在鍋爐給水處理工藝過程中,除氧是非常關鍵的一個環節。氧是鍋爐給水系統的主要腐蝕性物質,給水系統中的氧應當迅速得到清除,否則它會腐蝕鍋爐的給水系統和部件,腐蝕性物質氧化鐵會進入鍋爐內,沉積或附著在鍋爐管壁和受熱面上,形成難溶而傳熱不良的鐵垢,腐蝕的鐵垢會造成管道內壁出現點坑,阻力係數增大。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溫大於等於95℃的熱水鍋爐都必須除氧。多年來許多鍋爐給水處理工作者一直都在探求既高效又經濟的除氧方法。
鍋爐水質標準
水質指標是表示水的質量好壞的技術指標,根據用水要求和雜質的特性制定。
鍋爐用水的水質指標主要有:
懸浮物:在規定試驗條件下,將水過濾分離得到的不溶於水的物質的含量。
含鹽量:溶於水中全部鹽類的總含量;常用溶解固形物含量代。
硬度:水中溶解的鈣鎂鹽的總含量。硬度又有暫時硬度和永久硬度之分。暫時硬度是水中鈣鎂的重碳酸鹽含量。永久硬度是水中非碳酸鹽硬度,包括鈣、鎂的硫酸鹽和氯化物等。
PH值:水中氫離子含量的負對數。
鹼度:水中由於離解或者水解而使氫氧根濃度增加的物質總含量;
相對鹼度:鍋水中所含氫氧根鹼度與含鹽量的比值。
工業上根據硬度將水分為軟水(硬度在8度以下的水,每升水中含10mg的氧化鈣為1度)、中等硬水(硬度在8~16之間)、硬水(硬度在16~28之間)和超硬水(硬度大於28度)等四類。
溫度
取決於你的鍋爐前的除氧器,通常情況下在給水溫度超過102℃,除氧效果才好。
除氧技術
熱力除氧
熱力除氧一般有大氣式熱力除氧和噴射式熱力除氧。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汽道排除,這樣能除掉水中各種氣體(包括游離志CO2,N2)。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。熱力除氧是目前套用最多的一種除氧方法。
真空除氧
這是一種中溫除氧技術。相對熱力除氧技術來說,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。真空除氧的高位布置,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。低位布置也需要一定的高度差,而且對噴射泵、加壓泵等關鍵設備的運行管理要求也很高,另外還增加了換熱設備和循環水箱。
真空除氧能利用低品位餘熱,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,運行穩定,操作簡單,適用範圍廣。我國大力開展節能工作以來,工業鍋爐房用此法除氧日漸增多。
化學除氧
1.鋼屑除氧。水經過鋼屑過濾器,鋼屑被氧化,把水中的溶解氧除去。這種方法有獨立式和附設式兩種。此法水溫要求大於70℃,以80~90℃溫度效果最好,溫度20~30℃除氧效果最差。即用鋼屑要求壓緊,越緊越好,水中含氧量越大,要求水流速降低。因為鋼屑除氧自套用以來技術改進和提高不大,除氧效果也不太可靠,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。
2.亞硫酸鈉除氧。這是一種爐內加藥除氧法。在給水系統中,氧是導致鍋爐腐蝕的主要物質,要求迅速將氧從給水中除去,一般使用亞硫酸鈉作為除氧劑。通常,其加藥量要比理論值大。溫度愈高,反應時間愈短,除氧效果愈好。當鍋爐水pH=6時,效果最好,若pH增加則除氧效果下降。加入銅、鈷、錳、錫等作催化劑,可提高除氧效果。該方法投資低、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,無法保證選標。另外,還會增加鍋爐水含鹽量,導致排污量增大、浪費熱量,很不經濟。該方法一般用在小型鍋爐房和些對水質要求較高的熱力系統中,作為輔助除氧方式。
3.聯氨除氧。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,並不增加鍋爐水的含鹽量。當壓力大於6.3Mpa時,亞硫酸鈉要分解成腐蝕性很強的二氧化硫和硫化氫。因此,高壓鍋爐多採用聯氨除氧,聯氨與氧反應生成氮和水,有利於阻礙鍋爐的進一步腐蝕。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。許多鍋爐使用單位正限制或不再使用此法。
解析除氧
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到氣體中去,如此循環而使給水達到脫氧的目的。
解析除氧的特點:
1.待除氧水不需要預熱處理,因此不增加鍋爐房自耗汽;
2.解析除氧設備占地少,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。
鍋爐給水除氧方式多種式樣,要想高效經濟、穩定安全運行,必須結合爐型和實際情況,根據鍋爐的熱力參數、水質、噸位、負荷變化、經濟條件等情況綜合考慮,因地制宜選用。
對於給水除氧技術,要時刻關注新技術、新材料、新成果,勇於探索、創新和改進,尋求除氧效果好、運行可靠、管理簡單、所需投資少的除氧方法。