆联宏锅炉-蒸汽锅炉安装

工业锅炉给水除氧途径分析与技术应用

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，形成难容而传热不良的铁垢，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有效又经济的除氧方法。本文介绍锅炉给水几种主要除氧的主要方法，并结合近几年在这些方法基础上作的调整和改进，对这几种方法作分析和总结，供锅炉给水处理工作者参考。 　　

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 化学方法 　　采用化学方法除氧 ，主要是利用化学反应来除去水中含有的氧气， 使水中的溶解氧在进入锅炉前就转变成稳定的金属或其它药剂的化合物，从而将其消除，常用的有药剂除氧法和钢屑除氧法等。

1.3 电化学方法 　　锅炉给水除氧 ，除可以采用化学方法和物理方法之外，还可以采用电化学方法。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。但是电化学除氧法目前虽然尚无成熟的经验，但根据试制使用的情况看，其经济实用性比较明显。

                                                  锅炉水处理工艺流程与常用药剂配方一览

锅炉水处理主要包括补给水（即锅炉的补充水）处理、凝结水（即汽轮机凝结水或工艺流程回收的凝结水）处理、给水除氧、给水加氨和锅内加药处理4部分。

一、补给水处理

因蒸汽用途（供热或发电）和凝结水回收程度的不同，锅炉的补给水量也不相同。凝汽式电站锅炉的补给水量一般低于蒸发量的3％,供热锅炉的补给水量可高达100％。补给水处理流程如下：

①预处理

当原水为地表水时，预处理的目的是除去水中的悬浮物、胶体物和有机物等。通常是在原水中投加混凝剂（如硫酸铝等），使上述杂质凝聚成大的颗粒，借自重而下沉，然后过滤成清水。

当以地下水或城市用水作补给水时，原水的预处理可以省去，只进行过滤。常用的澄清设备有脉冲式、水力加速式和机械搅拌式澄清器；过滤设备有虹吸滤池、无阀滤池和单流式或双流式机械过滤器等。

为了进一步清除水中的有机物，还可增设活性炭过滤器。

②软化

采用天然或人造的离子交换剂,将钙、镁硬盐转变成不结硬垢的盐，以防止锅炉管子内壁结成钙镁硬水垢。

对含钙镁重碳酸盐且碱度较高的水，也可以采用氢钠离子交换法或在预处理（如加石灰法等）中加以解决。

对于部分工业锅炉，这样的处理通常已能满足要求，虽然给水的含盐量并不一定明显降低。

③除盐

随着锅炉参数的不断提高和直流锅炉的出现，甚至要求将锅炉给水中所有的盐分都除尽。这时就必须采用除盐的方法。

化学除盐所采用的离子交换剂品种很多，使用普遍的是阳离子交换树脂和阴离子交换树脂，简称“阳树脂”和“阴树脂”。

在离子交换器中，含盐水流经树脂时，盐分中的阳离子和阴离子分别与树脂中的阳离子(H+)和阴离子(OH-)发生变换后被除去。

当水的碱度较高时，为了减轻阴离子交换器的负担，提高系统运行的经济性，在阳离子交换器之后一般都要求串联脱碳器以除去二氧化碳。

含盐量特别高的水，也可采用反渗透或电渗析工艺，先淡化水质，再进入离子交换器进行深度除盐。对高压以上的锅筒锅炉或直流锅炉，还必须除去给水中的微量硅；中、低压锅炉则按含量情况处理。

二、凝结水处理

凝结水在循环过程中，会受到汽轮机凝汽器冷却水泄漏和系统腐蚀产物等引起的污染，有时也需要进行处理。

凝结水的处理量与锅炉的参数、炉型（如有无锅筒或分离器）和凝结水的污染情况有关。随着锅炉参数的提高，凝结水的处理量一般逐渐增加。对超临界压力锅炉应全部处理；对超高压及亚临界压力锅炉处理量为25～100％;对有锅筒的高压以下锅炉一般不进行处理。

常用的凝结水处理设备有纤维素覆盖过滤器和电磁过滤器等。凝结水在其中除去腐蚀产物（氧化铜和氧化铁等）后，再进入混合床或粉末树脂覆盖过滤器进行深度除盐。

三、给水除氧

锅炉给水中的溶解氧会腐蚀热力系统的金属。

腐蚀产物在锅炉热负荷较高处结成铜铁垢，使传热恶化，甚至造成爆管或在汽轮机高压缸中沉积，使汽轮机效率降低。因此，经过软化或除盐的补给水和凝结水，在进入锅炉之前一般都要除氧。

常用的除氧方式有热力除氧和真空除氧等，有时还辅以化学除氧。所谓热力除氧,就是当给水在除氧器中被加热到沸腾时,气体在水中的溶解度降低,使气体从水中逸出,排入大气。按工作压力来分,应用较多的热力除氧器有0.12兆帕和0.6兆帕的。

热力除氧时水必须加热到饱和温度，除氧水的表面积要大（如采用淋水或雾化播散装置），以便逸出的气体能够迅速地排出。真空除氧常在汽轮机凝汽器中进行。

化学除氧就是在给水中添加联胺或亚硫酸钠，将水中含氧量进一步减少。

四、给水加氨和锅内加药处理

经补给水处理、凝结水处理和给水除氧后的锅炉给水，一般都要求添加氨或有机胺等以提高给水的pH值，防止酸性水对金属部件的腐蚀。对有锅筒的锅炉一般都要进行锅内处理。

处理时，在锅筒内投加磷酸三钠或其他化学剂，把水中能形成水垢的盐类杂质变成可以在排污时排掉的泥渣，以防止或减缓水垢的形成。

锅内水处理常用药剂配方

1.“三钠一胶”法

“三钠一胶”法指的是磷酸三钠、碳酸锅、氢氧化锅和栲胶。这种方法在我国铁路系统有一套完整的使用方法和理论,管理得好,防垢率高。

2.“四钠”法

“四钠”法指的是磷酸三钠、碳酸锅、氢氧化锅和腐殖酸锅,这种方法处理的效果优于三钠一胶法,适合于各种水质。

3.纯碱法

这种方法主要是向锅内放入纯碱(Na2C03),纯碱在一定压力作用下,虽然能分解成部分氢氧化锅,但对于成分复杂的给水,不能答到让人满意的效果。

4.纯碱一腐殖酸钠法

此法又要比纯碱一栲胶法效果好,主要是栲胶的水处理效果没有腐殖酸钠的水处理效果。

5.有机聚磷酸盐有机聚竣酸盐和纯碱法

这种方法是近几年才发展起来的阻垢剂配方,效果较好。

6.纯碱一栲胶法

由于栲胶和纯碱的共同协作的结果,要比单用纯碱效果好。

7.有机聚磷酸盐、有机聚起酸盐、腐殖酸钠和纯碱法

这种方法中的纯碱不仅其本身具有良好的防垢作用,而且还为有机聚竣酸盐和有机聚磷酸盐提供了良好的阻垢条件,腐殖酸做是很好的泥垢调解剂,效果更理想。

余热是在工业生产中未被充分利用就排放掉的热量，它属于二次能源，是一次能源和可燃物料转换后的产物。

按余热的性质可分为以下几大类：

1.高温烟气余热：它是常见的一种形式，其特点是产量大、产点集中，连续性强，便于回收和利用，其带走热量占总热量的40~50%，该余热锅炉回收热量，可用于生产或生活用热及发电。

2.高温炉渣余热：如高炉炉渣、转炉炉渣、电炉炉渣等，该炉渣温度在1000℃以上，它带走的热量占总热量的20%。

3.高温产品余热：如焦炉焦碳、钢锭钢坯、高温锻件等，它一般温度.很高，含有大量余热。

4.可燃废气、废液的余热：如高炉煤气、炼油厂的催化裂化再生废气、造纸厂的黑液等，它们都可以被利用。

5.化学反应余热：如冶金、硫酸、磷酸、化肥、化纤、油漆等工业部门，都产生大量的化学反应余热。

6.冷却介质余热：如工业炉窑的水套等冷却装置排出的大量冷却水，各种汽化冷却装置产出的蒸汽都含有大量的余热，它们都可以被合理利用。

7.冷凝水余热：各工业部门生产过程用汽在工业过程后冷凝减小时所具有的物理显热。