锅炉除氧器的工作原理

ifdieirid8888 · 发表于 2009-12-3 12:56:42

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，请问谁有锅炉除氧器的工作原理资料？最好可以有ＦＬＡＳＨ解释一下，谢谢！

dyhhust · 发表于 2009-12-4 11:26:04

除氧器是如何进行热力除氧

  除氧器是作为驱除锅炉给水中所含的溶解氧的设备，以保护锅炉避免氧腐蚀。工作原理给水的除氧是电站锅炉或工业锅炉防止腐蚀的主要方法。在容器中，溶解于水中的气体量是与水面上气体的分压成正比。采用热力除氧的主法，即用蒸汽来加热给水，提高水的温度，使水面上蒸汽的分压力逐步增加，而溶解气体的分压力则渐渐降低，溶解于水中的气体就不断逸出，当水被加热至相应压力下的沸腾温度时，水面上全都是水蒸汽，溶解气体的分压力为零，水不再具有溶解气体的能力，亦即溶解于水中的气体，包括氧气均可被除去。除氧的效果一方面决定于是否把给水加至相应压力下的沸腾温度，另一方面决定于溶解气体的排除速度，这个速度与水和蒸汽的接触表面积的大小有很大的关系。

大气式热力除氧原理

根据水中气体的溶解特性，要想将水中任何一种气体除去时，只要将水面上存在的该气体除去即可，因此希望排除水中的各种气体，最好水面上只有水蒸汽而无其它气体。热力除氧就是将水加热至沸点，氧的溶解度减小而逸出，再将水面上产生的氧气排除，使充满蒸汽，如此使水中氧气不断逸出，而保证给水含氧量达到给水质量标准要求。

热力除氧器：为了保证水面上只有水蒸汽存在，必须将水加热至沸腾温度（在稍高于大器压力即1.02绝对大气压力下进行），在这种除氧设备又称大气式热力除氧器。

在热力除氧时、要保证有可靠的除氧效果，应该在设计和运行中满足下列条件针对除氧效果条件本技术改造拟达到的目标及采取具体措施

1、增加水与蒸汽的接触面积，水流分配要均匀，不锈钢填料均匀厚实。

2、在整个水面上应保证水中溶解气体的压力与水面上该气体分压力之间有压力差。系统工作压力：19.6kPa（1.02 kg/cm2绝对大气压力）；

3、使水与蒸汽成相对方向流动，这样可以保证有最大可能的气体压力差和得到较完全的除氧。

4、必须迅速将水面上的气体去除，以免它们在水面上的分压力增高，这样就要求除氧器中气汽混合物要有足够的剩余压头，且排气管要有足够大的断面，装置要有足够的出力。排气管管径设计合理；

5、使水能很可靠地被加热到除氧器工作压力下的沸腾温度。工作温度：tg = 104±1.5℃ 。

4.大气式热力除氧器耗汽量计算

DQ= （5～10%）·G（i2—i1）/（i—i2）0·98 　kg / h

式中G —— 除氧处理最大水量，kg / h ； i2 ——除氧器出口水的焓，kcal / kg ；

i1 ——进入除氧器水的焓，kcal / kg ；  i ——进入除氧器蒸汽的焓，kcal / kg ；

0·98—除氧器效率；

设计大气式热力除氧注意事项，设计具体措施

1、大气式热力除氧器应放在给水泵上方，除氧水箱最低水位与给水泵中心线间的高差应不小于6~7米。锅炉房土建结构4.5米,不能满足高差要求，设计采用降温措施以解决；

2、进入除氧器前给水混合温度，一般不低于70○C；本方案设计：除氧器前给水混合温度80○C；

3、大气式热力除氧器的可靠运行只有对除氧器压力和温度以及除氧水箱水位高度进行自动调整时才有可能达到；除氧器进水管上安装水位变送器、温度变送器，并采集相关信号；

4、保证除氧器中水力工况和热力工况均衡：当补充大量比较冷的化学处理水时，应当尽可能均匀地送进，并在几个并列运行的除氧器间适当地分配。蒸汽凝结水在送入除氧器前最好先蓄积在中间贮水箱中，然后将这些凝结水均匀地送入除氧器，以保证除氧器负荷的稳定。

本方案设计：两台除氧器化学处理水均匀地送进，并在除氧器间适当地分配。以保证除氧器负荷的稳定。

5、除氧器装置应具备下列控制测量仪表：监督除氧头内蒸汽压力用的压力表，蒸汽管减压前后的压力表和温度表，除氧水箱上的玻璃水位表，除氧水箱进水管和出水管上的温度表。

本方案设计：除氧器装置测量仪表：监督除氧头内蒸汽压力用的压力表，蒸汽管减压前后的压力表和温度表，除氧水箱上的水位表，除氧水箱进水管和出水管上的温度表。

6、最好用测氧计自动监督水质，在没有测氧计的情况下，为了监督除氧器的工作，安装水温或压力记录表是有好处的。安装水温或压力记录表。

7、在除氧器运行时，必须特别注意监视空气引出管的作用，如果空气引出管应当经常有微量的蒸汽冒出。

8、除氧水箱水位自动调整器前应有闸门，在出水短管上应有取样（经冷却器）用的短节，以便监督含氧量。

9、两台除氧器并列运行时，为了平衡除氧器内压力和水位，各个除氧水箱上须有可以连接的汽及水的平衡管。

除氧器自动控制

1、在除氧器进水管安装温度变送器、流量传感器，在除氧器安装水位变送器，检测进水温度、进水流量、除氧器水位等信号，并将检测信号输入给计算处理模块，以控制除氧器进水与加热蒸汽的水力工况和热力工况平衡，为达到的除氧效果，保证除氧温度（104±1.5℃），调节安装在蒸汽管道上的电动执行器调节阀门，通入的蒸汽进行加热，随除氧水温高低变化而自动调整蒸汽流量大小。补水停止后，电动执行器自动关闭。需要通入一定量的蒸气加热。压力传感器、温度传感器将温度信号也传入处理模块，除氧器实现自动控制的基本原理为：

G = G ±△G 式中：G —— 电动执行器调节阀门开度

G —— 电动执行器调节阀门计算开度 △G —— 电动执行器调节阀门修正开度

　　上述关系说明：电动执行器调节阀门开度G与两个因素有关， G 为电动执行器调节阀门计算开度，与进水温度、进水流量有关，近似为常量；△G为电动执行器调节阀门修正开度，当除氧水温低于设定温度时，开度增大；反之，开度减小。除氧器水位变化控制，当水位降低时，自动启动软化水泵（冷凝水泵），给除氧器补水；当水位升高时，水泵自动停止。

2、对蒸汽锅炉给水系统控制，应修复锅炉原设计的单冲量自动给水系统、既根据汽包水位传感器提供的信号，调整蒸汽锅炉给水电动执行器调节阀门开度，从而改变给水流量，使汽包水位相对稳定。

3、防止蒸汽锅炉给水泵、热水锅炉补水定压泵汽化的技术处理

除氧器出水热水温度高于锅炉给水泵、锅炉补水定压泵入口允许水温，并且锅炉房土建结构4.5米,不能满足高差要求，可能使蒸汽锅炉给水泵、热水锅炉补水定压泵入口处可能产生汽化（汽蚀）现象，水泵无法正常工作。本方案设计：在软化水泵（冷凝水泵）与除氧器之间安装水—水换热装置。一是为了提高除氧器进水温度，使除氧器工作状态稳定，二是降低除氧器出水热水温度，可使蒸汽锅炉给水泵、热水锅炉补水定压泵入口处不产生汽化（汽蚀）现象。

要保证有可靠的除氧效果，应该在设计和运行中满足下列条件

  1:增加水与蒸汽的接触面积，水流分配要均匀。(采用旋膜管—填料相结合的除氧头)
  2:在整个水面上应保证水中溶解气体的压力与水面上该气体分压力之间有压力差。（系统工作压力：19.6kPa）；
  3:使水与蒸汽成相对方向流动，并保证被除氧气100%排出除氧头和得到较完全的除氧。(旋膜式除氧头结构已满足)；
  4:必须使将水产生紊流翻滚，水传热传质效果最理想，才能节省加热蒸汽，达到节能目的。
  5:使水能很可靠地被加热到除氧器工作压力下的沸腾温度，又要在极短时间很小的行程上产生剧烈的混合加热作用。

旋膜式除氧器工作原理（射流、吸卷、紊流、传热、传质、水膜裙、淋雨状、饱和）

旋膜式除氧器工作原理由安百利品牌提供：凝结水及补充水首先进入除氧头内旋膜器组水室，在一定的水位差压下从膜管的小孔斜旋喷向内孔，形成射流，由于内孔充满了上升的加热蒸汽，水在射流运动中便将大量的加热蒸汽吸卷进来（安百利经试验证明射流运动具有卷吸作用）；在极短时间很小的行程上产生剧烈的混合加热作用，水温大幅度提高，而旋转的水沿着膜管内孔壁继续下旋，形成一层翻滚的水膜裙，（水在旋转流动时的临界雷诺数下降很多即产生紊流翻滚），此时紊流状态的水传热传质效果最理想，水温达到饱和温度。氧气即被分离出来，因氧气在内孔内无法随意扩散，只能随上升的蒸汽从排汽管排向大气（老式除氧器虽加热了水，分离出了氧但氧气比重大于加热蒸汽，部分氧又被下流的水带入水箱，也是造成除氧效果差的一种原因）。经起膜段粗除氧的给水及由疏水管引进的疏水在这里混合进行二次分配，呈均匀淋雨状落到装到其下的液汽网上，再进行深度除氧后才流入水箱。水箱内的水含氧量为高压0-7 цɡ/L,低压小于15цɡ/L达到部颁运行标准。
因旋膜式除氧器在工作中使水始终处于紊流状态，并有足够大的换热表面积，所以传热传质效果越好，排汽量小（即用与加热的蒸汽量少,能源损失小带来的经济效益也可观）除氧效果好产生的富裕量能使除氧器超负荷运行（通常可短期超额定出力的50%）或低水温全补水下达到运行标准。

dyhhust · 发表于 2009-12-4 11:27:02

除氧器的主要作用是除去锅炉给水中的氧气和其它不凝结气体，以保证给水的品质。若水中溶解氧气，就会使与水接触的金属被腐蚀，同时在热交换器中若有气体聚积，将使传热的热阻增加，降低设备的传热效果。因此水中溶解有任何气体都是不利的，尤其是氧气，它将直接威胁设备的安全运行。在火电厂采用热力除氧，除氧器本身又是给水回热系统中的一个混合式加热器，同时高压加热器的疏水、化学补水及全厂各处水质合格的高压疏水、排汽等均可汇入除氧器加以利用，减少发电厂的汽水损失。一、无头除氧器工作原理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，经喷头或多孔管喷出，形成伞状水膜，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。二、除氧设备技术参数本公司除氧器设备为东方锅炉厂有限责任公司制造，除氧器的型式为：无头卧式，型号为：YC2010。主要技术参数如下：设计出力2010t/h、最大出力2110t/h，设计压力为1.33MPa 、设计温度为：376℃滑压运行范围0.15～1.012MPa。三、除氧设备的结构 1、除氧器结构本除氧器为卧式双封头、喷头、再热沸腾管结构。外直径为3850mm，总长约31800mm，总高5660mm。外壳封头壁厚为28mm，筒身壁厚为25mm，材质均为16MnR。左、右封头上装设有DN600的人孔，供检修除氧器内件用。筒身顶上设有DN250的安全阀二只及其它接口。内件主要由混合水室，喷头，再热沸腾管，及下水管等组成。除氧器设三个支座，两端滚动，中间限位。相邻两支座间距为10000mm，筒体下方装设了防涡流装置的出水口三个及放水口等，筒身上还装设有单室平衡容器，就地磁翻板水位计，就地温度计，压力表等配套附件。在除氧系统上还装配有进水调节阀，进汽调节阀，溢流电动调节阀等。除氧器共布置有两只进口喷头（流量为1200t/h，由荷兰STORK公司进口），由于喷头弧形圆盘的调节作用，当机组负荷大时，喷头内外压差增大，弧形圆盘开度亦增大，流量随之增大。当机组负荷小时，喷头压差降低，弧形圆盘开度亦减少，流量随之减少。使喷出的水膜始终保持稳定的形态，以适应机组滑压运行。四、除氧设备的启动 1、启动前的检查（1）确认真空泵启动许可条件均满足，汽轮机轴封汽已投运，轴封压力正常。（2）从DCS画面上启动真空泵运行，检查真空泵进口负压应逐渐增大，入口气动阀自动打开。（3）检查真空泵电动机启动电流和返回时间正常、轴承振动、气水分离器水位和排气正常。（4）检查板式热交换器工作正常，真空泵入口密封水温度正常。（5）按同样步骤，依次启动另外两台真空泵。（6）当机组真空正常后，根据情况停用一台真空泵作备用。（7）启动真空系统可以用真空泵启动功能组投入。 2、除氧器的投入步骤（1）确认除氧器启动排气电动门、连续排气旁路门在开启位置。（2）当凝结水系统冲洗合格后，开启除氧器冲洗放水门，除氧器上水冲洗。（3）除氧器水质合格后，将水位降至-900mm，关闭除氧器冲洗放水门。（4）投除氧器辅汽加热，开启辅汽至除氧器调门前后隔离门，缓慢开启辅汽至除氧器压力调节阀，控制除氧器给水温升率不大于4.26℃/min，加热过程中注意除氧器振动情况，如振动大时，应减缓加热速度。（5）除氧器投加热过程中，继续用凝结水泵将除氧器上水至正常水位。（6）当除氧器水温达到100℃以后，关闭启动排气电动门，将辅汽至除氧器压力调节阀投入自动，检查除氧器温升率不大于4.26℃/min，除氧器压力逐渐上升到0.147MPa。（7）辅汽加热过程中，应控制除氧器水位，如凝汽器未建立真空，禁止开启溢流、放水至凝汽器电动阀。（8）凝结水系统启动后，根据需要，除氧器水位调节投自动。（9）当四抽压力达到0.147MPa，检查除氧器压力、水位正常，开启四段抽汽至除氧器电动阀，除氧器由辅汽切至四抽供汽，辅汽至除氧器压力调节阀关闭，除氧器由定压运行变为滑压运行。（10）当四段抽汽电动阀后逆止阀已开后，应检查四段抽汽至除氧器电动阀前气动疏水阀关闭。（11）根据给水含氧量调节除氧器的连续排气电动门。 3、除氧器的停运（1）当负荷小于20％额定负荷时，除氧器由四抽切换为辅汽加热，维持0.147MPa定压运行。（2）当机组停止运行后，根据具体情况决定是否停止除氧器上水。（3）除氧器若停运两个月以上，应采用充氮保护，切断一切汽源、水源，放尽水箱余水，关闭放水阀，全面隔离后开启充氮总门和隔离门，对除氧器充氮并维持一定压力。五、除氧设备的正常运行 (1) 当机组正常运行后，关闭除氧器顶部排汽管路上的二只电动截止阀，排汽经节流孔板排出。 (2) 汽轮机甩负荷时，当机组进入除氧设备的抽汽压力小于0.15MPa 时应自动关闭抽汽门，紧急打开备用汽源并投自动压力调节使除氧设备维持在0.15MPa 压力下定压运行。当给水泵停运时关闭备用汽源，关闭进、出水阀门，除氧设备进入停运状态。 (3) 除氧设备在正常运行情况下如发现出水含氧量不合格时，可适当开大排气阀开度。 (4) 运行中应经常监督水位，使之应保持在正常水位值，当水位过高或过低时自动水位调节器应该动作，如发生故障应及时处理。 (5) 正常运行时，各种阀门、水位表、压力表、温度计等应该齐全，灵敏和可靠，并应经常检查。(6) 按运行规程要求定时检测并记录除氧设备运行压力、温度、水位、出水含氧量和出力等参数。[size=+0] 六、除氧器联锁保护（1）当除氧器水位升高到高Ⅰ值时，报警。（2）当除氧器水位升高到高Ⅱ值时，联锁开启除氧器溢放水至凝汽器电动门。（3）当除氧器水位升高到高Ⅲ值时，联开#3高加危急疏水调节门、联关四段抽汽至除氧器电动门和四抽逆止门1、2及4抽电动总门。七、加热汽源的调节当机组采用滑压运行时，作加热汽源的汽机四段抽汽至除氧器管道上不装设调节阀，除氧器内工作压力随四段抽汽压变化而相应变化。此时，调节阀装设在备用汽源至除氧器的管道上。若四段抽汽压力降至0.147MPa时，除氧器汽源应自动切换至辅助汽源，此时，除氧器作定压运行。压力信号由装在除氧器上信号管发出，再通过电子仪表控制进汽调节阀，当机组负荷上升，四段抽汽压力回升到0.147Mpa时，辅助汽源亦应自动切换至四段抽汽。当机组作定压运行时，调节阀装设在加热蒸汽汽源前，压力信号由除氧器发出，再通过电子仪表控制进汽调节阀。压力信号亦引至集控室压力表，供运行人员监视用。[size=+0] 八、除氧设备的停运保护除氧设备若停运在一周以内者，可以稍开备用汽源并关闭其它各种汽、水进出阀，进行热态保护，内部压力可维持在0.02MPa 。当设备较长时间停运（一周以上）时，应放净内部积水进行充氮保护，维护充氮压力0.02MPa ，或采用其它保护措施（如放防防腐剂等），以防除氧器内壁受氧气或其它有害气体的侵蚀。除氧器(作用) 用它来除去锅炉给水中的氧气及其它气体,保证给水的品质,同时除氧器本身又是给水回热系统中的一个混合式加热器,起了加热给水、提高给水温度作用。 2、除氧器工作原理：（膜式除氧器）膜式除氧器应用了射流和旋转技术，并采用了比表面积很大的填料—液汽网盒。除氧器总体设计成两级除氧结构。第一级：除氧装置由起膜装置和淋水箅子所组成。汽轮机的凝结水和化学补充水以及其它低于饱和温度下的各种疏水都进入起膜装置的水室中混合，混合后的水经过固定在上、下管板上的起膜喷管的喷孔以射流方式在起膜喷管的内壁上形成高速向下旋转的水膜。向下流动的水膜与上升的加热蒸汽接触后产生强烈的热交换过程，当旋转的水膜流出起膜管时，水温基本上接近了饱和温度，水中的溶解氧将被除掉90%—95%。水膜流出起膜管后形成椎形裙体，并在重力和蒸汽流的作用下被冲破而形成水滴，降落在淋水箅子上。淋水箅子由五层30㎜×30㎜等边角钢构成，除氧水经过各层箅子同蒸汽进一步的进行热交换，同时也为除氧水进入液体网填料盒进行均匀分配。液汽网填料盒是除氧器第二级除氧装置。液汽网填料盒根据实际情况设计成单层或双层。液汽网是一种新型高效填料，它是由不锈钢扁丝（0.1㎜×0.4㎜）以Ω形编织成的网套，把液体网按其自然状态盘成圆盘，圆盘直径相当于液汽网盒框体的内径，在圆盘的上下用扁钢和Φ14钢筋将其固装在液汽网的框体内，除氧水经过液汽网盒使汽水更加充分接触，可将水中溶解最大限度地高析出来，这一除氧过程保证了除氧器在变工况运行时的适应性能和稳定性能

gaoyns · 发表于 2009-12-4 17:26:55

锅炉用水中若有氧存在，就会对锅炉腐蚀，影响锅炉运行安全，所以进入锅炉的水必须将溶解的氧除去。锅炉用的除氧器分热力喷雾除氧器、旋膜除氧器、过滤式除氧器等。
1  热力喷雾除氧器：热力喷雾除氧器的工作原理，进入除氧头上部的水通过喷雾头成为水雾，与除氧头下部喷入的蒸汽直接接触，并被加热到工作压力下的饱和温度（或使水自身部分汽化），除去水中溶解的氧气（包括其他气体），使除去大部分氧的水中的含氧量达到规定标准。
2  旋膜除氧器：工作原理，除氧塔按水流方向，由上而下，分为排气区段、起膜器组、空间区段和填料层区段，主凝结水、补给水、各处水质合格的疏水进入除氧器起膜组的水室间隔，经起膜管上的小孔，喷射成射流，沿起膜管内壁形成水膜，旋流而下，由于离心作用，在管出口形成旋转的水膜裙，加热蒸汽由填料层组下部上升，经气液网和篦条，由水膜裙及管内壁的中空部分通过，与入口水逐级相遇，进行热质交换，将入口水加热到与除氧器运行压力相对应的饱和蒸汽温度，溶解于水中的氧气及其他不凝结气体，自水中逸出，经由封头上部汽水分离器排气管排入大气，入口水在起膜器内完成一次除氧，在填料层完成二次除氧。除氧水由除氧器自流而下，经水箱上的汽水连通管下落，汇集于除氧器水箱中。此种结构的传热系数较高，是本型除氧器的主要特点之一。加热蒸汽也可通入水室预先加热入口水，一般情况下该阀门不必开启，仅当出口水溶氧量达不到要求时，可适当开启此阀。当除氧设备停运时，起膜器间隔中存水，可由起膜管下端的小孔排出。填料层组的气液网和蓖条框架均为分离件组成挡圈，可由空间区段上的人孔装入或卸出，高加疏水进入除氧器的空间区段。
3  过滤式除氧器：以海绵铁除氧器为例，除氧机理，经活化处理而得到的高活性填料式块状常温海绵铁除氧剂，是海绵状多孔隙的铁粒，为水中的溶解氧提供了与活性铁进行反应的机遇，加速氧化还原反应的进行。它与水中的溶解氧发生如下反应：

Fe ＋ H2O ＋ 1/2O2→Fe2＋＋ 2OH－

Fe2＋＋ 2OH－＋ 1/2H2O ＋ 1/4O2→Fe(OH)3
从以上的电极电势可看出，金属铁与水中的氧能自发的进行氧化还原反应。反应生成物中既有二价铁，又有三价铁，在中性水溶液中二价铁、三价铁均以氢氧化物状态存在。
可见，水中含少量氧的情况下，Fe2+基本都转变为Fe(OH)3沉淀物。当水中的溶解氧含量很低时，电溶液平衡体系计算看出，Fe2+在水中的含量也非常低。

[ 本帖最后由 gaoyns 于 2009-12-4 17:33 编辑 ]

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