在热水锅炉给水除氧中旋膜式除氧器应用 

      在热水锅炉给水除氧中旋膜式除氧器应用，介绍了锅炉氧腐蚀机理及除氧的途径，对各类除氧方式的除氧效果进行了分析与比较，介绍了旋膜式除氧器的除氧原理、工艺流程、除氧特点及使用情况，对热水锅炉给水的除氧有一定的借鉴作用。
     在能源动力行业，为保证锅炉安全运行，对锅炉给水进行有效的除氧是非常重要的。在国家标准《工业锅炉水质》(GB1576—2001)中，对锅炉水质提出了严格要求，要求蒸发量大于2t/h的蒸汽锅炉和额定功率≥4.2MW的热水锅炉，都必须除氧。在锅炉房设置适用的除氧设施，除去锅炉给水中的溶解氧，是保护热力系统设备经济运行的必不可少的手段。
2锅炉氧腐蚀机理
     氧腐蚀是影响锅炉安全运行和使用寿命的关键问题之一。特别是随着热水锅炉的发展，腐蚀问题更为突出，引起人们极大的关注。溶解在水中的氧是造成锅炉腐蚀的重要因素。试验证实，腐蚀速度与溶液中氧的浓度成正比，图1所示为钢在常温水中静置48h的腐蚀量。从图1中可以看出，随含氧浓度的增加，腐蚀速度随之加快。氧腐蚀的特征是呈溃疡状，易发生在锅炉上锅筒、下降管和省煤器中。
图1腐蚀速度与水中溶解氧的关系
     溶解氧/(mg/L)氧是很活泼的气体，它能跟绝大多数金属直接化合，当其与金属化合后，往往形成沉淀或稳定的氧化物，主要起腐蚀作用的是水中的溶解氧。防止锅炉氧腐蚀有效的方法就是加强锅炉给水的除氧，使给水中的含氧量达到水质标准的要求。
3旋膜式除氧器除氧的原理与途径
     根据气体溶解定律，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和水温有关。根据氧的特性，水中除氧可从以下几个方面着手：
     1)使水加热，减小氧的溶解度，水中氧气就可以逸出；
     2)使水面上空的氧分子都排除，或转变成其他气体。既然水面上没有氧分子存在，氧的分压力就为零，水中氧的溶解度为零，水中氧气不断逸出；
     3)使水中的溶解氧在进入锅炉之前就转变为与金属或其他药剂的化合物而消耗干净。锅炉给水常用的除氧方法有：热力除氧、真空除氧、解吸除氧、钢屑及加药除氧、海绵铁常温过滤式除氧等。
4各类除氧方式的分析
4.1热力除氧器
     热力除氧器原理是将水加热至相应压力下的饱和温度(一般达到沸点),蒸汽分压力接近水面上的全压力，溶解于水中氧的分压力接近于零，使氧析出，再将水面上产生的氧气排除，从而保证给水含氧量达到水质标准的要求。热力除氧有以下特点：
     1)不仅能除O?,还能除CO?及其他气体。
     2)除氧水中不增加含盐量，也不增加其它气体的溶解量。
     锅炉给水常采用大气式热力除氧器，图2是热力除氧的系统图。热力除氧器内保持比大气压力稍高的压力，一般为0.02~0.025MPa表压力，此压力下饱和温度为104～105℃,以便于排出逸出的气体。在实际运行中，常因热负荷频繁变动及管理操作水平等原因，而使锅炉给水实际的除氧效果受较大影响。
     另外，热力除氧还必须有蒸汽供应。
图2热力除氧器系统图
4.2真空除氧
     真空式除氧就是在低于大气压力下进行除氧的，一般真空度在79.8~93.1kPa,出水温度在30~60℃,处理后给水含氧量≤0.05mg/L,属于低温除氧，因此，所需要加热的蒸汽量很少，或采取不加热的方式。常用的真空除氧系统有蒸汽喷射和水喷射两种，也可采用真空泵抽真空的方式。由于给水温度要求低，因此可用于热水锅炉系统。过去由于受到真空除氧器技术的限制，真空除氧器通常安装在10m以上的高度，以保证出水成为正压，便于供水泵吸水供给锅炉，安装过低水泵在负压系统下运行，宜造成水泵吸不上水，也容易漏入空气，增加溶氧。因此，对于小锅炉房来讲，确有安装困难，也就限制了真空除氧器在中小型锅炉房工程中的应用。
     目前有些厂家开发出低位真空除氧器，由于操作简单，运行费用低，从而又推动了真空除氧器在中小型锅炉房工程中的应用。
4.3解吸除氧
     解析除氧是基于亨利定律，氧在水中的溶解度与水所接触的气体中的氧的分压力成正比，而气体中氧的分压力又与气体中氧的含量成正比，因此，将要除氧的给水与已脱氧的气体强烈混合，则溶解于水中的氧大量扩散到气体中，从而达到除氧的目的。图3为解吸除氧的系统图。解吸除氧器有以下特点：
     1)不需加热，可常温下除氧，节约能源；
     2)除喷射器布置要求一定高度外，其余均为低位布置，占地较少。
图3解吸除氧系统图
4.4化学除氧
     化学药剂除氧是一种常用的除氧措施，常用的除氧反应剂有亚硫酸钠、联氨等。对于供热热水锅炉房通常采用的是亚硫酸钠除氧。
     投加亚硫酸钠是中小锅炉常用的一种除氧方式。它是一除氧器由预处理器、保安过滤器、除氧组件、真空泵、给水泵(或增压泵)、化学清洗系统、控制盘及相应的电器仪表控制系统组成。根据除氧水量、残氧量设计及除氧组件的通水能力，除氧组件可单独串联、并联或串并联组合运行。进水先通过预处理器和保安过滤器进行保安过滤，然后进入串并联的除氧组件。一般常温条件下水中含氧去除率超过95%以上。经过组件物理脱氧后水中含氧降到0.3~0.5mg/L。从佳投资性能比考虑，残氧适宜通过加入适量除氧剂进一步除去。因此，对除氧指标要求较高的情况下，推荐采用膜物理除氧加化学除氧的方案。
旋膜式除氧器工艺流程如图4所示。
1)预处理器
     预处理器是用于拦截进入除氧器软化水中10μm以上微粒的过滤器。根椐除氧器进水水质情况，膜真空除氧器预处理器可以为不锈钢精密过滤器或盘片过滤器。
2)保安过滤器
     保安过滤器采用精密过滤器结构，为保证过滤精度，一般内装1～5μm折叠滤芯。
3)除氧组件
     除氧组件是旋膜式除氧器的核心部件，其采用中空纤维式膜组件(图5)。根椐除氧器处理量和除氧深度的要求选用数个除氧组件，灵活进行串并联工艺设计。单个除氧组件通水能力为1～11t/h,脱气率>75%。
4)真空泵
     真空泵是造成真空工况的关键设备。旋膜式除氧器真空泵选用水环式真空泵。为节约水资源，水环式真空泵的用水采用循环水箱回收使用。进入除氧器的常温给水作为补充水加入循环水箱，使水箱水温不超过30℃。
5)化学清洗系统
     膜真空除氧器在除氧组件前尽管有预处理器和保安过滤器，但在长期运行中，在膜进水侧会累积胶体、金属氧化物、细菌、有机物、水垢等物质，造成膜污染，引起性能衰竭脱气率下降问题。当性能下降到一定程度时，就要对组件进行及时有效的清洗，恢复组件性能，避免造成严重膜污染而难以恢复。
     旋膜式除氧器配有化学清洗系统，包括精密过滤器、磁力驱动泵、清洗药箱及相关工艺管线。
6.3膜分离真空除氧器的特点
     由于膜分离真空除氧器独特的除氧原理及其系统组成的特点，使膜分离真空除氧器具有以下的
特点：
     1)性能优异：采用新技术佳组件构造，以小的空间获取佳效果。
     2)操作简单：启动真空泵立刻得到除氧水。
     3)绿色环保：组件选用绿色材料制造，保证无污染和操作安全。
     4)低位安装：设备可直接安装在地面上，节省基建投资，同时也给安装、管理、操作、维修和搬迁带来极大的方便。
     5)节省能源：进水不需加热，流程压降小，能耗低，运行费用低。
     6)撬装模块化：真空除氧器www.lyghqfj.com采用了模块化设计，根据处理量和除氧深度的要求，组件灵活采用串、并联结合方式布置。
     7)自清洗功能：先进超声波清洗过滤功能。