除氧器的工作原理

知识点2除氧器的工作原理项目三分析发电厂热力系统

任务六分析除氧给水系统给水除氧的任务——为什么要除氧？一给水中溶解的危害最大的气体是氧气，它会对金属材料产生腐蚀，在高温及碱性较弱时氧腐蚀会加剧。1.给水中溶解气体的危害（1）腐蚀热力设备及管道，降低其工作可靠性与使用寿命CO2的存在会加速氧腐蚀，这种氧腐蚀通常发生在给水管道和省煤器内。不凝结气体以及氧化物沉积形成的盐垢附着在传热面上，都会增大传热热阻；（2）阻碍传热，降低热力设备的热经济性和安全性在锅炉水冷壁内引起换热面过热损坏；高参数机组的参数增高，使蒸汽溶盐的能力加强，把氧气腐蚀后形成的氧化物或盐带入汽轮机，并在温度、压力较低的地方沉积下来，会导致汽轮机出力下降和轴向推力增加。若给水中溶解氧气超过0.03mg/L时，高温下工作的给水管道及省煤器在短期内就会出现穿孔的点状腐蚀。在天然水中，溶解的氧气可达10毫克/升实例2.给水中溶解气体的来源（1）补充水带入空气（系统外来的补充水和回收水）（2）凝汽器、部分低压加热器及其管道附件处于

真空状态下工作，空气从不严密处漏空气。3.给水除氧的任务除去水中的氧气和其他不凝结气体，防止热力设备腐蚀和传热恶化，保证安全经济运行。4.给水除氧的标准对于超临界参数锅炉，DL/T912-2005《超临界火力发电机组水汽质量标准》，给水溶氧量应小于7ug/L，但是对给水进行加氧调节处理时，给水溶氧量控制在30~150ug/L。炉型蒸汽压力（Mpa)硬度（μmol/L）溶氧（μg/L）铁（μg/L）pH值锅筒锅炉3.8～5.8≤2.0≤15≤508.8～9.25.9～12.6≤2.0≤7≤308.8～9.2(有铜系统）或9.0～9.5（无铜系统12.7～15.6≤1.0≤7≤2015.7～18.3≈0≤7≤20直流锅炉5.9～18.3≈0≤7≤108.8～9.2(有铜系统）或9.0～9.6（无铜系统)炉给水硬度、溶氧、铁的标准（GB12145-1999)给水除氧的方法二应用：中小电厂很少采用化学除氧，只有要求彻底除氧的亚临界及以上参数的电厂，才采用化学除氧作为一种补充的除氧手段。1.化学除氧1）化学除氧是利用药剂与水中的溶解氧进行化学反应，化合生成另一种物质，达到彻底除氧的目的。2）化学除氧不能除去其它气体，生成的氧化物还增加了给水中可溶性盐类的含量，而且药剂价格昂贵。（1）联胺除氧化学除氧一般采用联胺做药剂。因联胺既可除氧，又能转化为氨，维持给水有较高的pH值，也不产生新的盐类。（2）亚硫酸钠Na2SO3处理Na2SO3易溶于水，无毒价廉，装置简单。Na2SO3与O2反应生成的Na2SO4会增加给水含盐量，在温度大于280℃后会分解成有害气体。Na2SO3仅适用于中压以下的锅炉，不能用于高压以上的电站锅炉。（3）中性水处理根据钢在含氧纯水中的耐腐蚀理论，高纯度且呈中性的锅炉给水中，加入气态氧或过氧化氢，使金属表面形成稳定的氧化膜，不仅能够达到防腐效果，而且给水中腐蚀物减少，使直流锅炉几乎无需清洗，即中性水处理。注意：给水加氧处理的防腐蚀效果显著，但对水水质要求很严，中性纯水的缓冲能力小。（4）给水加氧、加胺联合水处理给水加氧、加氨联合处理是在原来给水加氧处理的基础上发展起来的一种新的给水处理技术。其原理是在给水中加入适量氧和微量的氨，保持给水中的溶氧含量在100μg/L～300μg/L之间，使金属表面形成一种特定的氧化膜，从而起到抑制给水系统金属腐蚀的作用。它的价格便宜，既能除氧又能除去给水中的其它气体，给水中不留下任何残留物质，故发电厂均采用热力除氧法；但除氧不彻底。2.物理除氧热力除氧原理热力除氧原理亨利定律道尔顿定律传质条件传热条件在一定温度下，当溶于水中的气体与自水中逸出的气体处于动态平衡时，单位体积中溶解的气体量与水面上该气体的分压力成正比。1.亨利定律析出气体溶入气体溶入气体量与液面上的气体分压力成正比即分压力越高，溶入的量就越大在一定温度下，当溶于水中的气体与自水中逸出的气体处于动态平衡时，单位体积中溶解的气体量与水面上该气体的分压力成正比。1.亨利定律析出气体溶入气体溶入气体量与液面上的气体分压力成正比即分压力越高，溶入的量就越大混合气体的全压力等于各组成气体的分压力之和。2.道尔顿定律总压力等于各分压力之和对除氧器：水面上气体的全压力应等于水蒸气的分压力和溶于水中的各种气体分压力之和

。O2O2H2O2O2O2H2N2H2H2H2O2O2N2N2N2N2N2N2H2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2O对水定压加热，当把给水加热至除氧器压力下的饱和温度时，其它气体的分压力趋近于零，于是溶解在水中的气体将从水中逸出被除掉，达到除氧的目的。3.热力除氧过程传热条件和传质条件要达到良好热力除氧效果的基本条件是：（1）建立良好的传热条件给水应加热到除氧器工作压力下的饱和温度，建立除气的加温和传热条件。在热力除氧中即使出现少量的加热不足，都会引起除氧效果恶化，使水中含氧量增大，达不到给水除氧要求的指标。在大气压力下水加热不足1℃时水中含氧量会高达0.2mg／L

。

由图知:温度一定，压力越高，溶氧量越多压力一定:温度越高溶氧量越低，当水温达到该压力下的饱和温度，则水中的溶气量为0,如压力为0.098MPa下，水温20℃时，溶氧量为6μg/L，80℃，为2μg/L，,100℃为0μg/L大气压下，当给水加热不足1℃时，给水含氧量接近0.2mg/L,超过规定指标43倍举例注：气体从水中分离出来的过程并不是瞬间完成.由表看出需持续60分钟才能把氧完全除尽，因气体从水中逸出要受到水的表面张力和粘滞力的阻碍。（2）建立良好的传质条件要有足够大的汽、水接触面积和不平衡压差，创造气体自水中离析的传质条件，在除氧器设计和运行时，尽可能将除氧器内的水喷成雾状（小水滴）或形成细流、膜状等，减少水的表面张力，让水中的气体析出，同时尽可能将析出的气体快速排起，使水面上的分压力降为零。满足传质压差。初期阶段（机械分离）此时水中气体较多，不平衡压差较大，气体以小气泡的形式克服水的粘滞力和表面张力离析出来，可除去80%~90％气体。措施加大汽水的接触面积，使水形成水膜或水滴，减小其表面张力，使气体容易扩散出来，也可利用蒸汽在水中的鼓泡作用，使气体分子附着在汽泡上从水中逸出。深度除氧（扩散分离）给水中残留的少量气体，不平衡压差较小，气体已无力克服水的粘滞力和表面张力而逸出，只有靠单个分子的扩散作用慢慢离析出来。传质的过程分两个阶段又传质既传热加热除氧的过程传热过程传质过程把水加热到除氧器工作压力下的饱和温度气体自水中离析出来的过程01040203保证除氧效果的基本条件05水必