热力除氧器原理动画图,热力除氧原理动画图

首页 > 经验 > 作者:YD1662022-11-03 13:49:49

锅炉给水中溶解氧的危害

给水中溶解氧的存在是造成锅炉发生腐蚀的主要因素。锅炉给水中溶人的氧如果得不到及时清除,会对给水系统及部件产生氧腐蚀作用,其腐蚀产物会进人锅炉内部,附着或沉积在管道内壁和受热面上形成难溶的铁垢,严重降低传热效果,并且会造成管道内壁出现点状凹坑,甚至导致锅炉事故。

在锅炉检验中发现,毎年因氧腐蚀而造成锅炉给水管道、省煤器和其它附属设备的损坏的现象相当严重,给企业和国家造成了巨大的经济损失。据统计氧腐蚀致使我国工业锅炉的平均寿命缩短了1/3,锅炉氧腐蚀问题已引起了有关单位或部门的高度重视。

给水系统氧腐蚀的机理

工业锅炉的氧腐蚀是一种发生在铁和氢或氧之间的自发电化学反应。它是一个极缓慢的过程,其电化学过程可用下列应式表示:

阳极:

Fe → Fe2 2e- 0.409E°( V )

阴极:

2H 2e-→H 2O 0.000E°( V )

1/2 O2 2H 2e-→ H 2O 1.23E°( V )

1/202 H 20 2e-→20Н- 0.401E°( V )

式中, E 为半电池反应的标准电位,可用来衡量一种物质与电子得失反应的难易程度。 E °值越大,表示反应越容易进,因此氧比氢容易还原。当无氧存在时,氢离子与铁反应生成气;当有氧存在时,氧与铁发生作用很快被还原,其总反应式为:

Fe 1/20 H2O→Fe( OH )2

氧腐蚀主要与水中溶解氧的浓度、水的 PH 值和温度有关,还与水中存在的氯离子和硫酸根离子及水的流速等因素有关。氧在水中的含量越高,腐蚀性越严重。当水的 PH 值在10-12时,钢表面能形成一定的保护膜,有利于减弱氧腐蚀。溶解氧进人锅炉给水中,温度越高,腐蚀速度越快。水流速度加快,使氧的供应充足,从而加快了氧的腐蚀。

锅炉给水为什么要除氧?

因为水与空气发生接触时,就会有一部分气体溶解到水中,这就造成了锅炉给水溶有一定体积的气体。氧是锅炉给水系统的主要腐蚀性物质,给水系统中的氧应当迅速得到清除,否则它会腐蚀锅炉的给水系统和部件,腐蚀性物质氧化铁会进入锅炉内,沉积或附着在锅炉管壁和受热面上,形成难溶而传热不良的铁垢,腐蚀的铁垢会造成管道内壁出现点坑,阻力系数增大,管道腐蚀严重时,甚至会发生管道爆漏事故。

所以从锅炉给水中除去氧,是防止锅炉腐蚀的有效措施。

除氧方法分为化学除氧和热力除氧两种,电厂常用以热力除氧为主,化学除氧为辅的方法进行除氧。

热力法是将给水加热至沸沸点以除去水中的溶解氧,这是电厂中通常采用的除氧措施。因为锅炉给水本身就必须加热,而且这种方法不需要加入化学药剂,不会带来水汽质量的污染问题,这就是设置除氧器的原因。

锅炉给水除氧的途径

为了防止或减轻锅炉的氧腐蚀,必須按国家标准 GB /TI576-2008的有关规定对锅炉给水进行除氧。锅炉给水除氧可采取物理、化学和电化学三种途径。

4.1利用物理方法除氧

所谓物理方法除氧,是指采用一定的方法使给水中的氧气能够外逸析出。

根据亨利定律可知,当多种气体同时存在于水面上时,各气体的溶解度与其本身的分压力有关且成正比。在压力一定的情况下,随着水温的升高,水蒸汽分压力就会增大,而水面上部空间的氧气分压力则会减小,这就有利于水中的氧气外逸析出,使水中氧的溶解度下降,亦即溶解氧量减小。当温度升高至100℃时,氧气分压力降低到零,水中的溶解氧也降低到零。

根据上述原理,在对锅炉给水除氧时,可通过提高给水的温度来减小氧的溶解度,或者将水面上部空间的氧气或空气排除掉或使其转变成其它气体,以减小水面上部氧气分压力,减小给水中的溶解氧含量。

4.2利用化学方法除氧

化学方法采用化学方法除氧,主要是利用化学反应来除去水中含有的氧气,使水中的溶解氧在进入锅炉前就转变成稳定的金属或其它药剂的化合物,从而将其消除,常用的有药剂除氧法和钢屑除氧法等。

4.3电化学方法锅炉给水除氧

除可以采用化学方法和物理方法之外,还可以采用电化学方法。电化学除臭,是应用电化学保护的原理,使一种易氧化的金属发生电化学腐蚀,让水中的氧被消耗掉而去除。此法与上述除臭方法比较,设备简单,操作使用方便,运行费用低,可广泛应用于低压锅炉及热水锅炉的给水除氧。但是电化学除氧法目前虽然尚无成熟的经验,但根据试制使用的情况看,其经济实用性比较明显。

本文主要介绍常用的物理除氧方法,利用除氧器除氧。

除氧器工作原理

1、热力除氧是一个传热、传质过程,要保证理想的除氧效果,必须满足以下条件:

(1)一定要把水加热到除氧器压力下的饱和温度,以保证水面上水蒸汽的压力接近于水面上的全压力;

(2)必须将水中逸出的气体及时排出,使水面上各种气体的分压力减至零或最小;

(3)被除氧的水与加热蒸汽应有足够的接触面积,且两者逆向流动,这样不仅强化传热,而且保证有较大的不平衡压差,使气体分离出来。

2、气体从水中离析出来的过程基本上可分为两个阶段:

第一阶段为初期除氧阶段。此时,由于水中的气体较多,不平衡压差较大,气体以小气泡的形式克服水的粘滞力和表面张力逸出。此阶段可以除去水中80%-90%的气体。

第二阶段为深度除氧阶段。此时,由于水中还残留着少量的气体,相应的不平衡压差很小,气体已没有足够的动力克服水的粘滞力和表面张力逸出,只靠单个分子的扩散作用慢慢离析出来。这时可用加大汽水接触表面积,使水形成水膜,减小其表面张力,从而使气体容易扩散出来。也可以用蒸汽在水中的鼓泡作用,使气体分子附着在汽泡上从水中逸出。

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