1除氧的根本途径
根据气体溶解定律,某气体的分压力越大,则溶解度越大。在一定压力下,随着水温增高,水蒸汽分压力增大,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时,氧气的溶解度在较低水温时也可达到零。根据这个原理,水中除氧可以从以下几个方面着手:①使水升温,减小其中氧的溶解度,水中氧气就可逸出。②将水面上部空间氧气分子排掉,或者让其转化成其它气体,从而减小水面上氧气的分压力,水中氧气就会不断逸出。③采用化学或电化学方法,使水中的溶解氧在进入锅炉前就与金属或其它元素结合成稳定化合物,从而将其消除。
2除氧方法的选择
2.1热力除氧
热力除氧包括大气式热力除氧和喷射式热力除氧。其原理是将水加热至沸点,氧的溶解度减小而逸出,再将水面上的氧气排除,使之充满蒸汽,这样水中的氧气不断逸出,从而使给水含氧量达到给水质量标准要求。为了保证热力除氧器具有可靠的效果,在设计和运行中应满足下列条件:①增加水与蒸汽的接触面积,水流分配要均匀。②保证氧气在水中的溶解压力与水面上它的分压力之间有压力差。③保证水被加热到除氧器工作压力下的沸腾温度,一般为104℃。热力除氧技术在实际应用中还存在着一些问题。首先,锅炉房的热负荷因热用户的变化而频繁变动,除氧水温常常达不到除氧器要求的数值,使除氧效果不好。其次,这种除氧方法要求设备高位配置,增加了基建投资,设计、安装、操作都不方便。第三,锅炉房自耗汽量增大,减少了有效对外供汽。第四,对于纯热水锅炉房不能采用。
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。相对于热力除氧技术来说,它的加热条件有所改善,锅炉房自耗汽量减少,但热力除氧设备大部分缺点仍存在,并且真空除氧设备大部分高位布置,对喷射泵、加压泵等关键设备的运行管理要求比热力除氧更高。低位布置的设备也需要一定的高度差,另外还增加了换热设备和循环水箱。
2.3亚硫酸除氧
这是一种炉内加药除氧法。该方法投资低,操作简单。但此法加药量不易控制,除氧效果不可靠,无法保证达标,另外,还会增加锅炉水含盐量,导致排污量加大、热量浪费。因此,该方法一般用在小型锅炉房和一些对水质要求较高的热力系统中作为辅助除氧方式。
2.4钢屑除氧
钢屑除氧虽然使用多年,但改进和提高不大,除氧效果不可靠。一般用在对给水品质要求不高的小型锅炉房,或者作为热力网补给水以及高压锅炉热力除氧后的补充除氧。
2.5电解铝除氧
这是一种近年来出现的除氧方法,技术上不太成熟。该方法存在着投资和运行费用较高,铝板需经常更换,运行操作不方便,除氧水箱需要密封等问题,有待进一步完善、改进。
2.6解吸除氧法
解吸除氧法是将准备除氧的水与已脱氧的气体强烈混合,则溶解于水中的氧气就大量扩散到气体中,从而达到除氧的目的。解吸除氧有以下特点:①待除氧水不需要预热处理,因此不增加锅炉房自耗汽量。②解吸除氧设备占地少,金属耗量小,从而减少了基建投资。③除氧效果好,在正常情况下,除氧后的含氧量可降低到0.05mg/L。④解吸除氧的缺点是装置调整复杂,管道系统及除氧水箱应密封。早在60年代,国内外许多锅炉房曾广泛采用此技术,但由于当时的反应器是设置在烟道里,不能适应热负荷的变化,使该技术的使用一度受到限制。至90年代,研制出了一种集中设置电加热反应器的第二代解吸除氧器,使这项技术有了长足的发展。特别是清华大学和机电部设计研究院等单位研制的新型解吸除氧器,将加热炉和反应器分开,加热炉加热从解吸除氧器出来的气体,加热后的气体经反应器时脱氧,使待脱氧水中的含氧气体能充分解吸出来,保证了运行的可靠性和除氧效果,且体积和耗电量都比原来设备小。采用新型解吸式系统,省去了除氧水箱,解决了原先水箱的密封问题。经生产运行证明,解吸除氧器操作简单,投资少,运行可靠,效果较好。但同时存在着影响除氧因素较多,只能除氧气,不能除其它气体的问题。另外,还有一种氧化还原树脂除氧技术用联胺再生。使用该法除氧产生的蒸汽和热水,均不允许与饮用水和食物接触,且投资和占地较大,不宜在工业锅炉上推广应用。
3.结束语
总之,解决锅炉给水除氧问题势在必行,除氧方法多种多样,以上仅是笔者的一些粗浅看法,各单位在选择除氧方法时,应根据自身条件,因地制宜,选择适合自己的方法。