除氧器知识

除氧器除氧原理

一、给水除氧的任务和方法

除氧器的主要作用：

除去锅炉给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。

给水系统中的溶解于水的气体来源：

一是补充水带进；二是处于真空状态下的热力设备（凝汽器和部分低压加热器）及管道附件不严密漏入。

给水溶解气体的危害：

①腐蚀热力设备及管道。水中溶解的氧气会对金属材料产生腐蚀；二氧化碳会加快氧腐蚀。给水中溶解0.03mg/L的氧，高温下工作的给水管道及省煤器在短期内会出现穿孔的点状腐蚀。

②阻碍传热。不凝结气体附在传热面上，以及氧化物沉积形成的盐垢会增大传热热阻。

给水溶氧量指标：

①压力在6Mpa以下的锅炉给水，含氧量小于15μg/L

②压力在6Mpa以上的锅炉给水，含氧量小于7μg/L

二、热力除氧原理

气体在水中的溶解度与气体的种类及该气体在水面的分压力和水的温度有关。

①在一定压力下，水的温度越高，气体的溶解度越小。

②气体在水面上的分压力越高，其溶解度就越大。

除氧原理依据亨利定律、道尔顿定律、传热传质定律。

①亨利定律：在一定温度下，当溶于水中的气体与自水中离析的气体处于动态平衡时，溶于单位容积液体中该气体的质量b，与液面上该气体的分压力Pb成正比，即

b=KPb/Po(mg/L)

K—该气体的质量溶解度系数

Po—液面上的全压力

当水面上气体的分压力小于溶解该气体所对应的平衡压力时，该气体就会在不平衡压差ΔP 作用下，自水中离析出水面，直到新的平衡状态为止。关键是如何使水面上不凝结气体的分压力近似为0。

②道尔顿定律：混合气体的全压力等于各组成气体的分压力之和。

P=∑Pi +Ps（MPa）

随着水流被蒸汽不断加热，水逐渐蒸发，水表面的水蒸汽压力就逐步增大，其他气体的分压力就逐步减小，水中的气体分子逐渐脱出，并随余汽排出；当水被加热到除氧器工作压力下的饱和温度时，水表面的水蒸汽分压力等于除氧头的压力，也即蒸汽分压力等于总压力，其他气体的分压力近似为0，就可以让水中的各气体完全脱出，水中气体的溶解量接近0。

③传质定律

气体从水中离析脱出的量与水的表面积A，不平衡压差ΔP成正比例，即

G=KmAΔP

Km—传质系数或离析系数

除氧过程的两个阶段：

①初期除氧阶段

特点：水中气体较多，不平衡压差ΔP较大，气体以小汽泡的形式逸出。除去80%-90%的气体。

②深度除氧阶段

特点：水中气体较少，不平衡压差ΔP很小，气体以单个分子的扩散作用离析。可利用加大汽水的接触面积，形成水膜，减小其表面张力或制造蒸汽在水中的鼓泡作用，使气体分子附着在汽泡上逸出。

除氧器(热力除氧器)必须满足的两个条件:

1、亨利定律：当液体表面的某种气体与溶解于液体中该气体处于正比： b=KPb/Po ( mg/L ) 当液面上不凝结气体的分压力一直维持零值，小于水中该溶解气体的平衡压力Pb时，该气体就会在不平衡压力差△P的作用下，自水中离析出来。即要及时将液面上的气体排出，使液面上不凝结气体的分压力近似为零。

2、道尔顿定律：混合气体的全压力等于各组成气体的分压力之和，除氧塔空间的总压力P 等于水中所溶解各种气体在水面上不凝结气体的分压力Pi与水面上蒸汽分压力Ps之和，即：P=∑Pi﹢Ps 在除氧器中，将水加热至工作压力下的饱和温度，水逐渐蒸发，水表面的蒸汽压力逐渐增大，近似等于总压力，其它气体的分压力近于或等于零，就可能让水中的各种气体完全析出。

弄清这两定律,除氧器的工作原理也就明白了

根据气体溶解定律（亨利定律），任何气体在水中的溶解度与此气体在气水界面上的分压力成正比。如果在敞口设备中将水加热，气水界面上水蒸气的分压就会增加，其它气体的分压就会降低，各种溶解气体就会不断析出，此分离过程为解析过程。当水加热到饱和温度时，汽水界面上的水蒸气的分压就会接近液面上的全压力，此时，液面上所有其它气体的分压将接近为零，水就不再具有溶解气体的能力，溶解的各种气体将全部分离出来。这就是热力除氧法所依据的原理

除氧器工作原理

除氧器分有头型和无头型除氧器，一般锅炉选配有头型除氧器，大型机组1000t/h以上采用无塔型除氧器，其除氧工作原理是：来自低压加热器的主凝结水（含补充水）经进水调节阀调节后，进入除氧器，与其他各路疏水在除氧器内混合，经旋膜多孔管喷出，形成裙状水膜，与由下而上的加热蒸汽进行混合式传热和传质，给水迅速达到工作压力下的饱和温度。此时，水中的大部份溶氧及其他气体基本上被解析出来，达到除氧的目的。从水中析出的溶氧及其他气体则不断地从除氧器顶部的排汽管随余汽排出器外。进入除氧器的高加疏水也将有一部分水闪蒸汽化作为加热汽源，所有的加热蒸汽在放出热量后被冷凝为凝结水，与除氧水混合后一起向下经出水口流出。为了使除氧器内的水温保持在工作压力下的饱和温度，可通过再沸管引入加热蒸汽至除氧器内。除氧水则由出水管经给水泵升

压后进入高压加热器。

除氧器其实就是混合式加热器，除氧原理就是通过加热的方法把水中的氧出去。

除氧器(热力除氧器)两个定律:

1、亨利定律：当液体表面的某种气体与溶解于液体中该气体处于正

比：b=KPb/Po ( mg/L ) 当液面上不凝结气体的分压力一直维持零值，小于水中该溶解气体的平衡压力Pb时，该气体就会在不平衡压力差△P的作用下，自水中离析出来。即要及时将液面上的气体排出，使液面上不凝结气体的分压力近似为零。

2、道尔顿定律：混合气体的全压力等于各组成气体的分压力之和，除氧塔空间的总压力P 等于水中所溶解各种气体在水面上不凝结气体的分压力Pi与水面上蒸汽分压力Ps之和，即：P=∑Pi﹢Ps 在除氧器中，将水加热至工作压力下的饱和温度，水逐渐蒸发，水表面的蒸汽压力逐渐增大，近似等于总压力，其它气体的分压力近于或等于零，就可能让水中的各种气体完全析出。

除去水中溶氧方法：

1.加热法（又称热力除氧）：将水加热即可，亨得利定律

2.铁屑法（也用海绵铁）：把铁屑装在一个柱形容器内然后让水从中流过，化学反应

3.除氧剂法（又称化学除氧）：在市场上有专门的水除氧剂将其加入水中即可

4.真空除氧：根据气体溶解度随压力减小而减小将其减压使氧气逸出

除氧器的填料段上部压力控制在0.192Mpag，使出水温度到103.9°C左右。

因此入水温度尽量接近103.9°C,当然，温度越高，工艺成本越高。

我们一般用废蒸汽把水加热到83°C。

除氧器温度104度就可以

除氧进水温度看工艺情况。通常20 40 或60比较常见。

入水温度低，除氧用蒸汽量加大，并且降低除氧效果。最好能利用工艺过程中的废热加热给水，温度高点好。考虑到泵的输送，个人认为换热后水的温度控制在80度左右为宜。

大气式热力除氧器的设计进水温度一般为80度。

旋膜除氧常温就可以

对于真空热力除氧器，正常工作时除氧器内为负压，将除氧器设置在高位，可以保证给水泵进口处在正压状态，以防止水泵正常工作时带气，保证泵的正常运转。

安装高度视除氧器的真空度而定，一般在10米左右。