【正文】 主要有物理方法、化學(xué)方法和 電化學(xué)方法 等 。 物理方法 [6] 物理方法除氧是利用物理的 方法 將 水中的氧氣析出 來 ， 常用的有熱力除氧 法 、真空除氧法和解析除氧法等。 熱力除氧法分為大氣式熱力除氧 和 噴射式熱力除氧。其原理是將鍋爐水加熱至沸點 ， 使 氧的溶解度減小 ， 水 中 溶解的 氧不斷逸出 ， 再將水面上產(chǎn)生的氧連同水蒸汽一道排除 ， 還能除掉水中 各 種 氣體（包括游離態(tài) CO2， N2） ， 如銨鈉離子交換法處理過的水 ， 加熱后 NH3 也能除去 ， 除氧后的水不會增加鹽量 ， 也不會增加其 它 氣體溶解量 ， 操 作控制相對容易 ， 而且運行穩(wěn)定 可 靠 ， 是應(yīng)用最多的一種除氧方法。 真空除氧法是在 30～ 60℃ 下進行 ， 實現(xiàn)水面低溫狀態(tài)下 的 除氧 。 對熱力鍋爐和合 肥 工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè) 論文 3 負荷 波動大而 除氧效果不佳的蒸汽鍋爐 ， 均可用真空除氧 法 獲得滿意 的 除氧效果。相對于熱力除氧 ， 其加熱條件有所改善 ， 鍋爐房自耗汽量減少 ， 但熱力除氧的大部分缺點仍存在 ， 并且真空除氧的高位布置 ， 對運行管理噴射泵、加壓泵等關(guān)鍵設(shè)備的要求比熱力除氧更高。低位布置也需要一 定 的高度差 ， 而且對噴射泵、加壓泵等關(guān)鍵設(shè)備的運行管理要求也很高 ， 另 外還增加了換熱設(shè)備和循環(huán)水箱。真空除氧能利用低品位余熱 ， 可用射流加熱器加熱軟化水；又能分級及低位安裝 ， 除氧可靠 ，運行穩(wěn)定 ， 操作簡單 ， 適用范圍廣。 解析除氧法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(huán)而使給水達到脫氧的目的。解析除氧器操作簡單 ， 投資低 ， 運行可靠 ， 效果較好。但同時存在著影響除氧 效果的 因素較多 ， 只能除氧氣 ， 不能除其它氣體的問題。 化學(xué)方法 化學(xué)方法除氧是利用化學(xué)反應(yīng)來除去水中含有的氧氣 ， 使 水中的溶解氧在進入鍋爐前就將其消除 ， 常用的有藥劑除氧法和鋼屑除氧法等。 常用的藥劑除氧法有 以 下幾種： （ 1）亞硫酸鈉法。亞硫酸鈉是白色或無色晶體易溶于水。它是一種還原劑 ， 能與水中的溶解氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng) ， 使水中溶解氧的含量降低。 其化學(xué)反應(yīng)方程式為 : 2Ｎａ 2ＳＯ 3+Ｏ 2→2 Ｎａ 2ＳＯ 4 （ 1— 1） 它的除氧效果與水的溫度、氧的濃度及亞硫酸鈉的投入量有密切關(guān)系 ， 溫度愈高 ，反應(yīng)時間愈短 ， 除氧效果愈好。 亞硫酸鈉無毒 ， 可在低溫下使用 ， 能將鐵的氧化物還原成四氧化三鐵 ， 但增加了水 中 的含鹽量。 該方法投資低 ， 安全性好 ， 操作較為簡單 ， 一般用在小型鍋爐房和一些對水質(zhì)要求較高的熱力系統(tǒng)中作為輔助除氧。 （ 2） 聯(lián)胺法 。 聯(lián)氨又稱水合肼 ， 它是一種極為有效的除氧劑。 它不僅能除氧 ，而且還可以提高給水的 pH 值 ， 同時具有鈍化鋼、銅表面；不增加給水含鹽量的優(yōu)點。其反應(yīng)式如下： N2H4 + O2→ N2 + 2H2O (除氧 ) （ 1— 2） 3N2H4→ N2+4NH3 （提高 pH 值） （ 1— 3） NH3+H20→ NH40H （ 1— 4） 它的反應(yīng)產(chǎn)物 N2 和 H2O 對熱力系統(tǒng)及設(shè)備的運行沒有任何害處。同時在高溫 水（ t200℃ ）中 ， N2H4可將 Fe203還原為 Fe3O4或 Fe， 將 CuO 還原成 Cu2O 或 Cu， 聯(lián)胺合 肥 工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè) 論文 4 的這些性質(zhì)還可以防止鍋爐內(nèi)結(jié)鐵垢和銅垢。 N2H4的除氧效果受 pH 值 、 溶液溫度及過剩 N2H4量的影響。因此 ， 采用聯(lián)胺除氧應(yīng)維持以下條件 ： （ a） 必須使水維持一定的 pH 值； （ b） 必須使水保持足夠的溫度； （ c）必須使水中有足夠的過剩聯(lián)胺。 一般認為采用聯(lián)胺除氧的合理條件為： 150℃ 以上的水溫 ， pH 值在 9～ 11 之間的堿性介質(zhì)和適當(dāng)?shù)倪^剩聯(lián)胺。由于該法價格貴 ， 且只能除氧不能除去其它氣體 ，所 以 通常只在其 它方法難以除盡殘留溶解氧時作為輔助除氧手段來應(yīng)用。 （ 3） 單寧系物質(zhì)法 。 單寧系物質(zhì)如單寧酸、橡碗栲膠等 ， 加反應(yīng)劑除氧具有設(shè)備簡單、操作方便、除氧效果良好的有點 ， 但也存在藥劑費用較貴的缺點。所以很少單用加反應(yīng)劑的方法除氧 ， 此法在中小型鍋爐上往往與鋼屑除氧聯(lián)合使用；而在電站高壓鍋爐中則被用作熱力除氧的補充措施。 （ 4） 氧化還原樹脂法 。 樹脂除氧的基本原理是在除氧器內(nèi)利用氧化還原樹脂與水中溶解氧反應(yīng)生產(chǎn)除氧水 ， 樹脂失效后用水合肼再生。載體型除氧樹脂 ， 如Y1206 樹脂（電子工業(yè)部十二研究所研制） ， 除氧效果好 ， 但出 水含有微量肼 ， 不可以飲用 ， 其再生液及清洗的水中含肼較多 ， 排放后對環(huán)境有污染； LHY 型樹脂 ，除氧效果能夠達到水質(zhì)標(biāo)準要求 ， 再生工藝簡單 ， 但樹脂價格高 ， 初投資大 ， 還原用亞硫酸鈉較多。 鋼屑除氧 法。是 水經(jīng)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(shè)式兩種。此法水溫要求在 70℃ 以上 ， 80～ 90℃ 效果最好 ， 一般用在對給水品質(zhì)要求不高的小型鍋爐房 ， 或者作為熱力網(wǎng)補給水以及高壓鍋爐熱力除氧后的補充除氧 ， 一般僅作輔助措施。 海綿鐵除氧 。 海綿鐵又稱為直接還原鐵或金屬化球團 ， 其主要成分是鐵 ， 內(nèi)部結(jié)構(gòu)疏松多孔 ， 表面積是普通鐵屑的 510 萬倍 。 當(dāng)水流經(jīng)海綿鐵時 ， 水中的氧與鐵發(fā)生氧化反應(yīng)而使氧得 以 去除 ， 但是生成反應(yīng)產(chǎn)物 Fe(OH) Fe(OH)3為不易溶入水的絮狀沉淀 ， 需定期用反沖水流去除。海綿鐵除氧可以在常溫下進行除氧 ， 無須對進水加熱 ， 安裝無特殊要求 ， 同時設(shè)備可以低位布置 ， 工藝較為簡單。運行操作方便且安全可靠 ， 投資相對較小。海綿鐵除氧不足之處在于 ， 經(jīng)過海綿鐵除氧的水中增加了一定的鐵離子 ， 增加了水的含鹽量 ， 不適用于蒸汽鍋爐或?qū)o水鐵離子有嚴格要求的鍋爐。 合 肥 工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè) 論文 5 電化學(xué)方法 從電解的原理可知 ， 將兩種不同的金屬與 直流電源連接并放置到一種電解質(zhì)中 ， 使其負極與被保護的鋼板相連接 ， 正極與準備讓其發(fā)生腐蝕的金屬相連接 ， 這樣被保護的鋼板形成陰極而得到保護 ， 讓其發(fā)生腐蝕的金屬形成陽極而不斷被腐蝕。電化學(xué)除氧就是應(yīng)用這種電化學(xué)保護的原理 ， 將用鋼板制成的除氧器與直流電源接通 ， 讓除氧器的外殼與電源的陰極相連接 ， 陽極與放置在除氧器中的鋁板相連接 ， 當(dāng)水流通過除氧器時 ， 水中的氧氣就與陽極上的鋁板發(fā)生電化學(xué)腐蝕而被消耗掉。電化學(xué)除氧法具有設(shè)備簡單 ， 操作使用方便 ， 運行費用低的特點 ， 其經(jīng)濟實用性比較明顯 ， 可廣泛應(yīng)用于低壓鍋爐及熱水鍋爐的給水除氧 。電化學(xué)除氧法目前尚無成熟的經(jīng)驗 ， 但根據(jù)使用的情況看 ， 其經(jīng)濟實用性比較明顯。 鍋爐給水除氧方法多種多樣 ， 必須根據(jù)鍋爐爐型和實際情況 ， 結(jié)合鍋爐的熱力參數(shù)、水質(zhì)、噸位、負荷變化、經(jīng)濟條件等情況綜合考慮 ， 因地制宜選用 ， 確保鍋爐高效安全運行。 熱力除氧器發(fā)展的現(xiàn)狀和前景展望 [4] 隨著高 參數(shù)大容量機組的發(fā)展 ， 對熱力除氧器的技術(shù)要求愈來愈高。為了使除氧器在穩(wěn)定性、適應(yīng)性和在除氧效果上的日臻完善 ， 許多國家都對熱力除氧器進行了大量的研究工作。 簡況 日本和歐美各國對霧化傳熱傳質(zhì)方式進行了大量研究和開發(fā) ， 我國也從 70 年代開始對霧化除氧器進行研究和應(yīng)用 ， 已取得良好的結(jié)果。尤其在 70 年代中期 ，對恒速霧化技術(shù)和除氧器滑壓運行的開發(fā) ， 明顯地提高了熱力除氧器的安全、經(jīng)濟性能。 蘇聯(lián)從 60 年代末開始大力開發(fā)泡沸式除氧器。目前已有真空、大氣壓、高壓各系列的泡沸式除氧器。為提高除氧器的 淋水密度 ， 提高入口水容許含氧量和充分利用低溫汽源 ， 保持除氧器穩(wěn)定等方面做出了貢獻。 80年代初首先是聯(lián)邦德國和蘇聯(lián) ， 為滿足巨型汽 輪 機組發(fā)展的需要 ， 開始批量生產(chǎn)出力為 4000～ 6000t/h的無塔型熱力除氧器。為提高熱力系統(tǒng)的經(jīng)濟性 ， 西德和蘇聯(lián)于 70 年代開始研究開發(fā)無除氧器熱力系統(tǒng)。所謂無除氧器熱力系統(tǒng)實際是將低壓加熱器改為混合加熱兼除氧雙功能的低壓加熱器 ， 而無塔型熱力除氧器實際合 肥 工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè) 論文 6 是除氧水箱改為除氧兼貯水兩用的除氧水箱?？梢钥闯?， 這兩種熱力系統(tǒng)的開發(fā)研究是當(dāng)前 的一 大方向。但其傳熱、傳質(zhì)方式仍以霧化、泡沸 為基本原理。 我國自 70 年代初 開始 研究開發(fā)膜式除氧器。為滿足供熱機組和調(diào)峰機組的需要 ， 解決入口水溶氧高、入口水溫度低和運行工況變化頻繁做 出 了大量的工作。為適應(yīng)大型機組的需要 ， 提高淋水密度和提高其適應(yīng)性 ， 研究改進了膜式除氧器效能 ，將膜式改為射流、旋膜及泡沸縮臺為一體的高效能旋膜除氧器。 當(dāng)前以霧化和泡沸為傳熱、傳質(zhì)的除氧器仍是國際上研究開發(fā)的兩大主要方向。但近年來也出現(xiàn)直流式等新型除氧器系列。 成就 霧化除氧器 :國產(chǎn) GWC1000型臥式除氧器及國外引進 BBC 750型、阿 大 1500型除氧器都具有滑壓運行的特點 ， 它適應(yīng)負荷變化的需要 ， 操作少 ， 經(jīng)濟性好 ，GWC670 型除氧器比定壓運行除氧器熱耗低 8～ 12KJ/kw h， 年可節(jié)省標(biāo)準煤 500～700 噸。霧化除氧器除氧效果可使入口溶氧在 200181。g/L 左右的水降到 7181。g/L 以下。BBC750 型、阿 大 1500 型除氧器還可滑壓啟動。 泡沸除氧器 :淋水密度較大 ， 一般為 150m3/m2 h， 適于大型機組配套 ， 容許入口水中溶氧在 1000～ 2200181。g/L， 其真空泡沸除氧可利用低溫汽源 ， 適于大型供熱機組和熱力網(wǎng)的給水除氧需要 ， 除氧效 果好 ， 出口水溶氧為 3～ 8181。g/L。 無除氧器熱力系統(tǒng) :簡化了除氧器安裝場地 ， 節(jié)約建設(shè)投資 ， 可利用低溫汽源 ，一臺 300MW 機組無除氧器熱力系統(tǒng) ， 可提高經(jīng)濟效益 %， 適于巨型汽輪機組的需要。 旋膜除氧器 :具有淋水密度大 .提升溫度高 ， 出入口氧濃度差大 ， 排汽量小和全滑壓的特點 ， 適于補水率大 (近 100%)， 入口水溶氧高 ， 入口水溫低、負荷變化大的調(diào)峰機組和熱電廠 ， 更適于凝汽式電廠和大型機組配套使用。旋膜除氧器出水溶氧穩(wěn)定 ， 不發(fā)生震動等異常情況 ， 可用于低溫汽源。 問題 從對熱力除氧器的幾項 基本要求來看 ， 各類除氧器的除氧深度、除氧效果都已達到深度除氧的要求 ， 可以滿足運行時對給水溶氧的要求。但這些除氧器都有某些個自 的不足之處 ， 其共同的弱點是淋水密度、提升溫度和氧濃度差等方面的問 題 ，帶來的后果是在運行中適應(yīng)性、穩(wěn)定性有些不足 ， 甚至影響到除氧器的安全和經(jīng)濟運行。 合 肥 工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè) 論文 7 蘇聯(lián)、國產(chǎn)霧化除氧器早期為立式 ， 其淋水密度較大 ， 為 135～ 150m3/m2 h，與之不相適應(yīng) ， 如 GC 680型除氧器為定壓運行 ， 運行條件比較苛刻 ， 除氧效果不高 ， 合格率低。錦州發(fā)電廠、通遼發(fā)電總廠共 7臺 GC680 型除氧器 ， 出水溶氧 為 5～40181。g/L， 合格率僅為 ～ %； 霧化除氧器的提升溫度小 ， Δ t 只有 40℃ ， 當(dāng)入口水溫突然降到 100℃以下時 ， 常發(fā)生震動 ， 有的還因負荷變化而引起除氧器故障 ， 其發(fā)生次數(shù)逐年增多 ； 有的個別廠 ， 排汽量較大因積水發(fā)生屋頂塌落事故 ， 其淋水密度 達 到 140 m3/m2 h時 ， 對運行適應(yīng)性更差 ， 溶氧合格率更低。元寶山電廠引進 BBC 750 型立式霧化除氧器 ， 其淋水密度高達 m3/m2 h， 其入口水溶氧要求為 10181。g/L， 才保證出口水溶氧在 10181。g/L 以下 (實際為 5～ 10181。g/L)?？梢?， 霧化除氧器 不適于淋水密度大、提升溫度高和入口水溶氧高的情況下運行。 改進后的國產(chǎn) GWC670型臥式霧化除氧器 ， 淋水密度降低為 80 m3/m2 h左右 ，可滑壓運行 ， 滑壓域為 ～ ， 但不能滑壓啟動。投入再沸騰 4 小時后 ，溶 氧降到 30181。g/L， 設(shè)計出口溶氧 7181。g/L。清河發(fā)電廠 GWC670 型除氧器 ， 運行中溶氧為 2～ 15181。g/L， 合格率 %。 泡沸式除氧器的淋水密度比霧化除氧器提高了很多 ， 可達 150 m3/m2 h， 但提升溫度仍然不高 ， Δ t僅為 40℃ ， 它不能滑壓運行 ， 更不能滑壓啟動 ， 運行 條件苛刻 ， 易發(fā)生震動 ， 因而降低了運行中的適應(yīng)性和經(jīng)濟性。 展望 各國均按自己研究開拓的道路不斷改進 ， 創(chuàng)新并完善各種除氧器的技術(shù)性能。為滿足大型機組發(fā)展的需要 ， 無塔型除氧器正在興起 ， 我國華東地區(qū)已著手開發(fā)這種除氧器 ，