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真空除氧器技术在锅炉给水行业中蝶变?

真空除氧器技术在锅炉给水行业中蝶变? 

      真空除氧器技术在锅炉给水行业中蝶变?六大问题解决真空除氧器技术有力支点。一、推动真空除氧器行业高质量发展。二、中国式真空除氧器创新仍在路上。三、真空除氧器行业逆境中展现强大韧性。四、真空除氧器行业低速运行,企业创新高质发展。五、真空除氧器产品重构及创新加速,抢占工艺制高点。六、以真空除氧器科技产品研发创新 夯实四大科学基础。
      介绍锅炉给水中溶解氧的危害和影响氧腐蚀的因素。为解决锅炉发生氧腐蚀问题,某石化公司联合采用真空除氧器及Amerzine-20型除氧剂对锅炉装置进行除氧处理。工业应用结果表明,真空除氧器生产运行良好,锅炉给水中溶解氧的质量浓度达到15μg/L以下,给水系统和锅炉本身未产生过因氧腐蚀而导致锅炉停工的问题。
据不完全统计,大约有70%的锅炉在生产运行过程中存在不同程度的氧腐蚀,与氧腐蚀有关锅炉的各种故障约占40%以上,不仅严重影响安全生产,还影响经济效益。锅炉装置溶解氧的存在是设备氧腐蚀的关键,降低氧腐蚀对设备的影响,主要的措施就是对给水进行除氧处理,主要采取化学法和物理法降低锅炉给水中的溶解氧。
为解决锅炉发生氧腐蚀问题,某石化公司锅炉装置在除氧水系统中使用真空除氧器和化学药剂法联合除氧,即在真空除氧器物理除氧基础上使用美国Ashland公司的Amerzine-20型除氧剂联合除氧后,减缓了溶解氧对设备产生腐蚀,锅炉装置没有发生过因氧腐蚀而导致装置非计划停工的现象。
溶解氧的危害
锅炉装置给水中溶解氧对热力设备危害大。水中的溶解氧,会在锅炉系统的给水系统管道和换热设备中造成氧腐蚀,而给水中的金属腐蚀物会造成锅炉系统结垢,附在金属管壁上,引起垢下腐蚀,降低锅炉的使用寿命和带来安全隐患、锅炉水系统的氧腐蚀属于电化学腐蚀,在没有溶解氧存在时,锅炉内的水汽与铁反应生成Fe(OH)2,Fe(OH)2可吸附在金属壁上形成一层保护膜。但这层保护膜并不稳定,在有氧存在时,它会进一步氧化生成高价的Fe(OH)3,使设备不断腐蚀。
影响氧腐蚀的因素
影响锅炉氧腐蚀的因素很多,主要包括水中溶解氧、离子、pH值、水温等,其中溶解氧和PH值为重要。
水中溶解氧含量
水中溶解氧含量与氧腐蚀成正比,溶解氧含量越高,氧腐蚀越严重,当水中氧含量大于100μg/g,腐蚀速度明显增加,当水中氧含量小于于100μg/g时,对锅炉热力学设备不会产生严重腐蚀,当水中氧含量小于20μg/g时,对锅炉基本不会产生腐蚀。
pH值对氧腐蚀的影响
当给水pH值<7时,给水为酸性,含有少量的CO2或其他酸性物质,锅炉内存在氧腐蚀和酸性腐蚀;当pH值为7~10时,给水为碱性,水中的OH-能在金属表面生成一层保护膜从而缓解金属表面腐蚀;当pH值>10时,锅炉金属表面保护膜会逐渐溶解,加剧腐蚀。一般工业锅炉给水pH值控制在8~10。
水温对氧腐蚀的影响
在运行的锅炉中,操作温度升高加剧氧腐蚀程度,而随温度的升高,溶解氧含量减小,一般换热管出口水温比入口高,所以换热管出口的氧腐蚀比入口低。
水中离子对氧腐蚀的影响
不同离子对锅炉氧腐蚀速度的影响不同,OH-等离子可以钝化作用,只要浓度控制的合理,一般有利于金属氧化膜的形成,减缓腐蚀,一般采用加氨水等碱性物质控制给水中OH-含量;CI-等离子起活化作用,加快腐蚀,一般工锅炉控制给水CI-中含量。
除氧技术在锅炉给水中的工业应用
真空除氧器除氧过程
真空除氧器除氧属于物理除氧。该真空除氧器工作原理建立基础为道尔顿定律、亨利定律和传质理论,是传质和传热的复杂过程。整个除氧过程主要分三步完成,一步,80~90℃的软化水或除盐水以射流的方式由起膜管上的喷嘴进入起膜管,形成旋转向下的水膜,与向上的除氧蒸汽逆向接触换热,加热到相应压力下的饱和温度,真空除氧器操作压力一般控制在20~40kPa,此时可以除去水中85%以上的溶解氧。二步,在离心力及水膜惯性的共同作用下,水膜旋出起膜管后形成锥形裙体,向下旋转的水膜受重力和蒸汽冲击力作用发生破裂,以水滴形式向下降落,受热后进入填料层进行二级除氧,此时除去水中10%~13%的溶解氧。三步,当除氧蒸汽进入真空除氧器水箱底部水中使其沸腾,水箱的温度一般控制在104℃左右,可除去1.0%~2.0%的溶解氧。
由于起膜器中水的流速高、紊度大,液膜中的气体分子可以获得较大的动能,气体克服液体表面张力的能力提高,同时又由于旋涡的不断卷吸,使液膜中的任何微团都能达到液面,给气体分子的析出创造了条件。真空除氧器给热力学深度除氧创造很好的传质条件,不凝结气体以快的速度全部从水中析出。
Amerzine-20型除氧剂的除氧机理
Amerzine-20型除氧剂是具有触媒性联氨剂水溶液,含有强化除氧成分,与水中的溶解氧起反应除去水中的残余氧,阻止在锅炉内部表面形成铁锈沉积物,对水汽系统予以保护。通过用加药设备将除氧剂加入到锅炉给水泵前,药剂的注入量一般控制在10~20μg/g。Amerzine-20型除氧剂物化性质:外观:清澈、无色或浅黄浅谈化工机械设备故障与事故管色液体,比重1.02g/cm(35℃,无闪点(PMCC)。应用结果25℃),pH值(原溶液)6.0~9.0,凝点-锅炉装置采用真空除氧器后(表1),与普通热力除氧相比,给水中的溶解氧从20~50μg/L下降到15~30μg/L(溶解氧工艺卡指标为不大于20μg/L),也经常超溶解氧工艺卡指标;在真空除氧器基础上应用Amerzine-20型除氧剂后,消除热力除氧后残余的少部分氧,除氧水中的溶解氧从15~30μg/L下降到10~15μg/L,除氧效果良好,真空除氧器生产操作正常,锅炉装置生产运行平稳,没有因氧腐蚀导致换热设备泄漏而导致的锅炉非计划停工问题发生,有利于装置的长周期安全平稳运行,同时也提高了企业的经济效益。
表1除氧水系统运行工艺参数
项目 
热力除氧 
真空除氧器 真空除氧器和除氧剂联合除氧
真空除氧器上水量,t/h 52 65 65
真空除氧器上水温度,Ⅱ 80 85 86
真空除氧器液位,% 55 51 52
真空除氧器压力,KPa 26 25 22
真空除氧器水箱温度,Ⅱ 102 102 103
除氧蒸汽量,t/h 2.2 2.7 2.6
pH值 9~11 9~11 9.5~10
SiO2含量,μg/L 10~20 10~20 10~20
溶解氧,μg/L 20~50 15~30 10~15
某石化公司锅炉装置除氧水系统联合采用真空除氧器和Amerzine-20型除氧剂除氧,结果表明:Amerzine-20型除氧剂能有效去除真空除氧器除氧后残余的少部分氧,将锅炉给水中溶解氧的含量一般控制在15μg/L以下,锅炉装置没有发生过因溶解氧腐蚀而导致的非计划停工问题,从而保证了该装置的长周期运行。