淺談工業(yè)鍋爐給水除氧技術(shù)

摘 要：氧腐蝕是鍋爐系統(tǒng)最常見的一種腐蝕形式。本文就工業(yè)鍋爐給水所采用的幾種常規(guī)除氧技術(shù)進(jìn)行了較為深入的分析和探討，特別是對氧化還原樹脂除氧器給水除氧新技術(shù)進(jìn)行了追蹤檢測，所得出的結(jié)論對作者在今后的工業(yè)鍋爐檢驗工作上具有很好的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：工業(yè)鍋爐;氧腐蝕;溶解氧;除氧設(shè)備

工業(yè)鍋爐包括兩大類，即采暖用的熱水鍋爐以及蒸汽鍋爐，這兩大類鍋爐為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展貢獻(xiàn)出了不小的力量。工業(yè)鍋爐數(shù)量與日俱增，鍋水的源頭—給水水質(zhì)便是鍋爐管理者必抓的一個重要環(huán)節(jié)，如果鍋爐給水不及時除氧，它所帶來的問題將相當(dāng)棘手，使得鍋爐管理者苦不堪言。

GB/T1576-2018新《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》規(guī)定，大致內(nèi)容表述為：額定蒸發(fā)量大于或等于10蒸噸的蒸汽鍋爐以及額定功率大于或等于7.0兆瓦的承壓熱水鍋爐必須除氧;額定蒸發(fā)量小于10蒸噸的蒸汽鍋爐以及額定功率小于7.0兆瓦的承壓熱水鍋爐，如果發(fā)現(xiàn)局部氧腐蝕，也必須采取除氧措施，保證鍋爐運行中不會出現(xiàn)氧腐蝕情況。

在實際檢驗鍋爐工作中，發(fā)現(xiàn)蘭州市管轄區(qū)域內(nèi)的10噸及以上大型鍋爐房雖然都執(zhí)行了國標(biāo)要求，但是部分鍋爐房除氧設(shè)備運行狀態(tài)和效果并不樂觀，鍋爐房對除氧設(shè)備的維護(hù)不到位，輕視氧腐蝕危害，有甚者，某些鍋爐房將除氧設(shè)備當(dāng)成擺設(shè)，長期閑置，極大的影響了鍋爐壽命和運行安全。綜上所述，鍋爐給水除氧應(yīng)高度重視，不能懈怠。

1 除氧途徑簡介

a.根據(jù)物理化學(xué)中的亨利定律，使水溫升高，水中氧溶解度就會減小，這樣就能使水中的氧氣從水中不斷的逸出;b.同樣根據(jù)亨利定律，水面上方氧氣的分壓力也是一種情況，如若減小它，水中也會源源不斷地移出氧氣分子;c.采用化學(xué)或電化學(xué)的方法，使水中的溶解氧在進(jìn)入鍋爐前就轉(zhuǎn)變成與金屬或其他元素的穩(wěn)定化合物，從而將其消除[2]。

2 四種常規(guī)除氧技術(shù)的描述和優(yōu)劣比較

2.1 熱力除氧

熱力除氧原理主要根據(jù)亨利定律，簡單的表述就是將液態(tài)水加熱至沸點，氧的溶解度會隨溫度的升高而減小，氧氣分子會不斷跑出液體表面，接著通過物理方法排除水面上的氧氣，使水面上方充滿蒸汽，這樣會使水中氧氣不斷逸出，鍋爐給水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中的溶解氧指標(biāo)會有保證。

熱力除氧器的優(yōu)點：（1）除氧效率高，經(jīng)熱力除氧器除氧后，給水含氧量合格率100%;（2）設(shè)備運行穩(wěn)定，無震動;（3）適應(yīng)性能良好，對水質(zhì)、水溫一般無要求;（4）設(shè)備能耗低。

缺點是除氧后易達(dá)到給水泵的汽化溫度，造成給水泵不必要的損失，熱力除氧要求高位布置，成本高，且設(shè)計、安裝、操作難。

2.2 解析除氧

解析除氧的原理是用物理方法將含氧水與不含氧的氣體強烈的混合在一起，這種氣體會使水中的氧析出，并溶入到自身當(dāng)中，這樣會使鍋爐給水溶解氧也能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求。

解析除氧器的優(yōu)點：（1）常溫下即可進(jìn)行除氧;（2）可以低位布置，占地小成本低、易操作安裝;（3）除氧效率仍能達(dá)到99%;（4）負(fù)荷適應(yīng)性好，自動化程度高;（5）運行費用低，消耗低。缺點是只能除去氧氣而不能除去其他不凝氣體，水中CO2含量有所增加。

2.3 真空除氧

真空除氧的原理也是基于亨利定律，根據(jù)氣壓越低沸點越低可知，水越接近真空狀態(tài)就越會汽化，真空除氧就是利用這一特性達(dá)到除去氧氣的目的。

真空除氧的一個重大優(yōu)點就是能夠使水在低溫狀態(tài)下除氧（常溫或者在60℃左右），額定功率不大于7MW的熱水鍋爐或者負(fù)荷波動大而熱力除氧效果不佳的蒸汽鍋爐，均可用真空除氧，除氧的效果也會令使用單位很滿意的。

真空除氧能利用低品位余熱，運行穩(wěn)定，操作簡單，適用范圍廣。

2.4 化學(xué)除氧

水中的氧氣會與一些還原性物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，進(jìn)而使水中氧氣被消耗掉，這就是化學(xué)除氧的原理，常用的有藥劑除氧法和鋼屑除氧法，工業(yè)鍋爐給水藥劑除氧法采用最多的也是亞硫酸鈉除氧法。

（1）亞硫酸鈉除氧是一種爐內(nèi)加藥除氧法。亞硫酸鈉易溶于水，與水中的溶解氧發(fā)生反應(yīng)，從而將氧除去。[3]

亞硫酸鈉除氧法成本低，操作簡單安全。但加藥量難控制，除氧效果無法保證達(dá)標(biāo)。因此該方法一般用在小型鍋爐房作為輔助除氧方法。

（2）鋼屑除氧法是使含氧給水通過含有鋼屑的過濾器，鋼屑作為還原劑跟水中的氧發(fā)生氧化還原反應(yīng)，溶解氧很容易被消耗。

鋼屑除氧法水溫要求大于70℃，以80～90℃溫度效果最好。因為鋼屑除氧自應(yīng)用以來改進(jìn)和提高不大，一般僅作輔助措施。

3 樹脂除氧器的介紹和應(yīng)用

氧化還原樹脂除氧器是近幾年來作為大型工業(yè)鍋爐房經(jīng)常采購的除氧器，其原理就是利用亞硫酸鈉的可氧化性能，使亞硫酸鈉和水中的氧氣在樹脂上發(fā)生反應(yīng)，生成硫酸型樹脂，然后再利用亞硫酸鈉進(jìn)行還原，恢復(fù)其在樹脂上的可氧化功能。除氧水箱密閉性要好，隔絕空氣，補給水泵應(yīng)能做到保證連續(xù)供應(yīng)脫氧水。

通過走訪蘭州市雁灘高新區(qū)鍋爐房的持證水處理檢測人員和該樹脂除氧器的生產(chǎn)廠家，對于這一新型除氧器的推廣使用，總結(jié)優(yōu)勢為：（1）常溫運行，無需加熱;（2）設(shè)備可采用單罐運行;（3）出水不含雜質(zhì);（4）除氧穩(wěn)定，除氧效率大于98%;（5）控制自動化程度高（在線監(jiān)測）可選，及時再生還原，低水耗，使設(shè)備始終處于良好的工作狀態(tài);（6）出水不含有害物質(zhì)。

4 結(jié)語

鍋爐用戶應(yīng)對新頒布實施的工業(yè)鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)—GB/T1576-2018進(jìn)行全面而又細(xì)致的學(xué)習(xí)，應(yīng)盡可能的配備除氧裝置，尤其是大型鍋爐房，若確實是因資金或者其他什么問題不能配備除氧裝置的（10蒸噸或7兆瓦的除外），也必須制定好除氧措施，防止和減少中小型鍋爐發(fā)生氧腐蝕現(xiàn)象。解決鍋爐給水除氧問題勢在必行，除氧方法多種多樣，各單位在選擇除氧方法時候，應(yīng)因地制宜，選擇最合適的除氧方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]許興煒.低壓鍋爐水質(zhì)處理技術(shù)[M].北京：中國勞動出版社，1998：153.

[2]楊俊榮.淺談工業(yè)鍋爐給水除氧[M].黑龍江：林業(yè)科技情報，2003：45.

[3]謝音生.鍋爐給水處理及分析[M].北京：科學(xué)出版社，1998：153.

作者簡介：武天龍（1982-），男，漢族，甘肅蘭州人，本科，工程師，研究方向：鍋爐以及鍋爐介質(zhì)檢驗檢測。