工業(yè)鍋爐給水除氧途徑分析與技術應用

鍋爐給水處理工藝過程中，除氧是一個非常關鍵的一個環(huán)節(jié)。氧是給水系統(tǒng)和鍋爐的主要腐蝕性物質，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(tǒng)和部件，腐蝕產物氧化鐵會進入鍋內，沉積或附著在鍋爐管壁和受熱面上，形成難容而傳熱不良的鐵垢，而且腐蝕會造成管道內壁出現(xiàn)點坑，阻力系數(shù)增大。當改良技術達到一定程度后，就會出現(xiàn)技術瓶頸，在對技術瓶頸突破不能的情況下，鍋爐使者與生產廠家開始在其他的鍋爐作業(yè)環(huán)節(jié)中尋找改良因素。管道腐蝕嚴重時，甚至會發(fā)生管道爆事故。

國家規(guī)定蒸發(fā)量大于等于2噸每小時的蒸汽鍋爐和水溫大于等于95℃的熱水鍋爐都必需除氧。多年來眾多鍋爐給水處理工作者一直都在探求既有效又經濟的除氧方法。鍋爐停止進水時省煤器如仍受熱，水通過循環(huán)管在省煤器，汽鼓之間形成循環(huán)，以保護省煤器的安全。本文介紹鍋爐給水幾種主要除氧的主要方法，并結合近幾年在這些方法基礎上作的調整和改進，對這幾種方法作分析和總結，供鍋爐給水處理工作者參考。 　　

1 除氧途徑的分析 　　

1.1 物理方法 　　根據(jù)亨利定律可知，任何氣體同時存在于水面上，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分壓力有關。在一定壓力下，隨著水溫升高，水蒸汽的分壓力增大，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。地暖鍋爐集采暖計費靈活、使用舒適靈活、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)勢于一身，為您帶來采暖與生活熱水雙重享受。當水面上壓力小于大氣壓力時，氧氣的溶解度在較低水溫時也可達到零。這樣，隨著水溫的升高，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，或轉變成其它氣體，從而氧的分壓力為零，水中氧氣就不斷地逸出。采用物理方法除氧，是利用物理的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。 　　

1.2 化學方法 　　采用化學方法除氧 ，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(wěn)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。

1.3 電化學方法 　　鍋爐給水除氧 ，除可以采用化學方法和物理方法之外，還可以采用電化學方法。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(fā)生電化學腐蝕，讓水中的氧被消耗掉而去除。當水的堿度較高時，為了減輕陰離子交換器的負擔，提高系統(tǒng)運行的經濟性，在陽離子交換器之后一般都要求串聯(lián)脫碳器以除去二氧化碳。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，可廣泛應用于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(jù)試制使用的情況看，其經濟實用性比較明顯。

超臨界發(fā)電機組以其熱能轉換、發(fā)電煤耗低、環(huán)境污染小、蓄熱能力小和對電網的尖峰負荷適應能力強等特點而得到廣泛應用，已經成為我國火力發(fā)電的主力機組。給水控制作為過熱汽溫調節(jié)的基本手段是超臨界直流鍋爐有別于亞臨界汽包鍋爐的顯著特征。

1、超臨界直流鍋爐給水控制的特點

超臨界直流鍋爐沒有汽包，工質通過蒸發(fā)受熱面過程中全部轉換為蒸汽，即循環(huán)倍率為1，且無固定的飽和蒸汽與過熱蒸汽的分界點，整個行程的流動阻力均由給水泵克服。

負荷擾動時，超臨界直流爐無汽包，蓄熱能力小，導致主汽壓力變化延遲很小，且幅度較大，但主汽溫度變化較小，所以超臨界機組較亞臨界機組更適合變壓運行。

直流鍋爐的一次性通過特性使得工質流和能量流相互耦合，從而在各個控制回路，如給水、汽溫及負荷控制回路之間存在著很強的非線性耦合，機爐之間相互關聯(lián)性強。而且在原來熱循環(huán)效率越高的情況下，如增加噴水量，則循環(huán)效率降低就越多。因此變負荷過程中，不能單獨改變燃燒率或者給水流量，給水量與燃料量必須以一定的比例協(xié)調動作，即在不同的負荷下要保持一定的煤水比。

過熱汽溫對給水流量和燃料量的擾動具有很大的滯后性，這樣就必須有一個信號能夠迅速反映出燃料量和給水流量的變化，防止煤水比失調導致機組超溫或者主汽溫度急劇下降，我們一般選取分離器出口溫度或者焓值作為這個表征量。分離器出口的工質處于微過熱狀態(tài)，在燃料量或給水流量擾動的情況下，微過熱汽溫變化的滯后性遠小于過熱汽溫。如果給水溫度下降，為了維持負荷以及中間點的焓值不變，則需增加煤量，煤水比下降，負荷和中間點焓值穩(wěn)定。微過熱點前包括有各種類型的受熱面，工質在該點前的焓增占總焓增3/4左右，此比例在燃水比及其他工況發(fā)生較大變化時變化并不大。同時，中間點選在兩級減溫器之前，基本不受減溫水流量變化的影響，即使發(fā)生減溫水量大幅度變化，按省煤器入口水量＝給水泵入口流量－減溫水量，中間點送出的調節(jié)信號仍保證正確的調節(jié)方向。因此，通過控制微過熱點的汽溫(或焓值)，以間接控制出口汽溫，是比較好的一個控制策略。通過多臺機組的實踐，我認為微過熱蒸汽焓替代該點溫度作為燃水比校正是要更好一些

壓力管道

壓力管道，是指利用一定的壓力，用于輸送氣體或者液體的管狀設備，其范圍規(guī)定為工作壓力大于或者等于0.1MPa（表壓），介質為氣體、液化氣體、蒸汽或者可燃、、有毒、有腐蝕性、工作溫度高于或者等于標準沸點的液體，且公稱直徑大于或者等于50mm的管道。凝汽式電站鍋爐的補給水量一般低于蒸發(fā)量的3％,供熱鍋爐的補給水量可高達100％。公稱直徑小于150mm，且其工作壓力小于1.6MPa（表壓）的輸送不可燃、無腐蝕性氣體的管道和設備本體所屬管道除外。其中，石油管道的安全監(jiān)督管理還應按照《安全生產法》、《石油管道保》等法律法規(guī)實施。