除氧器:去除氧氣的設備-中文百科頻道

基本資料

除氧器是鍋爐及供熱系統關鍵設備之一，如除氧器除氧能力差，将對鍋爐給水管道、省煤器和其它附屬設備的腐蝕造成的嚴重損失，引起的經濟損失将是除氧器造價的幾十或幾百倍，國家電力部因此對除氧器含氧量提出了部分标準，即大氣式除氧器給水含氧量應小于15цɡ/L,壓力式除氧器給水含氧量應小于7цɡ/L。

除氧器的用途是利用汽輪機抽汽将鍋爐給水加熱到對應于除氧器運行壓力下的飽和溫度，除去溶解于給水中的氧氣及其它不凝結氣體，提高鍋爐給水的品質，以防止或減輕鍋爐、汽輪機及其附屬設備、管道等的氧腐蝕。

除氧定律，蓋呂薩克定律

在壓強不變時，一定質量的氣體的溫度每升高1°c,其體積的增加量等于它在0°c時體積的1/273；或在壓強不變時，一定質量的氣體的體積跟熱力學溫度成正比。由法國科學家蓋呂薩克在實驗中發現，故名。适用于理想氣體，對高溫、低壓下的真實氣體也近似适用。

亨利定律，在一定溫度下，氣相總壓不高時，對于稀溶液，溶質在溶液中的濃度與它在氣相中的分壓成正；比道爾頓分壓定律，在溫度和體積恒定時，混合氣體的總壓力等于組分氣體分壓力之和，各組分氣體的分壓力等于該氣體單獨占有總體積時所表現的壓力。

結構原理

除氧設備主要由除氧塔頭、除氧水箱兩大件以及接管和外接件組成，其主要部件除氧器（除氧塔頭）是由外殼、汽水分離器、新型旋膜器（起膜管）、淋水篦子、蓄熱填料液汽網等部件組成。

下面着重介紹除氧塔頭的結構原理

1.外殼：是由筒身和沖壓橢圓形封頭焊制成，中、小低壓除氧器配有一對法蘭聯接上下部，供裝配和檢修時使用，高壓除氧器留配有供檢修的人孔。

2.汽水分離器：該種裝置取代了原老式除氧器内草帽錐形式結構設計，使除氧器消除了排汽帶水現象。

3.旋膜器組：由水室、汽室、旋膜管、凝結水接管、補充水接管和一次進汽接管組成.凝結水、化學補水、經旋膜器呈螺旋狀按一定的角度噴出，形成水膜裙，并與一次加熱蒸汽接管引進的加熱蒸汽進行熱交換，形成了一次除氧，給水經過淋水篦子與上升的二次加熱蒸汽接觸被加熱到接近除氧器工作壓力下的飽和溫度即低于飽和溫度2-3℃，并進行粗除氧.一般經此旋膜段可除去給水中含氧量的90-95%左右。

4.淋水篦子：是由數層交錯排列的角形鋼制作組成，經旋膜段粗除氧的給水在這裡進行二次分配，呈均勻淋雨狀落到裝在其下的液汽網上。

5.蓄熱填料液汽網：是由相互間隔的扁鋼帶及一個圓筒體，内裝一定高度特制的不鏽鋼絲網組成，給水在這裡與二次蒸汽充分接觸，加熱到飽和溫度并進行深度除氧目的，低壓大氣式除氧器低于10ug/L、高壓除氧器低于5ug/L（部頒标準分别為15ug/L、7ug/L)。

6.水箱除過氧的給水彙集到除氧器下部容器即水箱内，除氧水箱内裝有最新科學設計的強力換熱再沸騰裝置，該裝置具有強力換熱，迅速提升水溫，更深度除氧，減小水箱振動，降低口音等優點，提高了設備的使用壽命，保證了設備運行的安全可靠性。

工作原理

凝結水及補充水首先進入除氧頭内旋膜器組水室，在一定的水位差壓下從膜管的小孔斜旋噴向内孔，形成射流，由于内孔充滿了上升的加熱蒸汽，水在射流運動中便将大量的加熱蒸汽吸卷進來（試驗證明射流運動具有卷吸作用）；在極短時間很小的行程上産生劇烈的混合加熱作用，水溫大幅度提高，而旋轉的水沿着膜管内孔壁繼續下旋，形成一層翻滾的水膜裙，（水在旋轉流動時的臨界雷諾數下降很多即産生紊流翻滾），此時紊流狀态的水傳熱傳質效果最理想，水溫達到飽和溫度。氧氣即被分離出來，因氧氣在内孔内無法随意擴散，隻能上升的蒸汽從排汽管排向大氣（老式除氧器雖加熱了水，分離出了氧但氧氣比重大于加熱蒸汽，部分氧又被下流的水帶入水箱，也是造成除氧效果差的一種原因）。經起膜段粗除氧的給水及由疏水管引進的疏水在這裡混合進行二次分配，呈均勻淋雨狀落到裝到其下的液汽網上，再進行深度除氧後才流入水箱。水箱内的水含氧量為高壓0-7 цɡ/L,低壓小于15цɡ/L達到部頒運行标準。

因旋膜式除氧器在工作中使水始終處于紊流狀态，并有足夠大的換熱表面積，所以傳熱傳質效果越好，排汽量小（即用與加熱的蒸汽量少，能源損失小帶來的經濟效益也可觀）除氧效果好産生的富裕量能使除氧器超負荷運行（通常可短期超額定出力的50%）或低水溫全補水下達到運行标準。

工作步驟

⑴确認除氧器啟動排氣電動門、連續排氣旁路門在開啟位置。

⑵當凝結水系統沖洗合格後，開啟除氧器沖洗放水門，除氧器上水沖洗。

⑶除氧器水質合格後，将水位降至-900mm,關閉除氧器沖洗放水門。

⑷投除氧器輔汽加熱，開啟輔汽至除氧器調門前後隔離門，緩慢開啟輔汽至除氧器壓力調節閥，控制除氧器給水溫升率不大于4.26℃/min,加熱過程中注意除氧器振動情況，如振動大時，應減緩加熱速度。

⑸除氧器投加熱過程中，繼續用凝結水泵将除氧器上水至正常水位。

⑹當除氧器水溫達到100℃以後，關閉啟動排氣電動門，将輔汽至除氧器壓力調節閥投入自動，檢查除氧器溫升率不大于4.26℃/min,除氧器壓力逐漸上升到0.147MPa。

⑺輔汽加熱過程中，應控制除氧器水位，如凝汽器未建立真空，禁止開啟溢流、放水至凝汽器電動閥。

⑻凝結水系統啟動後，根據需要，除氧器水位調節投自動。

⑼當四抽壓力達到0.147MPa,檢查除氧器壓力、水位正常，開啟四段抽汽至除氧器電動閥，除氧器由輔汽切至四抽供汽，輔汽至除氧器壓力調節閥關閉，除氧器由定壓運行變為滑壓運行。

⑽當四段抽汽電動閥後逆止閥已開後，應檢查四段抽汽至除氧器電動閥前氣動疏水閥關閉。

⑾根據給水含氧量調節除氧器的連續排氣電動門。

除氧定律

熱力除氧原理是以亨利定律和道爾頓定律作為理論基礎的。

亨利定律指出：在一定溫度下，當溶于水中的氣體與自水中離析的氣體處于動平衡狀态時，單位體積水中溶解的氣體量和水面上該氣體的分壓力成正比。

根據亨利定律，如果水面上某氣體的實際分壓力小于水中溶解氣體所對應的平衡壓力，則該氣體就會在不平衡壓差的作用下，自水中離析出來，直至達到新的平衡為止。如果能從水面上完全清楚氣體，使氣體的實際分壓力為零，就可以把氣體從水中完全出去。這就是熱力除氧的基本原理。

道爾頓定律提供了将水面上氣體的分壓力降為零的方法。它指出：混合氣體的全壓力等于各組成氣體的分壓力之和。

當給水被定壓加熱時，随着水蒸發過程的進行，水面上的蒸汽量不斷增加，蒸汽的分壓力逐漸升高，及時排除氣體，相應地水面上各種氣體的分壓力不斷降低。當水被加熱到除氧器壓力下的飽和溫度時，水大量蒸發，水蒸氣的分壓力就會接近水面上的全壓力，随着氣體的不斷排出，水面上各種氣體的分壓力将趨近于零，于是溶解于水中的氣體就會從水中逸出而被除去。

蓋呂薩克定律

在壓強不變時，一定質量的氣體的溫度每升高1°c,其體積的增加量等于它在0°c時體積的1/273；或在壓強不變時，一定質量的氣體的體積跟熱力學溫度成正比。由法國科學家蓋呂薩克在實驗中發現。适用于理想氣體，對高溫、低壓下的真實氣體也近似适用。