浅谈工业锅炉给水除氧技术
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作者:武天龙
摘 要：氧腐蚀是锅炉系统最常见的一种腐蚀形式。本文就工业锅炉给水所采用的几种常规除氧技术进行了较为深入的分析和探讨，特别是对氧化还原树脂除氧器给水除氧新技术进行了追踪检测，所得出的结论对作者在今后的工业锅炉检验工作上具有很好的指导意义。
关键词：工业锅炉;氧腐蚀;溶解氧;除氧设备
工业锅炉包括两大类，即采暖用的热水锅炉以及蒸汽锅炉，这两大类锅炉为我国经济发展贡献出了不小的力量。工业锅炉数量与日俱增，锅水的源头—给水水质便是锅炉管理者必抓的一个重要环节，如果锅炉给水不及时除氧，它所带来的问题将相当棘手，使得锅炉管理者苦不堪言。
GB/T1576-2018新《工业锅炉水质》规定，大致内容表述为：额定蒸发量大于或等于10蒸吨的蒸汽锅炉以及额定功率大于或等于7.0兆瓦的承压热水锅炉必须除氧;额定蒸发量小于10蒸吨的蒸汽锅炉以及额定功率小于7.0兆瓦的承压热水锅炉，如果发现局部氧腐蚀，也必须采取除氧措施，保证锅炉运行中不会出现氧腐蚀情况。
在实际检验锅炉工作中，发现兰州市管辖区域内的10吨及以上大型锅炉房虽然都执行了国标要求，但是部分锅炉房除氧设备运行状态和效果并不乐观，锅炉房对除氧设备的维护不到位，轻视氧腐蚀危害，有甚者，某些锅炉房将除氧设备当成摆设，长期闲置，极大的影响了锅炉寿命和运行安全。综上所述，锅炉给水除氧应高度重视，不能懈怠。
1 除氧途径简介
a.根据物理化学中的亨利定律，使水温升高，水中氧溶解度就会减小，这样就能使水中的氧气从水中不断的逸出;b.同样根据亨利定律，水面上方氧气的分压力也是一种情况，如若减小它，水中也会源源不断地移出氧气分子;c.采用化学或电化学的方法，使水中的溶解氧在进入锅炉前就转变成与金属或其他元素的稳定化合物，从而将其消除[2]。
2 四种常规除氧技术的描述和优劣比较
2.1 热力除氧
热力除氧原理主要根据亨利定律，简单的表述就是将液态水加热至沸点，氧的溶解度会随温度的升高而减小，氧气分子会不断跑出液体表面，接着通过物理方法排除水面上的氧气，使水面上方充满蒸汽，这样会使水中氧气不断逸出，锅炉给水质量标准中的溶解氧指标会有保证。
热力除氧器的优点：（1）除氧效率高，经热力除氧器除氧后，给水含氧量合格率100%;（2）设备运行稳定，无震动;（3）适应性能良好，对水质、水温一般无要求;（4）设备能耗低。
缺点是除氧后易达到给水泵的汽化温度，造成给水泵不必要的损失，热力除氧要求高位布置，成本高，且设计、安装、操作难。
2.2 解析除氧
解析除氧的原理是用物理方法将含氧水与不含氧的气体强烈的混合在一起，这种气体会使水中的氧析出，并溶入到自身当中，这样会使锅炉给水溶解氧也能达到标准的要求。
解析除氧器的优点：（1）常温下即可进行除氧;（2）可以低位布置，占地小成本低、易操作安装;（3）除氧效率仍能达到99%;（4）负荷适应性好，自动化程度高;（5）运行费用低，消耗低。缺点是只能除去氧气而不能除去其他不凝气体，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，根据气压越低沸点越低可知，水越接近真空状态就越会汽化，真空除氧就是利用这一特性达到除去氧气的目的。
真空除氧的一个重大优点就是能够使水在低温状态下除氧（常温或者在60℃左右），额定功率不大于7MW的热水锅炉或者负荷波动大而热力除氧效果不佳的蒸汽锅炉，均可用真空除氧，除氧的效果也会令使用单位很满意的。
真空除氧能利用低品位余热，运行稳定，操作简单，适用范围广。
2.4 化学除氧
水中的氧气会与一些还原性物质发生氧化还原反应，进而使水中氧气被消耗掉，这就是化学除氧的原理，常用的有药剂除氧法和钢屑除氧法，工业锅炉给水药剂除氧法采用最多的也是亚硫酸钠除氧法。
（1）亚硫酸钠除氧是一种炉内加药除氧法。亚硫酸钠易溶于水，与水中的溶解氧发生反应，从而将氧除去。[3]
亚硫酸钠除氧法成本低，操作简单安全。但加药量难控制，除氧效果无法保证达标。因此该方法一般用在小型锅炉房作为辅助除氧方法。
（2）钢屑除氧法是使含氧给水通过含有钢屑的过滤器，钢屑作为还原剂跟水中的氧发生氧化还原反应，溶解氧很容易被消耗。
钢屑除氧法水温要求大于70℃，以80～90℃温度效果最好。因为钢屑除氧自应用以来改进和提高不大，一般仅作辅助措施。
3 树脂除氧器的介绍和应用
氧化还原树脂除氧器是近几年来作为大型工业锅炉房经常采购的除氧器，其原理就是利用亚硫酸钠的可氧化性能，使亚硫酸钠和水中的氧气在树脂上发生反应，生成硫酸型树脂，然后再利用亚硫酸钠进行还原，恢复其在树脂上的可氧化功能。除氧水箱密闭性要好，隔绝空气，补给水泵应能做到保证连续供应脱氧水。
通过走访兰州市雁滩高新区锅炉房的持证水处理检测人员和该树脂除氧器的生产厂家，对于这一新型除氧器的推广使用，总结优势为：（1）常温运行，无需加热;（2）设备可采用单罐运行;（3）出水不含杂质;（4）除氧稳定，除氧效率大于98%;（5）控制自动化程度高（在线监测）可选，及时再生还原，低水耗，使设备始终处于良好的工作状态;（6）出水不含有害物质。
4 结语
锅炉用户应对新颁布实施的工业锅炉水质标准—GB/T1576-2018进行全面而又细致的学习，应尽可能的配备除氧裝置，尤其是大型锅炉房，若确实是因资金或者其他什么问题不能配备除氧装置的（10蒸吨或7兆瓦的除外），也必须制定好除氧措施，防止和减少中小型锅炉发生氧腐蚀现象。解决锅炉给水除氧问题势在必行，除氧方法多种多样，各单位在选择除氧方法时候，应因地制宜，选择最合适的除氧方法。
参考文献：
[1]许兴炜.低压锅炉水质处理技术[M].北京：中国劳动出版社，1998：153.
[2]杨俊荣.浅谈工业锅炉给水除氧[M].黑龙江：林业科技情报，2003：45.
[3]谢音生.锅炉给水处理及分析[M].北京：科学出版社，1998：153.
作者简介：武天龙（1982-），男，汉族，甘肃兰州人，本科，工程师，研究方向：锅炉以及锅炉介质检验检测。
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