國內熱力鍋爐常溫水除氧,熱水鍋爐真空除氧是利用低溫水在真空狀態(tài)下達到沸騰,以實(shí)現除氧的目的,可以不用蒸汽作為熱能,適用于熱水鍋爐;海綿鐵是含有微量催化劑的無(wú)毒無(wú)味的海綿鐵粒,是一種高含鐵量的多孔性物質(zhì),具有很強的吸附能力,海綿鐵除氧原理是:常溫含氧水通過(guò)濾料層時(shí),水中氧與鐵元素發(fā)生化學(xué)反應。生成黃綠色的絮狀物氫氧化鐵,達到除氧的目的;解析除氧是使含氧水與不含氧氣體強烈混合,水中的氧就大量擴散到氣體中去,從而使水中的含氧量降低,以達到除氧的目的。在實(shí)際使用過(guò)程中,真空熱力除氧方法很少有企業(yè)使用;解析除氧,由于加熱的加熱溫度對解析除氧的效果影響很大,隨著(zhù)鍋爐負荷的變化,煙氣溫度波動(dòng)很大,造成解析除氧裝置運行極不穩定,達不到應有的除氧效果,因此也不常用。海綿鐵除氧方法在老的供熱企業(yè)中比較常見(jiàn),甚致曾有一段時(shí)期,占據壟斷地位。但由于海綿鐵化學(xué)除氧方法具有不可克服的缺點(diǎn),逐漸退出供熱市場(chǎng),被一種更為先進(jìn)的除氧方法所代替:真空除氧。而電化學(xué)真空除氧方法集真空、電、化學(xué)三種除氧方法于一體,具有其他除氧方法無(wú)法比擬的優(yōu)越性。
一、真空、電化學(xué)、化學(xué)除氧器概述
在鍋爐給水處理工藝過(guò)程中,除氧是一個(gè)非常關(guān)鍵的環(huán)節。氧是給水系統和鍋爐的主要腐蝕性物質(zhì),給水中的氧應當迅速得到清除,否則它會(huì )腐蝕鍋爐的給水系統和部件,腐蝕物氧化鐵會(huì )進(jìn)入鍋爐內,沉積或附在鍋爐管壁和受熱面上,形成難溶而傳熱不良的鐵垢,而且腐蝕會(huì )造成管道內壁出現點(diǎn)坑,阻力系數增大。管道腐蝕嚴重時(shí),甚至會(huì )發(fā)生管道爆炸事故。國家規定蒸發(fā)量大于等于2T/H的蒸汽鍋爐,水溫大于等于95℃的熱水鍋爐都必需除氧。多年來(lái)眾多鍋爐給水處理工作者一直都在探索既高效又經(jīng)濟的除氧方法,兩級真空、電化學(xué)、化學(xué)三種除氧方法為一體的除氧器。適用常溫水除氧,具有其它除氧方法無(wú)法比擬的優(yōu)越性,適用性廣泛。
二、真空、電化學(xué)、化學(xué)除氧器原理
步:兩級真空除氧
兩級真空除氧器采用全密閉結構,運行期間自始至終處于真空狀態(tài)。給水首先通過(guò)電解池進(jìn)入強旋膜裝置,兩級真空除氧的工作原理是應用亨利定律和道爾頓定律,根據亨利定律可知 ,在封閉容器中,任何氣體同時(shí)存在于水面上 ,則氣體的溶解度與其自己的分壓力成正比 ,而且氣體的溶解度僅與其本身的分壓力有關(guān)。在一定壓力下 ,隨著(zhù)水溫升高 ,水蒸汽的分壓力增大 ,而空氣和氧氣的分壓力越來(lái)越小。在 100℃時(shí) ,氧氣的分壓力降低到零 ,水中的溶解氧也降低到零。當水面上壓力小于大氣壓力時(shí) ,氧氣的溶解度在較低水溫時(shí)也可達到零。這樣,水面上空間氧氣分子被析出 ,或轉變成其它氣體 ,從而氧的分壓力為零 ,水中氧氣就不斷地逸出,在負壓作用下被除去90%的溶解氧。兩級真空除氧為滿(mǎn)足真空降低沸點(diǎn),達到除氧效果。
第二步:電化學(xué)除氧
整套設備設置電解分離缸,電解分離缸是由陽(yáng)極和陰極組成分解水道,構成電解分離總成,水在兩極間通過(guò)。
在外接直流電源的作用下,
陽(yáng)極:鐵板電解失去電子產(chǎn)生二價(jià)鐵離子
Fe0 → Fe+2+2e
陰極:氧在陰極得電子產(chǎn)生氫氧根
O2+2e+2H2O→4OH-
水中:電化學(xué)產(chǎn)物為:
Fe+2+2OH-→Fe(OH)2
第三步:化學(xué)除氧
說(shuō)到化學(xué)除氧人們自然聯(lián)想到投放藥劑,而本設備的第三步化學(xué)除氧無(wú)需投放藥劑運行,利用了步電化學(xué)除氧后的產(chǎn)物除氧劑Fe(0H)2再與水中的溶解氧O2反應,達到化學(xué)除氧的目的
化學(xué)反應方程式:
4Fe(OH)2 +O2+2H2O→4Fe(OH)3顯而易見(jiàn)本除氧設備在除氧過(guò)程中除氧來(lái)得迅速、徹底,不但可以除去水中溶解氧,同時(shí)可以消除系統中殘余溶解氧。在同一封閉容器中進(jìn)行了兩級除氧,增強了電化學(xué)、化學(xué)除氧的可靠性。
四、真空、電化學(xué)、化學(xué)除氧器設備組成
真空、電化學(xué)、化學(xué)除氧器主要是由除氧器(除氧頭)、高效旋膜裝置、連續反應電解缸、增壓泵、水噴射真空泵機組、引水泵機組、PLC控制箱等部件組成。
真空、電化學(xué)、化學(xué)除氧器配有電解缸,內裝設有高效旋膜裝置, 將自然降膜改為強力旋膜,增加液膜的更新度,并造成液膜沿管壁強力旋轉,增強分散、傳質(zhì)功能;將相應泡沸改為懸掛式泡沸?朔䦟又兴魉俑邥r(shí)泛點(diǎn)(飛濺),并將保持汽(氣)體通道;將獨立的三種傳熱傳質(zhì)方式縮化為一體,在一個(gè)單元的部件內完成。由于它具有很高的效率和某些特殊功能,突破了其它除氧器的技術(shù)性能。
真空、電化學(xué)、化學(xué)除氧器運行時(shí),除氧器處于負壓狀態(tài)。在高位安裝時(shí),電解缸出口與鍋爐給水泵進(jìn)口的距離應較大,不小于10米;低位安裝時(shí),電解缸出口與引水泵機組相聯(lián)接,使負壓水升壓后進(jìn)入鍋爐給水泵。水噴射真空泵機組中配用了長(cháng)喉型射水抽氣器,這種抽氣器具有設計結構緊湊,耗功極低。并具有很高的抽吸效率,在同等條件下抽氣量比老式高一倍。噪聲低,無(wú)振動(dòng),安裝布置更簡(jiǎn)單。引水泵機組的作用是在除氧器低位安裝時(shí),通過(guò)引水泵將負壓水升壓后接入鍋爐給水泵。
真空、電化學(xué)、化學(xué)除氧器投運,步把除氧器的射水箱的水位補到溢流口,溢流口閥門(mén)為開(kāi)式,射水箱的補水口也是正常補水,保證射水箱水溫在30℃,關(guān)閉相關(guān)閥門(mén),先把除氧器的水位補到運行標準水位。啟動(dòng)真空射水泵,打開(kāi)吸入管道上的閘閥,除氧器的真空度達到-0.075Mpa時(shí),打開(kāi)進(jìn)水閥門(mén),開(kāi)啟鍋爐給水泵,被除氧水進(jìn)入旋膜器,在0.2Mpa的水壓下形成高效率水膜裙,在高真空下運行,把水溫度提高約30℃-60℃,氧氣充分吸出被射水抽氣吸出排入射水箱。除過(guò)氧的給水進(jìn)入電解缸電解除氧,再次進(jìn)入二級電解缸化學(xué)除氧,除氧水被排入三級電解缸化學(xué)除氧增壓,鍋爐給水泵將除過(guò)氧的水送給鍋爐。除氧器停用時(shí)必須先關(guān)閉吸入管道上的閘閥,再停射水泵,如果先停射水泵,不關(guān)吸入管道上的閘閥,除氧器處于真空狀態(tài),會(huì )將射水箱的水倒吸至除氧器,影響除氧效果。
五、真空、電化學(xué)、化學(xué)除氧器的自動(dòng)控制系統
1、設備正常運行屬全自動(dòng)控制,無(wú)人值守,設備全套運行由PLC智能控制,所有運行參數及控制點(diǎn)都由PLC自動(dòng)監測、自動(dòng)調整。所有閥門(mén)及真空泵組自動(dòng)控制開(kāi)啟(亦可手動(dòng)開(kāi)啟)。
2、設備在線(xiàn)運行真空度控制在-0.05 ~ -0.06Mpa以上。確保除鹽水進(jìn)入除氧器,并在高效旋膜裝置內強力旋轉,形成水膜裙,氧氣得到充分析出。
一旦真空度不穩定,設備自動(dòng)報警,此時(shí)需人員進(jìn)行現場(chǎng)調整。
3、水位由液位自動(dòng)控制器控制,如水位低于設計水位時(shí)設備將自動(dòng)報警。
4、PLC自動(dòng)跟蹤控制電動(dòng)給水調節閥及真空度,始終控制給水含氧量≤0.1ml/L。