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锅炉除氧器是锅炉系统中的一个重要设备，其主要作用是去除锅炉给水中的溶解氧，以防止氧腐蚀。氧腐蚀是锅炉系统中常见的问题，特别是在高温高压条件下，氧会与金属表面发生化学反应，导致金属材料的腐蚀和损坏。这种腐蚀不仅会影响锅炉的运行效率，还可能导致严重的安全事故。

除氧器的工作原理

除氧器的工作原理基于亨利定律和道尔顿定律，通过物理和化学方法去除水中的溶解氧。具体步骤如下：

1. 加热除氧：

   • 除氧器通过加热锅炉给水，使水温升高到接近饱和蒸汽温度。在这个温度下，水中的溶解氧会从水中逸出，形成气泡。
   • 加热通常通过引入蒸汽来实现，蒸汽与给水混合，使水温迅速升高。

2. 真空除氧：

   • 在某些情况下，除氧器会在真空条件下运行，通过降低压力来降低水的沸点，从而使溶解氧更容易逸出。
   • 真空除氧器通常用于低压锅炉系统。

3. 化学除氧：

   • 在某些情况下，除氧器会结合化学除氧剂（如亚硫酸钠）来进一步去除水中的溶解氧。
   • 化学除氧剂与溶解氧反应生成无害的化合物，从而达到除氧的目的。

除氧器的类型

1. 热力除氧器：

   • 热力除氧器是最常见的除氧器类型，通过加热给水来去除溶解氧。
   • 热力除氧器通常分为大气式和真空式两种。

2. 真空除氧器：

   • 真空除氧器在真空条件下运行，适用于低压锅炉系统。
   • 真空除氧器通常需要配合真空泵使用。

3. 化学除氧器：

   • 化学除氧器通过添加化学除氧剂来去除溶解氧。
   • 化学除氧器通常用于辅助热力除氧器，以确保除氧效果。

案例分析

案例：某大型火力发电厂的锅炉除氧器应用

在某大型火力发电厂中，锅炉系统采用了热力除氧器来去除给水中的溶解氧。该除氧器的设计参数如下：

• 设计压力：0.2 MPa
• 设计温度：104°C
• 处理水量：1000 m³/h

运行过程：

1. 给水进入除氧器：

   • 锅炉给水通过给水泵进入除氧器，给水温度约为20°C。

2. 加热过程：

   • 除氧器通过引入0.2 MPa的饱和蒸汽，与给水混合，使给水温度迅速升高到104°C。
   • 在加热过程中，水中的溶解氧开始逸出，形成气泡。

3. 除氧过程：

   • 随着水温的升高，水中的溶解氧逐渐逸出，通过除氧器顶部的排气口排出。
   • 除氧后的水通过除氧器底部的出口进入锅炉。

4. 化学辅助除氧：

   • 为了确保除氧效果，除氧器还添加了少量的亚硫酸钠作为化学除氧剂。
   • 亚硫酸钠与溶解氧反应生成硫酸钠，进一步去除水中的溶解氧。

效果评估：

• 除氧效果：经过除氧器处理后，给水中的溶解氧含量从初始的8 mg/L降低到0.01 mg/L以下，达到了锅炉给水的要求。
• 腐蚀控制：通过有效的除氧处理，锅炉系统的腐蚀速率显著降低，延长了锅炉的使用寿命。

结论

锅炉除氧器是锅炉系统中不可或缺的设备，通过物理和化学方法有效去除给水中的溶解氧，防止氧腐蚀，保障锅炉的安全运行。不同类型的除氧器适用于不同的工况，选择合适的除氧器对于锅炉系统的长期稳定运行至关重要。