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工业锅炉除氧器(热电厂除氧器)

来源:www.haichao.net  时间:2023-01-26 17:48   点击:76  编辑:admin   手机版

1. 热电厂除氧器

除氧是为了防止氧腐蚀。

高参数的氧含量指标更高,更易腐蚀。

故要使用高压除氧,增加除氧效果,二级除氧也是为了增加除氧效果

2. 热力除氧器

热力除氧的原理是建立在享利定律和道尔顿定律的基础上的。 享利定律指出:当液体和气体间处于平衡状态时,对应一定的温度,单位体积水中溶解的气体量道尔顿定律指出,混合气体的全压力等于各组成气体分压力之和与水面上该气体分压力成正比。 热力除氧器(高效旋膜除氧器 )是依据亨利定律,在结构上采用了三种不同功能的旋膜器组成的组件建立了汽态区段传质方法,完善了旋膜技术。

旋膜除氧器的传热、传质方式与已有的液柱式、雾化式和泡沸式不同,它是将射流、旋转膜和悬挂式泡沸三种传热、传质方式缩化为一体的传热、传质方式,具有很高的效率。

将自然降膜改为强力降膜,增加液膜的更新度,使液膜沿管壁强力旋转卷吸大量蒸汽,增强传热、传质功能;将相向泡沸改为悬挂式泡沸,提高层中蒸汽流速高时泛点(飞溅),并将保持汽(气)体通道;将独立的三种传热传质方式缩化为一体,在一个单元的部件内完成。

3. 热力式除氧器

热力除氧器型号很多,小型的价格2-5万,大型的价格要高一点!连云港助利机械设备有限公司热力式除氧器原理:采用热力除氧的方法,即用蒸汽来加热给水,提高水的温度,使水面上蒸汽的分压力逐步增加,而溶解气体的分压力则渐渐降低,溶解于水中的气体就不断逸出,当水被加热至相应压力下的沸腾温度时,水面上全都是水蒸汽,溶解气体的分压力为零,水不再具有溶解气体的能力,亦即溶解于水中的气体,包括氧气均可被除去。

除氧的效果一方面决定于是否把给水加至相应压力下的沸腾温度,

4. 热电厂除氧器压力

热力除氧器的压力是一般控制在0.02MPa(104℃)。 工作原理:亨利定律指出:当液体和气体处于同一平衡状态时,在温度一定的情况下,单位体积液体内溶解的气体量与液面上该气体分压力成正比。

当水温升高时,水的蒸发量增大,水面上水蒸汽的分压力升高,气体分压力相对下降,导致水中的气体不断析出,达到新的动平衡状态,除氧器就是利用这种原理进行除氧的。 热力除氧过程是个传热和传质的过程,传热过程是把水加热到除氧器压力下的饱和温度,传质过程是将水中的气体分离析出。

5. 热电厂除氧器系统图

锅炉排污扩容器作用是:当锅炉徘污水排进扩容器后,容积扩大、压力降低,同时饱和温度也相应降低,这样.原来压力下的徘污水,在降低压力后,就有一部分热量释放出来,这部分热量作为汽化热被水吸收而使部分排污水发生汽化,将汽化的这部分蒸汽引入除氧器,从而可以回收这部分蒸汽和热量。排污膨胀器也称排污扩容器,设计与制造应按压力容器GB150—98进行。连续排污膨胀器是与锅炉的连续排污口连接的,是用来将锅炉的连续排污减压扩容,排污水在连续排污膨胀器内绝热膨胀分离为二次蒸汽和废热水,并在膨胀器内经扩容、降压、热量交换,然后排放,二次蒸汽由专门的管道引出,废热水通过浮球液位阀或溢流调节阀自动排走,热能可以得到回收再利用。

连续排污量随锅炉给水负荷变化自动调节,保持相对稳定的排污率。

6. 火电厂除氧器的作用

1.亚硫酸钠(Na2SO3)

在传统的工业锅炉和低压动力锅炉中,主要采用添加亚硫酸钠来进行化学除氧。

亚硫酸钠的除氧能力于1920年被发现,至1931年它被广泛应用于发电厂的化学除氧.亚硫酸钠和氧的反应方程式为:

2Na2SO3十O 2 → 2Na2SO4

亚硫酸钠是传统的锅炉水除氧剂,具有价格低廉、来源广泛的优点,但是,它有明显的缺点:亚硫酸钠与氧的反应速度受PH值、温度及催化剂等因素影响,一般需加过量才能应付锅炉运行的波动;从亚硫酸钠与氧的反应式中可知,要除去1ppm的氧,至少要消耗7.9ppm的亚硫酸钠,为使此反应进行比较彻底,则通常在锅炉水中需维持20~40ppm的过剩量,方能保证除氧效果;由于亚硫酸钠与氧反应生成的是稳定盐硫酸钠,增加了炉水中的可溶性固形物,使水质劣化,锅炉必须增加排污次数,导致化学药品的浪费和燃料费用的增加;当锅炉工作压力高于6.2MPa时,亚硫酸钠会分解,生成具有腐蚀性的硫化氢和二氧化硫,而且这些气体随水蒸汽一道排出,会引起后续设备的腐蚀:

Na2SO3 十 2H 2O → 2NaOH 十H2SO3

H2SO3 → H 2O十 SO2

而且,亚硫酸钠还可能自身发生氧化还原反应,生成硫酸钠和硫化钠:

Na2SO3 → 3Na2SO4 十Na2S

生成的二氧化硫和硫化钠均有腐蚀性,因此使用亚硫酸钠作为除氧剂,实际是一种腐蚀取代另一种腐蚀;此外,将含有亚硫酸钠的给水作减温水喷入过热蒸汽来调节温度时,会导致在过热蒸汽集汽联箱和汽轮机中产生硫酸钠等盐类沉积;亚硫酸钠对金属无钝化保护作用.

2.连氨(N2H4)

随着大容量机组和高压锅炉的出现,至五六十年代,亚硫酸钠逐渐被联氨(又称为水合肼)所取代,联氨与氧的反应式为:

N2H4 十O2 → N 2十2H 2O

联氨与氧反应生成氮和水,且过量的联氨不产生可溶性固形物,氨可以增加炉水的PH值,有利于锅炉的保护;联氨具有缓蚀功能,联氨和铁及铜腐蚀产物反应生成具有钝化保护作用的Fe3O4和Cu2O层.

联氨与氧及金属氧化物反应的最终产物是水、氮气,它们不会增加锅炉水中的溶解固形物量.联氨的分解产物是挥发性气体.

但是,联氨在除氧效率上不如亚硫酸钠,在水温低时除氧速度慢,只能在较高的温度下才能有效地与氧反应达到除氧目的;分解温度很高,在316℃(9.8Mpa)仍有联胺进入蒸汽,其毒性使蒸汽不能直接用于生活;特别是联氨是一种毒性较强的物质,操作时联氨容易溅到眼睛、皮肤或衣服上,极易被吸入.给操作人员的身心带来严重危害;而且挥发性强、易燃、易爆,当空气中蒸汽的浓度达到4.7%时,遇火要发生爆燃,给运输、贮存和使用带来了麻烦;联氨被认为是致癌可疑物质,被美国“职业防护与保健法案(OSHA)”列为危险品,已禁止联氨和食品直接接触,欧美日等国家均己相继摒弃联氨,开发和应用新型的锅炉水除氧剂.

3.新型除氧剂

从健康和安全考虑,也为了消除使用亚硫酸钠和联氨在除氧速度和除氧效率上的不足,国外相继开发了一些新型除氧剂.新型除氧剂必须具备除氧程度高、除氧速度快、无毒或低毒、适用范围广等特点,而且还应使用方便、成本适宜等.下面简单介绍国外开发的一些新型除氧剂品种.

⑴羟胺(hydroxylamine)

二乙基羟胺(Diethyl hydroxylamine)等羟胺及其衍生物可以作为锅炉水的除氧剂,是美国Chemed公司于1978年公开的专利,与氧反应的最终产物是乙酸盐、氮气和水,Cu2+、对苯二酚等可起催化作用,反应速度略比联氨快.

⑵碳酰肼(carbohydrazide)

碳酞肼,也称二氨基脲,它是联氮的衍生物,用于锅炉水除氧剂是美国Nalco化学公司于1981年公开的专利,在除氧效果及金属纯化方面均优于联氨,对苯二酚等可起催化作用.

⑶对苯二酚(hydroquinone)

对苯二酚作为锅炉水除氧剂,是美国Betz实验公司1980年公开的专利,对苯二酚和氧反应生成过氧化氢,接着进一步发生醌的氧化.

⑷二羟基丙酮(1,3-Dihydroxy acetone)

1,3一二羟基丙酮作为锅炉水除氧剂是美国Nalco化学公司于1982公开的专利,它和氧的反应能被苯醌、锰催化.

⑸异抗坏血酸(Erythorbic acid)

异抗坏血酸用作除氧剂是美国Nalco 化学公司于1981年公开的专利,它是维生素C(L-抗坏血酸)的同分异物体,它和溶解氧的反应很复杂,因为它需要经历几个中间步骤才能完成,因而还不完全清楚其机理.由于其安全性,用于食品、饲料方面的除氧剂用途较为广泛,在我国,作为锅炉水除氧剂也有一些厂家在使用.异抗坏血酸钠存在的主要问题是:钠盐将影响水和蒸汽的电导率;高温下分解产生腐蚀性溶解固形物(资料表明:在300℃下,分解产物为71.07%乳酸,20.48%乙酸盐,8.44%甲酸盐);只能除氧而没有钝化作用.

⑹氨基胍化合物(Aminoguanidine)

氨基胍化合物用作除氧剂是美国Olin公司于1984年公开的专利,它们是联氨的非挥发性衍生物.

⑺肟类化合物(Oximes):详见后面的叙述.

⑻其它:国外还相继开发了氮四取代苯二胺、N-异丙基羟胺、乙氧基喹啉等新型除氧剂,还处于进一步的研究和实践中,国内也研究得很少.

4、肟类除氧剂

肟类化合物(主要是二甲基酮肟、丁酮肟、乙醛肟)作为新型除氧剂是美国Drew化学公司于1984年公开的专利,具有低毒、高效、速度快且具有钝化保护作用,美国Nolco公司(世界上最大的水处理公司)、Drew公司等均有肟类锅炉水除氧剂的产品,在欧美日等发达国家得到了广泛的应用,我国也于九十年代开发成功,并得到了较为成功的推广.

⑴除氧性能:肟类化合物是具有肟基( C═N-OH)的有机化合物,目前用于锅炉除氧和停炉保护的肟类化合物主要有乙醛肟、二甲基酮肟(丙酮肟)和甲乙酮肟.肟类化合物具有较强的还原性,易与氧反应.

肟类化合物在较宽的温度和压力范围内有着良好的除氧性能,最适宜的的温度范围是138~336℃,压力范围是0.3~13.7Mpa.根据对比实验,在相同的条件下,肟类化合物的除氧速度和除氧效率均高于联氨.

⑵缓蚀与钝化作用:肟类化合物可将高价铁、铜氧化物还原成低价氧化物,其水溶液能够在钢材表面形成良好的磁性氧化物膜,对金属表面起着良好的钝化、缓蚀作用.其中二甲基酮肟的效果最好,所需使用的量最少.

根据对比实验,肟类化合物具有与联氨同样的钝化、缓蚀作用,能显著降低溶液中铁含量,在高温高压条件下,对钢材有保护作用,其中二甲基酮肟的效果最好,所需使用的量最少.同时,肟类化合物对沉积在管道、省煤器等处的铜的腐蚀产物有清洗作用,这也是在使用肟类化合物初期,炉水中铜的含量明显升高的原因.

⑶挥发性:肟类化合物的挥发性均高于联氨、DEHA、吗啉、环己胺等,接近于NH3的挥发性.挥发性高的除氧剂在蒸汽凝结时,会有一定数量的药剂溶于凝结水中,因而,有利于保护凝结水系统的金属材料.

⑷分解性:通过在高温高压条件下的分解实验,肟类化合物的分解产物为NH3、N2、H2O、微量乙酸,无甲酸产生,对水汽系统无不良影响.

⑸低毒性:根据LD50的数据比较,联氨的LD50为290mg/kg,乙醛肟为1900mg/kg,甲乙酮肟为2800mg/kg,二甲基酮肟为5500mg/kg,可见联氨的毒性较强,而肟类化合物的毒性很小,属低毒类化合物.通过除氧剂的皮肤和粘膜接触试验表明,肟类除氧剂无明显刺激和损害,而联氨则引起皮肤红肿、糜烂、粘膜充血等损伤作用.

7. 除氧器热力系统

采用能量衡算先设定一个入口水量(小于155),出口水焓的增加量等于入口蒸汽的减少量;得到加热蒸汽量。进一步可算得出水量。该值与给定的出力进行比较,反复入口水量的值,可得到较为准确的加热蒸汽量。

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