工業(yè)鍋爐給水除氧途徑分析與技術(shù)應(yīng)用

鍋爐給水處理工藝過程中，除氧是一個(gè)非常關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)。氧是給水系統(tǒng)和鍋爐的主要腐蝕性物質(zhì)，給水中的氧應(yīng)當(dāng)迅速得到清除，否則它會(huì)腐蝕鍋爐的給水系統(tǒng)和部件，腐蝕產(chǎn)物氧化鐵會(huì)進(jìn)入鍋內(nèi)，沉積或附著在鍋爐管壁和受熱面上，形成難容而傳熱不良的鐵垢，而且腐蝕會(huì)造成管道內(nèi)壁出現(xiàn)點(diǎn)坑，阻力系數(shù)增大。當(dāng)改良技術(shù)達(dá)到一定程度后，就會(huì)出現(xiàn)技術(shù)瓶頸，在對(duì)技術(shù)瓶頸突破不能的情況下，鍋爐使者與生產(chǎn)廠家開始在其他的鍋爐作業(yè)環(huán)節(jié)中尋找改良因素。管道腐蝕嚴(yán)重時(shí)，甚至?xí)l(fā)生管道爆事故。

國家規(guī)定蒸發(fā)量大于等于2噸每小時(shí)的蒸汽鍋爐和水溫大于等于95℃的熱水鍋爐都必需除氧。多年來眾多鍋爐給水處理工作者一直都在探求既有效又經(jīng)濟(jì)的除氧方法。鍋爐停止進(jìn)水時(shí)省煤器如仍受熱，水通過循環(huán)管在省煤器，汽鼓之間形成循環(huán)，以保護(hù)省煤器的安全。本文介紹鍋爐給水幾種主要除氧的主要方法，并結(jié)合近幾年在這些方法基礎(chǔ)上作的調(diào)整和改進(jìn)，對(duì)這幾種方法作分析和總結(jié)，供鍋爐給水處理工作者參考。 　　

1 除氧途徑的分析 　　

1.1 物理方法 　　根據(jù)亨利定律可知，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。地暖鍋爐集采暖計(jì)費(fèi)靈活、使用舒適靈活、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)勢于一身，為您帶來采暖與生活熱水雙重享受。當(dāng)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(dá)到零。這樣，隨著水溫的升高，減小其中氧的溶解度，就可使水中氧氣逸出。另外，水面上空間氧氣分子被排出，或轉(zhuǎn)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。采用物理方法除氧，是利用物理的方法將水中的氧氣析出，常用的有熱力除氧法、真空除氧法和解析除氧法等。 　　

1.2 化學(xué)方法 　　采用化學(xué)方法除氧 ，主要是利用化學(xué)反應(yīng)來除去水中含有的氧氣， 使水中的溶解氧在進(jìn)入鍋爐前就轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的金屬或其它藥劑的化合物，從而將其消除，常用的有藥劑除氧法和鋼屑除氧法等。

1.3 電化學(xué)方法 　　鍋爐給水除氧 ，除可以采用化學(xué)方法和物理方法之外，還可以采用電化學(xué)方法。電化學(xué)除氧，是應(yīng)用電化學(xué)保護(hù)的原理，使一種易氧化的金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕，讓水中的氧被消耗掉而去除。當(dāng)水的堿度較高時(shí)，為了減輕陰離子交換器的負(fù)擔(dān)，提高系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，在陽離子交換器之后一般都要求串聯(lián)脫碳器以除去二氧化碳。此法與上述除氧方法比較，設(shè)備簡單，操作使用方便，運(yùn)行費(fèi)用低，可廣泛應(yīng)用于低壓鍋爐及熱水鍋爐的給水除氧。但是電化學(xué)除氧法目前雖然尚無成熟的經(jīng)驗(yàn)，但根據(jù)試制使用的情況看，其經(jīng)濟(jì)實(shí)用性比較明顯。

超臨界發(fā)電機(jī)組以其熱能轉(zhuǎn)換、發(fā)電煤耗低、環(huán)境污染小、蓄熱能力小和對(duì)電網(wǎng)的尖峰負(fù)荷適應(yīng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用，已經(jīng)成為我國火力發(fā)電的主力機(jī)組。給水控制作為過熱汽溫調(diào)節(jié)的基本手段是超臨界直流鍋爐有別于亞臨界汽包鍋爐的顯著特征。

1、超臨界直流鍋爐給水控制的特點(diǎn)

超臨界直流鍋爐沒有汽包，工質(zhì)通過蒸發(fā)受熱面過程中全部轉(zhuǎn)換為蒸汽，即循環(huán)倍率為1，且無固定的飽和蒸汽與過熱蒸汽的分界點(diǎn)，整個(gè)行程的流動(dòng)阻力均由給水泵克服。

負(fù)荷擾動(dòng)時(shí)，超臨界直流爐無汽包，蓄熱能力小，導(dǎo)致主汽壓力變化延遲很小，且幅度較大，但主汽溫度變化較小，所以超臨界機(jī)組較亞臨界機(jī)組更適合變壓運(yùn)行。

直流鍋爐的一次性通過特性使得工質(zhì)流和能量流相互耦合，從而在各個(gè)控制回路，如給水、汽溫及負(fù)荷控制回路之間存在著很強(qiáng)的非線性耦合，機(jī)爐之間相互關(guān)聯(lián)性強(qiáng)。而且在原來熱循環(huán)效率越高的情況下，如增加噴水量，則循環(huán)效率降低就越多。因此變負(fù)荷過程中，不能單獨(dú)改變?nèi)紵驶蛘呓o水流量，給水量與燃料量必須以一定的比例協(xié)調(diào)動(dòng)作，即在不同的負(fù)荷下要保持一定的煤水比。

過熱汽溫對(duì)給水流量和燃料量的擾動(dòng)具有很大的滯后性，這樣就必須有一個(gè)信號(hào)能夠迅速反映出燃料量和給水流量的變化，防止煤水比失調(diào)導(dǎo)致機(jī)組超溫或者主汽溫度急劇下降，我們一般選取分離器出口溫度或者焓值作為這個(gè)表征量。分離器出口的工質(zhì)處于微過熱狀態(tài)，在燃料量或給水流量擾動(dòng)的情況下，微過熱汽溫變化的滯后性遠(yuǎn)小于過熱汽溫。如果給水溫度下降，為了維持負(fù)荷以及中間點(diǎn)的焓值不變，則需增加煤量，煤水比下降，負(fù)荷和中間點(diǎn)焓值穩(wěn)定。微過熱點(diǎn)前包括有各種類型的受熱面，工質(zhì)在該點(diǎn)前的焓增占總焓增3/4左右，此比例在燃水比及其他工況發(fā)生較大變化時(shí)變化并不大。同時(shí)，中間點(diǎn)選在兩級(jí)減溫器之前，基本不受減溫水流量變化的影響，即使發(fā)生減溫水量大幅度變化，按省煤器入口水量＝給水泵入口流量－減溫水量，中間點(diǎn)送出的調(diào)節(jié)信號(hào)仍保證正確的調(diào)節(jié)方向。因此，通過控制微過熱點(diǎn)的汽溫(或焓值)，以間接控制出口汽溫，是比較好的一個(gè)控制策略。通過多臺(tái)機(jī)組的實(shí)踐，我認(rèn)為微過熱蒸汽焓替代該點(diǎn)溫度作為燃水比校正是要更好一些

壓力管道

壓力管道，是指利用一定的壓力，用于輸送氣體或者液體的管狀設(shè)備，其范圍規(guī)定為工作壓力大于或者等于0.1MPa（表壓），介質(zhì)為氣體、液化氣體、蒸汽或者可燃、、有毒、有腐蝕性、工作溫度高于或者等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體，且公稱直徑大于或者等于50mm的管道。凝汽式電站鍋爐的補(bǔ)給水量一般低于蒸發(fā)量的3％,供熱鍋爐的補(bǔ)給水量可高達(dá)100％。公稱直徑小于150mm，且其工作壓力小于1.6MPa（表壓）的輸送不可燃、無腐蝕性氣體的管道和設(shè)備本體所屬管道除外。其中，石油管道的安全監(jiān)督管理還應(yīng)按照《安全生產(chǎn)法》、《石油管道?！返确煞ㄒ?guī)實(shí)施。