鍋爐給水

鍋爐給水：指從除氧器通過給水泵輸送到鍋爐的化學水！

電廠的鍋爐系統有專門的鍋爐給水系統，此係統一般集合在集控中心。氧是給水系統和鍋爐的主要腐蝕物質，給水中的氧應當迅速得到清除，否則它會腐蝕鍋爐的給水系統的部件，腐蝕物——氧化鐵會進入鍋內，沉積或附着在鍋爐管壁和受熱面上，形成難融傳熱不良的鐵垢，而且腐蝕會造成管道內壁出現點坑，阻力系數增大。

管道腐蝕嚴重時，甚至會發生管道爆炸事故。國家規定蒸發量大於等於2噸每小時的蒸汽鍋爐和水温大於等於95°的熱水鍋爐都必需除氧。

為此，分別就鍋爐給水幾種除氧的主要方法，並結合近幾年在這些方法基礎上做的調整和改進，比較分析如下:

根據亨利定律可知，任何氣體同時存在於水面上則氣體的溶解度與其自己的分壓力成正比，而且氣體的溶解度僅與其本身的壓力有關。在一定壓力下，隨着水温升高，水蒸氣的分壓力增大，而空氣和氧氣的分壓力越來越小。在100℃時，氧氣的分壓力降低到零，水中的溶解氧也降低到零。當水面上壓力小於大氣壓力時，氧氣的溶解度在較低水温時也可達到零。這樣，隨着水温的升高，減小其中氧的溶解度，就可使水中氧氣逸出。

另外，水面上空間氧氣分子被排出，或轉變成其他氣體，從而氧的分壓力為零，水中氧氣就不斷地逸出。採用物理方法除氧，是利用物理方法將水中的氧氣析出，常用的有熱力除氧法、真空除氧法和解析除氧法等。

採用化學方法除氧，主要是利用化學反應來除去水中含有的氧氣，使水中的溶解氧在進入鍋爐前就轉變成穩定的金屬或其它藥劑的化合物，從而將其消除，常用的有藥劑除氧法和鋼屑除氧法等。

鍋爐給水除氧，除可以採用化學方法和物理方法之外，還可以採用電化學方法。電化學除氧，是應用電化學保護的原理，使一種易氧化的金屬發生電化學腐蝕，讓水中的氧被消耗掉而去除。此法與上述除氧方法比較，設備簡單，操作使用方便，運行費用低，可廣泛應用於低壓鍋爐及熱水鍋爐的給水除氧。但是電化學除氧法目前雖然尚無成熟的經驗，但根據試製使用的情況看，其經濟實用性比較明顯。

熱力除氧一般有大氣式熱力除氧和噴射式除氧。其原理是將鍋爐給水加熱至沸點，使氧的溶解度減小，水中氧不斷逸出，再將水面上產生的氧氣連同水蒸氣一道排除，還能除掉水中各種氣體（包括遊離態CO2，N2），如用鎂鈉離子交換法處理過的水，加熱後NH3，也能除去。除氧後的水不會增加含鹽量，也不會增加其他氣體溶解量，操作控制相對容易，而且運行穩定可靠，是目前應用最多的一種除氧方法。為了保證熱力除氧器具有可靠的效果。

A. 增加水與蒸汽的接觸面積，水流分配要均勻。

B. 保證氧氣在水中的溶解壓力與水面上它的分壓力之間有壓力差。

C. 保證使水被加熱到除氧器工作壓力下的沸騰温度，一般採用104℃。熱力除氧技術是一種普遍採用的成熟技術，但在實際應用中還存在着一些問題：首先經熱力除氧以後的軟水水温較高，容易達到鍋爐給水泵的汽化温度，致使給水在輸送過程中容易被汽化；而且當熱負荷變動頻繁，管理跟不上，除氧水温＜104℃時，使除氧效果不好。其次，這種除氧方法一般要求設備高位佈置，增加了基建投資，設計、安裝、操作都不方便。為了達到給水泵中軟化水汽的目的，這種除氧方法一般要求除氧器高位配置，在使用過程中會產生很大的噪音和震動，帶來不便。

第三，使得鍋爐房自耗氣量增大，減少了有效外供汽。

第四，對與小型快裝鍋爐和要求低温除氧的場合，熱力除氧有一定的侷限性，對於純熱水鍋爐房也不能採用。 對於採取熱力除氧的鍋爐，在裝新鍋爐時，將大氣熱力除氣器裝在地面，而將除氧後的高温軟化水輸送管道經過軟水箱，使其與軟水箱中的水進行熱交換，而後溜至鍋爐給水泵，經省煤器進入鍋爐。這樣改進首先可以減少鍋爐房的振動和噪音，改善了鍋爐房的工作環境，還降低了鍋爐房的工程造價。其次，通過在軟水箱中的熱交換，軟水箱中的水温提高了，熱量沒有浪費，同時也相當於除氧器進水温度。除氧器將進水加熱到飽和温度的時間也縮短了，有利於達到預期的除氧效果。

這是一種中温除氧技術，一般在30-60℃温度下進行。可實現水面低温狀態下除氧（在60℃或常温），對熱力鍋爐和負荷波動大而熱力除氧效果不佳的蒸汽鍋爐，均可用真空除氧而獲得滿意除氧效果。相對於熱力除氧技術來説，它的加熱條件有所改善，鍋爐房自耗汽量減少，但熱力除氧的大部分缺點仍存在，並且真空除氧的高位佈置，對運行管理噴射泵、加壓泵等關鍵設備的要求比熱力除氧更高。低位佈置也需要一定得高度差，而且對噴射泵、加壓泵等關鍵設備的運行管理要求也更高。另外還增加了換熱設備和循環水箱。

（1） 真空除氧能利用低品味餘熱，可用射流加熱器加熱軟化水；

（2） 又能分級及低位安裝，除氧可靠，運行穩定，操作簡單，適用範圍廣。

（3） 我國節能工作大力開展以來，工業鍋爐房用此法除氧日漸增多。

化學除氧

水經過鋼屑過濾器，鋼屑被氧化，而水中的溶解氧被除去。有獨立式和附設式兩種。此法水温要求大於70℃，以80-90℃温度效果最好。温度20-30℃除氧效果最差。使用鋼屑要求壓緊，越緊越好，水中含氧量最大，要求流速降低，因為鋼屑除氧自應用以來改進和提高不大，除氧效果不大可靠，一般用在對給水品質要求不高的小型鍋爐房，或者作為熱力網補給水，以及高壓鍋爐熱力除氧後的補充除氧，一般僅作輔助措施。

亞硫酸鈉是一種爐內加藥除氧法。因為在給水系統中氧是過路的主要腐蝕性物質，所以要求迅速將氧從給水中去除，一般使用亞硫酸鈉作為除氧劑，通常要求加藥量比理論值大。温度越高，反應時間越短，除氧效果越好。當爐水PH值等於6時，效果最好，若PH值增加則除氧效果下降。加入銅、鈷、錳、錫等做催化劑，可提高除氧效果。該方法由於亞硫酸鈉廉價故而投資低，安全，操作也較為簡單。但此法加藥量不易控制，除氧效果不可靠，無法保證達標。另外還會增加鍋爐水含鹽量，導致排污量增大、熱量浪費，是不經濟的。因此該方法一般用在小型鍋爐房和一些對水質要求較高的熱力系統中作為輔助除氧方法。

目前此法多用作熱力除氧後的輔助措施，以達到徹底清除水中的殘留氧，而不增加爐水的含鹽量。當壓力大於6.3MPa時，亞硫酸鈉主要分解成腐蝕性很強的二氧化硫和硫化氫，因此對高壓鍋爐多采用聯氨，聯氨與氧反應生成氮和水，有利於阻礙腐蝕的進一步發展。因聯氨有毒容易揮發不能用於飲用水鍋爐和生活用水鍋爐除氧。許多鍋爐廠正限制或不再使用。

解析除氧是近年來興起的一種比較先進的技術，其工作原理是將不含氧的氣體與要除氧的給水強烈混合接觸，使溶解在水中的氧解析至氣體中去，如此循環而使水達到脱氧的目的。

現在的解析除氧方法一般採用新型解析除氧器，用加熱器代替了原來的鍋爐煙氣加熱，並採用活性炭加催化劑作為還原劑，從而大大減少設備佔地面積，在解析內部增加隔板控制水流，並加小孔和孔 管，使水中的含氧氣體充分逸出，達到很好的除氧效果。

解析除氧設備小，製造容易，耗鋼材少，投資低，操作方便，運行可靠，不用化學藥品，減少了環境污染，可在低温下除氧，除氧效果好。目前國內在熱水鍋爐和單層佈置的工業鍋爐內已廣泛應用。其缺點是隻能除去水中氧氣而不能除去其他不凝氣體，水中二氧化碳含量有所增加；水箱水面不能密封，有時使除氧後的水與空氣接觸從而影響除氧效果。

解析除氧有以下特點：

（1）待除氧水不需要預熱處理，因此不增加鍋爐房自耗汽。

（2）解析除氧設備佔地少，金屬耗量小，從而減少基建投資。

（3）除氧效果好。

在正常情況下，除氧後的殘餘含氧量可降到0.05mg/L。

（4） 解析除氧的缺點是裝置調整複雜，管道系統及除氧水箱應密封。

早在60年代，國內外許多鍋爐房曾廣泛的採用了此種技術，但由於當時的反應器是設置在煙道里，不能適應熱負荷的變化。因此，該技術的使用一度受到限制。至90年代，研製出了一種幾種設置電加熱反應器的第二代解析除氧器，使這項技術又有了長足的發展。特別是清華大學和機電部設計研究院等單位研製的新型解析除氧器，克服了原來的不足和缺點，將加熱爐與反應器分開，加熱爐加熱從解析除氧器出來的氣體，加熱後的氣體經反應器時脱氧，使待脱氧水中的含氧氣體能充分解析出來，保證了運行可靠性和除氧效果。

且體積和耗電量都比原來設備小。採用新型解析式系統，省去了除氧水箱，解決了原有水箱的密封問題。多家鍋爐房運行證明，解析除氧器操作簡單，投資低，運行可靠，效果好。但同時存在着影響除氧因素較多，只能除氧氣，不能除其他氣體的問題。