付玉萍

摘要：文章分析了常用的鍋爐給水除氧技術(shù)，如物理除氧，化學(xué)除氧，電化學(xué)除氧，指出這些方法各自不同的適用范圍。在此基礎(chǔ)上，提出了鍋爐給水除氧方法選用的建議性意見。

關(guān)鍵詞：鍋爐 除氧 技術(shù)

0 引言

在鍋爐給水處理工藝過程中，除氧是一個非常關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)。氧是給水系統(tǒng)和鍋爐的主要腐蝕性物質(zhì)，給水中的氧應(yīng)當(dāng)迅速得到清除，否則它會腐蝕鍋爐的給水系統(tǒng)和部件，腐蝕產(chǎn)物氧化鐵會進(jìn)入鍋內(nèi)，沉積或附著在鍋爐管壁和受熱面上，形成難容而傳熱不良的鐵垢，而且腐蝕會造成管道內(nèi)壁出現(xiàn)點坑，阻力系數(shù)增大。管道腐蝕嚴(yán)重時，甚至?xí)l(fā)生管道爆炸事故。國家規(guī)定蒸發(fā)量大于等于2噸每小時的蒸汽鍋爐和水溫大于等于95℃的熱水鍋爐都必需除氧。

1 鍋爐除氧方法分析

1.1 物理方法 采用物理方法除氧，是利用物理的方法將水中的氧氣析出，常用的有熱力除氧法、真空除氧法和解析除氧法等。

1.2 化學(xué)方法 采用化學(xué)方法除氧，主要是利用化學(xué)反應(yīng)來除去水中含有的氧氣，使水中的溶解氧在進(jìn)入鍋爐前就轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的金屬或其它藥劑的化合物，從而將其消除，常用的有藥劑除氧法和鋼屑除氧法等。

1.3 電化學(xué)方法 鍋爐給水除氧，除可以采用化學(xué)方法和物理方法之外，還可以采用電化學(xué)方法。電化學(xué)除氧，是應(yīng)用電化學(xué)保護(hù)的原理，使一種易氧化的金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕，讓水中的氧被消耗掉而去除。此法與上述除氧方法比較，設(shè)備簡單，操作使用方便，運行費用低，可廣泛應(yīng)用于低壓鍋爐及熱水鍋爐的給水除氧。但是電化學(xué)除氧法目前雖然尚無成熟的經(jīng)驗，但根據(jù)試制使用的情況看，其經(jīng)濟(jì)實用性比較明顯。

2 幾種方法的優(yōu)劣

2.1 熱力除氧 熱力除氧一般有大氣式熱力除氧和噴射式熱力除氧。其原理是將鍋爐給水加熱至沸點，使氧的溶解度減小，水中氧不斷逸出，再將水面上產(chǎn)生的氧氣連同水蒸汽一道排除，還能除掉水中各種氣體（包括游離態(tài)CO2，N2），如用銨鈉離子交換法處理過的水，加熱后氧也能除去。除氧后的水不會增加含鹽量，也不會增加其他氣體溶解量，操作控制相對容易，而且運行穩(wěn)定，可靠，是目前應(yīng)用最多的一種除氧方法。熱力除氧技術(shù)是一種普遍采用的成熟技術(shù)，但在實際應(yīng)用中還存在著一些問題:首先經(jīng)熱力除氧以后的軟水水溫較高，容易達(dá)到鍋爐給水泵的汽化溫度，致使給水在輸送過程中容易被汽化；而且當(dāng)熱負(fù)荷變動頻繁，管理跟不上，除氧水溫<104℃時，使除氧效果不好。其次，這種除氧方法要求設(shè)備高位布置，增加了基建投資，設(shè)計、安裝、操作都不方便。為了達(dá)到給水泵中軟化水不被汽化的目的，這種除氧方法一般要求除氧器高位配置，在使用過程中會產(chǎn)生很大的噪音和震動，帶來不便。第三、使得鍋爐房自耗汽量增大，減少了有效外供汽。第四、對與小型快裝鍋爐和要求低溫除氧的場合，熱力除氧有一定的局限性，對于純熱水鍋爐房也不能采用。

2.2 真空除氧 這是一種中溫除氧技術(shù)，一般在30℃～60℃溫度下進(jìn)行?？蓪崿F(xiàn)水面低溫狀態(tài)下除氧(在60℃或常溫)，對熱力鍋爐和負(fù)荷波動大而熱力除氧效果不佳的蒸汽鍋爐，均可用真空除氧而獲得滿意除氧效果。相對于熱力除氧技術(shù)來說，它的加熱條件有所改善，鍋爐房自耗汽量減少，但熱力除氧的大部分缺點仍存在，并且真空除氧的高位布置，對運行管理噴射泵、加壓泵等關(guān)鍵設(shè)備的要求比熱力除氧更高。低位布置也需要一定的高度差，而且對噴射泵、加壓泵等關(guān)健設(shè)備的運行管理要求也很高。另外還增加了換熱設(shè)備和循環(huán)水箱。

2.3 化學(xué)除氧 ①鋼屑除氧，水經(jīng)過鋼屑過濾器，鋼屑被氧化，而水中的溶解氧被除去。有獨立式和附設(shè)式兩種。此法水溫要求大于70%，以80～90℃溫度效果最好。溫度20～30℃除氧效果最差。使用鋼屑要求壓緊，越緊越好，水中含氧量越大，要求流速降低，因為鋼屑除氧自應(yīng)用以來改進(jìn)和提高不大，除氧效果也不太可靠，一般用在對給水品質(zhì)要求不高的小型鍋爐房，或者作為熱力網(wǎng)補給水，以及高壓鍋爐熱力除氧后的補充除氧，一般僅作輔助措施。②亞硫酸鈉除氧，這是一種爐內(nèi)加藥除氧法。因為在給水系統(tǒng)中氧是鍋爐的主要腐蝕性物質(zhì)，所以要求迅速將氧從給水中去除，一般使用亞硫酸鈉作為除氧劑，2Na2SO3+O2→2Na2SO4，通常要求加藥量比理論值大。溫度愈高，反應(yīng)時間愈短，除氧效果愈好。當(dāng)爐水pH=6時，效果最好，若pH增加則除氧效果下降。加入銅、鈷、錳、錫等作催化劑，可提高除氧效果。該方法由于亞硫酸鈉價廉故而投資低，安全，操作也較為簡單。但此法加藥量不易控制，除氧效果不可靠，無法保證達(dá)標(biāo)。另外還會增加鍋爐水含鹽量，導(dǎo)致排污量增大、熱量浪費，是不經(jīng)濟(jì)的。因此該方法一般用在小型鍋爐房和一些對水質(zhì)要求較高的熱力系統(tǒng)中作為輔助除氧方式。③聯(lián)氨(肼)除氧，目前此法多用作熱力除氧后的輔助措施，以達(dá)到徹底清除水中的殘留氧，而不增加爐水的含鹽量。當(dāng)壓力大于6.3Mpa時，亞硫酸鈉主要分解成腐蝕性很強的二氧化硫和硫化氫，因此對高壓鍋爐，多采用聯(lián)氨，聯(lián)氨與氧反應(yīng)生成氮和水，有利于阻礙腐蝕的進(jìn)一步發(fā)展。因聯(lián)氨有毒，容易揮發(fā)，不能用于飲用水鍋爐和生活用水鍋爐除氧。許多鍋爐廠正限制或不再使用。

2.4 解析除氧 解析除氧是近年來興起的一種比較先進(jìn)的技術(shù)，其工作原理是將不含氧的氣體與要除氧的給水強烈混合接觸，使融解在水中的氧解析至氣體中去，如此循環(huán)而使給水達(dá)到脫氧的目的。解析除氧有以下特點：①待除氧水不需要預(yù)熱處理，因此不增加鍋爐房自耗汽；②解吸除氧設(shè)備占地少，金屬耗量小，從而減少基建投資；③除氧效果好。在正常情況下，除氧后的殘余含氧量可降到0.05mg/L；④解析除氧的缺點是裝置調(diào)整復(fù)雜，管道系統(tǒng)及除氧水箱應(yīng)密封?，F(xiàn)在的解析除氧方法一般采用新型解析除氧器，用加熱器代替了原來的鍋爐煙氣加熱，并采用活性炭加催化劑作為還原劑，從而大大減少設(shè)備占地面積，在解析內(nèi)部增加隔板控制水流，并加小孔和孔管，使水中的含氧氣體充分逸出，達(dá)到很好的除氧效果。解吸除氧設(shè)備小，制造容易，耗鋼材，投資低，操作方便，運行可靠，不用化學(xué)藥品，減少了環(huán)境污染，可在低溫下除氧，除氧效果好。目前國內(nèi)在熱水鍋爐和單層布置的工業(yè)鍋爐內(nèi)已廣泛應(yīng)用。其缺點是只能除去水中氧氣而不能除去其他不凝氣體，水中二氧化碳含量有所增加；水箱水面不能密封，有時使除氧后的水與空氣接觸從而影響除氧效果。

2.5 樹脂除氧 當(dāng)水通過樹脂層后，把水的溶解氧由零價還原成負(fù)二價，形成氧化物(氧化銅)，樹脂失效后可用肼還原，Cu2+被樹脂上的交換基因吸收。使用中應(yīng)注意出水中含有微量肼，不能做生活飲用水。除氧水箱應(yīng)與空氣隔絕，同時要設(shè)兩個除氧罐，才能保證連續(xù)供應(yīng)脫氧水。由電子工業(yè)部十二研究所研制的Y-12型氧化還原樹脂除氧器系列專利產(chǎn)品，在清華大學(xué)、北京第三機床廠熱水鍋爐中應(yīng)用，獲得給水殘余氧0.06～0.02mg/L的優(yōu)良除氧效果。目前已在小型熱水鍋爐中推廣使用。使用該法除氧產(chǎn)生的蒸汽和熱水，均不允許與飲用水和食物接觸，且投資和占地均較大，一般不宜在工業(yè)鍋爐上推廣應(yīng)用。

3 小結(jié)

鍋爐給水除氧方式多種多樣，要想高效經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定安全運行，必須結(jié)合爐型和實際情況，因地制宜選用。對于給水除氧技術(shù)，要時刻關(guān)注新技術(shù)、新材料、新成果，勇于探索和改進(jìn)創(chuàng)新，尋求除氧效果好，運行可靠，管理簡單，且所需投資少的方法。