【四川洁明之晨】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，*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*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*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*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*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、*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*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洁明品牌提供：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*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。