除氧器除氧原理

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。