王未凡
濱州市技術學院,山東濱州 256603
鍋爐給水系統的主要腐蝕性物質是氧,給水系統中的氧如果不能迅速得到清除,它將會腐蝕鍋爐的給水系統和部件,腐蝕性物質如果進入鍋爐內的話,將會在鍋爐管壁和受熱面上沉積或附著,從而形成鐵垢,腐蝕的鐵垢會使管道內壁出現點坑而阻力系數增大。管道腐蝕嚴重時甚至會發生爆炸的嚴重事故。1 我國鍋爐除氧的現狀
目前我國的鍋爐中只有一半左右采取了除氧方法,除氧方式以熱力除氧居多,很大一部分鍋爐,特別是中小型低壓鍋爐沒有除氧設備,能正常運行除氧設備的更少,特別是有些單位用汽不均衡的,很難使用這些裝置,從而影響了除氧效果,有的鍋爐設備和熱力系統發生了嚴重氧的腐蝕,鍋爐的使用壽命和安全運行都會影響。所以,鍋爐除氧應引起各方面高度的重視。
目前鍋爐給水除氧方式多種多樣,但從實際需要和運行的角度來看,不同的除氧方式有不同的限制,因此工業鍋爐的水除氧的問題還沒有得到徹底解決。這里簡單的比較一下各種設備的優缺點。
1)熱力除氧:技術已經比較成熟,給水除氧后不會增加其含鹽量,也不會增加其他的氣體溶解量,對于操作的控制來說比較容易,而且運行比較穩定可靠。大氣式熱力除氧器經常采用,除氧器內的壓力比大氣壓力稍高,以便于逸出氣體的排出。但在實際運行中,由于熱負荷經常發生變動、管理操作水平不高,所以工業鍋爐設備有效運行的必需條件不能滿足,除氧效果不夠理想。另外,熱力除氧方法還要求有蒸汽供應;2)真空除氧:是在低于大氣壓力下進行除氧的,屬于低溫除氧。常用的真空除氧系統有兩種,即蒸汽噴射和水噴射,由于可以用熱水加熱,對于給水溫度要求比較低,所以比較適用于熱水鍋爐系統。要保證真空除氧效果,就必須保證真空度,所以由于技術原理的限制,對部分部件的要求相當嚴格,同時由于熱負荷經常波動,很難保證系統的氣密性,所以在供熱系統除氧中使用比較不便;3)海綿鐵常溫過濾除氧:這是一種比較新型的除氧技術。其主要特點是:第一,常溫除氧,不需加熱;第二,除氧效果比較穩定,達到中低壓鍋爐的水質標準;第三,節省投資。設備整體占地面積小,不需專用廠房;第四,對負荷變化適應性好;第五,不需要除油、活化,出水無毒;4)鋼屑除氧:操作方便,裝置比較簡單,節省投資。但存在的問題是,當水溫過低或氫氧根堿度過大的時候,鋼屑表面發生鈍化,都會影響除氧效果,同時更換鋼屑需要較大的勞動強度。這種方法不易控制加藥量,除氧效果不理想。一般在小型鍋爐房和對水質要求較高的熱力系統中使用這種方法,作為輔助除氧的方式;5)亞硫酸鈉除氧:也就是爐內加藥除氧,這種除氧方式相對成熟。但這種方式會增加鍋水含鹽量,導致排污加大,熱量和水量的損失增大,是不經濟的,也可能增加了鍋爐水垢。所以這種方法在小型鍋爐房和一些對水質要求較高的熱力系統中得到一定的應用,也作為輔助除氧的方式; 6)解吸除氧:有以下特點:第一,不需要對除氧水進行預熱,因此鍋爐房自耗汽不會增加。第二,解吸除氧的設備更加緊湊,占地面積小。第三,解析器內部增加隔板控制水流,能充分排出水中的含氧氣體,除氧效果可靠;第四,解吸除氧的缺點是裝置調整比較復雜,管道系統及除氧水箱的密封是一個難題。
在熱水鍋爐給水除氧方式的選擇上,應該對每種除氧方式的優缺點進行綜合的考慮,應該根據各種供熱系統的不同情況進行選擇:
1)由于熱力除氧技術比較成熟,除氧效果比較理想,但應用于熱水鍋爐效果不好,而且運行管理調節方面存在一定的困難,初期投資比較大,在有汽源的情況下可以考慮;2)真空除氧同熱力除氧相比,屬于低溫除氧,降低了加熱溫度。真空除氧的除氧效果比較理想,但初期投資大,運行費用較高,系統設備多,要求比較高的運行管理水平,尤其是很難保證其真空度;3)海綿鐵常溫過濾式除氧除氧效果比較理想,是一種新型的技術,具有比較低的投資、運行費用,操作容易,管理起來方便。隨著進一步改進除氧器結構,提高海綿鐵質量,海綿鐵常溫過濾式除氧將會有更加理想的除氧效果;4)鋼屑除氧具有較低的運行費用,初期投資小,但效果不是很穩定,且更換鋼屑具有很大勞動強度,可以使用加藥除氧作為補充;5)加亞硫酸鈉除氧投資小,操作簡單方便,設備少,除氧效果比較理想,但具有較高的運行費用,且鍋爐水的含鹽量可能會增加,排污量加大,造成額外的損失,從經濟與技術的角度來說,不是很理想;6)解吸除氧相對來說,有比較理想的除氧效果,具有比較低的運行費用,初期投資也不大。但運行中存在著比較困難的調節問題,所以除氧效果比較不穩定。
在熱力系統(特別是熱水鍋爐)中,對于鍋爐給水進行除氧,可以保護熱力系統中的所有設備不受腐蝕,也可以保證熱力設備的安全與經濟運行。鍋爐給水除氧的方式是多種多樣的,且各有優缺點,在選擇除氧方法時工程技術人員必須根據工程自身的條件,結合工程自身的實際情況,因地制宜,選擇適合自己的方法。
[1]李德生.低壓鍋爐補給水除氧方式的探討[J].鐵道勞動安全衛生與環保,1998,25(3):204-205.
[2]K.Li,Terence Tan, Vivek Sinha, et al.Simulation of a Novel Glass Reactor for Dissolved Oxygen from Water.Wat.Res,2000,34(7):2011-2024.
[3]任偉東,董國君.熱電廠用化學除氧劑[J].化學工程師,1999,73(4):39-40.