第4章 除氧器及系统

第四节除氧器除氧器的主要作用是除去锅炉给水中的氧气和其它不凝结气体，以保证给水的品质。

若水中溶解氧气，就会使与水接触的金属被腐蚀，同时在热交换器中若有气体聚积，将使传热的热阻增加，降低设备的传热效果。

因此水中溶解有任何气体都是不利的，尤其是氧气，它将直接威胁设备的安全运行。

随着锅炉参数的提高，对给水的品质要求愈高，尤其是对水中溶解氧量的限制更严格，对于超临界和亚临界的直流锅炉甚至要求给水彻底除氧。

在火电厂广泛采用物理方法作为主要的除氧方法，即所谓热力除氧，它可以除掉给水中的绝大部分氧气（包括其它气体），然后采用化学方法进行彻底除氧。

除氧器是热力除氧的主要设备，而本身又是给水回热系统中的一个混合式加热器，同时，除氧器还是一个汇集汽水的容器，各个高压加热器的疏水、化学补水及全厂各处水质合格的高压疏水、排汽等均可汇入除氧器加以利用，以减少发电厂的汽水损失。

一、热力除氧原理当水和某种气体接触时，就会有一部分气体溶解到水中，用气体的溶解度表示气体溶解于水中的数量，以mg/L计值，它和气体的种类以及该气体在水面的分压力和水的温度有关。

在一定的压力下，水的温度越高，气体的溶解度越小，反之气体的溶解度就越大。

同时气体在水面的分压力越高，其溶解度就越大，反之，其溶解度也越低。

天然水中溶解的氧气可达10mg/L由于汽轮机的真空系统不可能绝对严密，空气通过不严密部分渗入系统，凝结水可能溶有大量氧气。

此外，补充水中也含有氧气及二氧化碳等其它气体。

采用热力除氧的方法，可除去给水中溶解的不凝结气体。

除氧是要除去水中所有的不凝结气体，它采用的是热力除氧的方法，其原理是依据亨利定律和道尔顿定律以及传热传质定律。

亨利定律指出：当液体表面的某气体与溶解于液体中该气体处于进、出动态平衡时，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P b成正比：b=k P b/P0（mg/L）式中：K为该气体的质量溶解度系数，它与液体和气体的种类和温度有关；P0为液面上的全压力。

汽机除氧给水系统讲解一、除氧器除氧器是大型火电机组回热系统中重要的辅机之一，它的主要作用是除去凝结水中的氧和二氧化碳等非冷凝气体，其次将凝结水加热到除氧器运行压力下的饱和温度，加热汽源是四抽及其它方面的余汽，疏水等,从而提高了机组的热经济性，并将达到标准含氧量的饱和水储存于除氧器的水箱中随时满足锅炉的需要，保证锅炉的安全运行。

二、除氧器工作原理热力除氧原理：气体在水中的溶解度正比于该气体在水面的分压力，水中气体分压力的总合与水面混合气体的总压力相平衡，当水加热至沸腾时，水面各蒸汽的分压力接近混合气体的总压力，其它气体的分压力接近零，故不能溶解的其它气体被排出水面。

三、除氧器的运行1.除氧器滑压运行时，应保证除氧器水汽侧压差的大小与机组需要凝结水流量大小（及喷嘴流量大小）相匹配，才能使喷嘴达到最佳的雾化效果从而保证凝结水在喷雾除氧器段空间的除氧效果。

2、除氧器在安装投运前和大修后应进行安全门开启试验。

3、除氧器安装后投运、大修或长期停机后投运应对除氧系统进行除铁冲洗。

合格指标是：含铁量≤50μg∕l;悬浮物≤10μg∕L4、正常运行中的监视1）除氧器运行中应注意监视压力、温度要与机组运行工况相对应，温度变化率不能太大，压力不能超过额定值。

2）正常运行时，水位应投入自动，控制在正常范围之内。

3）正常运行时，辅助蒸汽供除氧器主、旁路压力控制投入自动，定值在0.147MPa。

4）正常运行时，溶氧量要合格，如含氧量超限，应调整除氧器电动排气门开度，使除氧器溶氧合格。

5）除氧器正常运行中应对就地水位计和远方水位计进行校核；对水位保护进行试3佥，保证其动作正常。

6）正常运行时应对各阀门、管道经常检查，不应有漏水、漏汽、汽水冲击振动等现象。

四、设备参数概述1.型式：卧式。

2、设计压力为：≥1.23MPa（g）;最高工作压力1.081MPa（a）r额定工作压力1.029MPa（a）β3、设计温度：≥392.2°C;最高工作温度368.7°C,额定工作温度362.1。

除氧器的热力系统及运行 [ 日期：2005-01-22 ] [ 来自：本站原创]除氧器在运行中，不同工况下它的出水量（负荷）、给水含氧量、迸水量、迸水温度、排汽量、给水泵可靠的运行和具有较高的回热经济性等，都与除氧器热力系统的设计拟定和正确的运行方式有关。

一）除氧器热力系统拟宝和运行中主要注意的问题1．低负荷汽源切换及备用汽源的设置除氧器在低负荷运行时本级抽汽压力降低，定压运行除氧器为维持恒定压力应切换到一级抽汽；滑压运行除氧器为保证自动向大气排气，也需改变运行方式及切换汽源。

一般在上一级较高抽汽管至本级抽汽管上装设自动切换阀，当除氧器工作压力降至某一最低值，本级抽汽满足不了除氧器压力，自动切换至上一级抽汽而停止本级抽汽。

在锅炉开始启动而汽轮机未投运前，或锅炉需要清洗、点火上水时，其用水都必须经过除氧，为此应该设置备用汽源以代替汽轮机抽汽向除氧器供汽。

对母管制电厂可以利用母管上运行的其他机组抽汽作为备用汽源。

而单元制机组，一般设置辅助蒸汽联箱（称厂用蒸汽联箱），用辅助蒸汽联箱的蒸汽作备用汽源。

向辅助蒸汽联箱供汽的汽源，运行机组一一般取自高压缸排汽（即冷再热蒸汽），新建电厂来自启动锅炉，扩建的老厂可用老机组抽汽。

2．除氧器的冷态启动除氧器冷态启动时应注意壳体预热，避免除氧器和给水箱左右及上下壁之间因温差过大产生较大的热应力，该热应力可引起除氧器振动。

现代大型电厂除氧器体积很大，如600MW机组2 400t小除氧器及给水箱，除氧器卧式壳体长15m，直径2． 5m，壁厚25mrn，给水箱长26． 0 4m，直径3． 8m，壁厚32mm，水箱重125．45t。

冷态启动宜采用先送汽后上水的方法，用辅助蒸汽预热壳体20min，使除氧器压力达到0． 1196～0. 149MPa，然后将除盐后的水送人除氧器，逐渐开大迸汽阀，并保持以上压力，使水温达到104～110℃进行大气式除氧。

随机组负荷上升，供除氧器运行的机组抽汽压力超过0．149MPa后，停止辅助蒸汽切换到相应抽汽管上，随机组滑参数启动的要求升压至额定工作压力。

除氧器除氧原理一、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/L②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。

热力除氧器1.1 概述凝结水在流经负压系统时，在密闭不严处会有空气漏入凝结水中，加之凝结水补给水中也含有一定量的空气，这部分气体在满足一定条件下，不仅会腐蚀系统中的设备，而且使加热器及锅炉的换热能力降低。

为了防止给水系统的腐蚀,主要的方法是减少给水中的溶解氧，或在一定条件下适当增加溶解氧，缓解氧腐蚀，并适当提高给水PH值，消除CO2腐蚀。

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。

除氧器是利用热力除氧原理进行工作的混合式加热器，既能解析除去给水中的溶解气体；又能储存一定量给水，缓解凝结水与给水的流量不平衡。

在热力系统设计时，也用除氧器回收高品质的疏水。

机组正常运行时，采用加氨、加氧联合水处理方式（即CWT工况），这时除氧器完成加热器的作用，并除去其它水融性气体；而在启动阶段或水质异常的情况下，采用给水加氨、加联胺处理（即AVT工况），降低水中的氧含量，减缓氧腐蚀，这时除氧器既完成加热给水的功能，又起到除氧的作用。

水箱支座设三支座，两端滚动，中间限位。

内设进水导流管，再热沸腾管，给水出口处设有防涡流装置。

整套设备还配有调节系统各附件、安全阀、调节阀、截止阀及其他测量显示仪表。

除氧器的设计应满足以下几点要求：除氧能力满足最大负荷的要求、水容积足够大且有一定裕量、设有防止超压和水位过高的措施。

除氧器的汽源设计决定于除氧器系统的运行方式。

当除氧器以带基本负荷为主时，多采用定压运行方式，这时，供汽汽源管路上设有压力调节阀，要求汽源的压力略高于定压运行压力值，并设有更高一级压力的汽源作为备用。

这种方式节流损失大，效率较低；而以滑压运行为主的除氧器，其供汽管路上不设调节阀，除氧器的压力随机组负荷而改变。

因不发生节流，其效率较高。

我公司除氧器采用滑压运行方式，设有二路汽源：四段抽汽和辅汽。

在四抽管路上只设防止汽轮机进水的截止阀和逆止门，不设调节阀，为现滑压运行。

而辅汽供汽管路上设压力调节阀，用于除氧器定压运行时的压力调节。

除氧器工作原理除氧器是一种机械设备，可去除锅炉给水中主要的溶解氧和其他不凝性气体的溶解气体，氧气在给水系统中引起点蚀型腐蚀，从水中去除溶解气体的过程也称为机械脱气。

锅炉给水脱气过程分为两部分：机械脱气和化学脱气机械脱气被认为是第一阶段的过程，其中大多数溶解的气体从水中逸出，另一方面，化学脱气是一种抛光过程，可以通过在除氧器中添加适当的除氧剂化学物质来去除微量的溶解气体。

除氧器工作原理：基本上，工作原理基于两个气体定律。

亨利定律（用无氧蒸汽洗涤）：水中溶解气体的量与水/气体界面上方的蒸汽空间中气体的分压成正比。

查尔斯定律（氧溶解度与温度的关系）：氧气的溶解度随着水温的升高而降低。

因此，我们可以通过降低气体在与液体接触的大气中的分压来从水中除去溶解的气体,可以通过引入新的气体来完成除氧器中的这种情况，以便将不需要的气体排出,温度也是一个非常重要的因素,气体分子的扩散速率也随着温度的升高而增加。

为什么蒸汽在除氧器中用作吹扫气体？它不会污染水,只有少量蒸汽从除氧器中排出,大部分蒸汽冷凝并成为脱气水的一部分,它将锅炉给水加热到饱和温度，从而降低不需要的溶解气体的溶解度。

除氧器如何工作？除氧器的脱气过程通过两个简单的步骤完成：第一步：根据除氧器的工作压力，在饱和温度的几度内加热水,大约97-98%的溶解气体与蒸汽一起释放并从除氧器的通风口逸出。

第二步：通过用蒸汽擦洗水和添加氧气清除剂化学品，去除剩余的2-3%的溶解气体，通风对于有效去除溶解气体（如氧气）和其他不凝性气体（如二氧化碳）至关重要且必要，除氧器供应商通常保证锅炉给水中溶解氧低于7ppb。

氧气在水中溶解度曲线图（1）工业中使用的主要三种类型的除氧器是：1.真空除氧器：降低分压，降低氧溶解度，通过产生真空来去除气体，通过减压实现饱和温度通过喷水和成膜扩大接触面，在溶解氧方面不如蒸汽除氧器高效，发现的典型氧含量为200-300ppb（0.2-0.3ppm）。

锅炉除氧器的工作原理
锅炉除氧器是一种用于去除锅炉进水中溶解氧的设备。

其工作原理是依靠物理或化学方法将水中的溶解氧转变为不易溶解的气体或通过化学反应物质捕捉氧气。

首先，当水经过除氧器时，水中的溶解氧与除氧器中的除氧剂发生化学反应。

常用的除氧剂有亚硫酸氢钠（NaHSO3）、亚硫酸钠（Na2SO3）等。

除氧剂与氧气发生反应生成亚硫酸钠或亚硫酸氢钠的过程中，溶解氧会被从水中去除。

其次，除氧器中的装置通常包括填料层或吸附剂床。

填料层或吸附剂床的作用是增加水与除氧剂的接触面积，加速氧气的转化和吸附。

填料层或吸附剂床的材料通常选择具有良好吸附性能的物质，如活性炭、分子筛等。

最后，在除氧器中，还需要有相应的排气系统，以允许通过化学反应产生的气体从系统中排除。

这样，除氧器中的气体补充进水系统的溶解氧就会减少，有效地实现了除氧的目的。

综上所述，锅炉除氧器利用化学反应将水中的溶解氧转化为不易溶解的气体，并通过排气系统将气体排出，从而实现去除水中溶解氧的目的。

这种除氧的方法可以有效地防止锅炉内氧腐蚀和气蚀现象的发生，保护锅炉和管道设备的安全运行。

火力发电厂除氧系统原理火力发电厂运行过程中，给水会不断地溶解入气体，主要是由补充水带入空气,从系统中处于真空下工作的设备（如凝汽器及部分低压加热器）和管道附件的不严密处漏入空气。

溶于水中的氧，对钢铁构成的热力设备及管道会产生强烈的腐蚀作用，二氧化碳将加剧氧的腐蚀。

而所有不凝结的气体在换热设备中均会使热阻增加、传热效果恶化，从而导致机组热经济性下降。

水的碱性较弱和高温将使腐蚀速度加快，所以火电厂在对给水除氧的同时还通过加药使水保持一定的碱性:PH值大于71 而高温下工作的给水管道和省煤器，只要给水中溶有少量的氧（如0.03mg∕L ）,在短时期内就会造成腐蚀穿孔，引起漏泻或爆管。

除氧器就是完成除氧任务的设备。

给水除氧有化学除氧和物理除氧两种方法。

化学除氧可以彻底除氧，但只能去除一种气体，且需要昂贵的加药费用，还会生成盐类，故电厂中较少单独采用这种方法。

物理除氧即热力除氧采用加热方法，它能够去除水中的大部分气体。

对于亚临界压力机组，热力除氧已能够基本满足要求；对于超临界压力机组，则在热力除氧的基础上，再做补充化学除氧,这样加药量少，生成的盐类也少，影响不大。

热力除氧原理建立在亨利定律和道尔顿定律基础上。

基本原理如下：气体在水中的溶解度正比于该气体在水面的分压力。

水中各种气体分压力的总和与水面的混合压力的总压力相平衡。

当水加热至沸腾时，水面处蒸汽的分压力接近其混合气体的总压力，其他气体的分压力接近于零，故水中溶解的其他气体几乎全部被排除出水面。

但是，气体排到水面需要路径和时间，而且水面的气体必须及时排到远离水面处。

此外，能够形成较大气泡的气体才能逸出水面，而水中尚存的分子状气体，则需要更强的驱动力才能排出水面。

为了满足上述这些条件，在进行除氧器的结构设计时，必须注意满足下述条件：(1)水与蒸汽要有足够大的接触表面；(2)迅速把逸出水面的气体排走；(3)加热蒸汽与需要除氧的水之间有足够长的逆向流动途径，即有足够大的传热面积和足够大的传热、传质时间。