除氧器原理.doc

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。
三、除氧器的类型和结构
按工作压力分
①大气式除氧器②真空除氧器（凝汽器）③高压除氧器
除氧器的结构形式
①   淋水盘式②喷雾式③喷雾填料式④喷雾淋水盘式
高压喷雾填料式除氧器的构造：
高压喷雾填料式除氧器的工作过程：
①   主凝结水先进入中心管，再有中心管流入环形配水管，在环形配水管上装有若干喷嘴，水经喷嘴喷成雾状，加热蒸汽由除氧塔顶的进汽管进入喷雾层，蒸汽对水进行第一次加热。除氧水被加热到除氧器压力下的饱和温度，80%-90%的溶解气体以小汽泡的形式从水中逸出，完成初期除氧。
②   在喷雾除氧层的下部，装置了填料，如Ω形不锈钢片、小瓷环、塑料波纹板、不锈钢车花，作为深度除氧。水在填料层上形成水膜，水的表面张力减小，残余的气体扩散到水的表面，被除氧塔下部向上流动的二次蒸汽带走，分离出的气体与少量蒸汽由塔顶的排气管排出。
四、我厂除氧器概况
名称
型号
额定出力
工作绝对压力
工作温度
设计绝对压力
设计温度
含氧量
喷嘴压降
安全门动作值
制造厂家
单位

t/h
MPa
℃
MPa
℃
μg/l
MPa
MPa
上海电站
辅机厂
除氧器
GC-440
440
0.713
167.2
0.912
386
≤7
0.118
0.813
水箱
容积
m3
100
直径
mm
3500
 本除氧器为高压喷雾填料式，主凝结水分三路进入除氧器，分别占全流量的25%、25%、50%。启动和正常运行时，可通过上水泵向除氧器进水和补水。加热蒸汽由本机三级抽汽供，分二路进入除氧器上、下部，备用汽源由备用汽母管供给，给水箱内设有再沸腾装置。
本除氧器还设置水位自动调节装置和压力低报警、水位自动报警以及超压保护等。

五、除氧器的运行
运行方式分为：
①   定压运行-工除氧器的压力高出除氧器工作压力0.2-0.3MPa,抽汽管道上要设置压力自动调节器。
缺点：抽汽压力高时有蒸汽的节流损失；低负荷时要切换较高压力的上一级抽汽，损失更大；增加阀门误操作机会。
②   滑压运行-除氧器运行压力随着机组负荷与抽汽压力的变化而变化。抽汽管道不设压力调节器。但在启动初期、机组甩负荷和低负荷工况下使用辅助蒸汽加热，可以通过辅助蒸汽管道上的压力调节装置来维持低压定压运行状态。
缺点：①除氧器内给水温度的变化总是滞后与其压力的变化。负荷增大时除氧水不能及时达到饱和状态，致使除氧效果恶化，采取措施：设置再沸腾管；②负荷减小时，虽然除氧效果较好，但安装于除氧器下面的给水泵容易发生汽蚀，采取措施提高除氧器的安装高度、给水泵前设置前置泵。

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