氧腐蚀经常发生的部位是给水管路和省煤器。由于省煤器内水温逐渐升高，给溶解氧的腐蚀提供了有利条件。氧腐蚀一般都集中在省煤器的入口侧，因为它的表面积大，能很快将水中残余的溶解氧消耗掉。如果给水中溶解氧含量较高，腐蚀也可能延伸到省煤器的中部和尾部，甚至使锅炉的下降管也遭到氧腐蚀；某些小型锅炉，当给水不采取除氧措施时，溶解氧可大部分或全部进入锅内。其中一部分被蒸汽带走，造成蒸汽管路等的氧腐蚀。另一部分氧则造成锅炉腐蚀。腐蚀的部位一般在锅筒的水侧及下降管内，而上升管内，由于锅筒的除氧作用，使溶解氧不易到达金属表面，很少出现氧腐蚀。
氧腐蚀的形态一般为溃疡型腐蚀和小孔型局部腐蚀，这种腐蚀对金属构件强度的损坏是十分严重的。从全国工业锅炉损坏和报废事故原因分析看，由于锅炉给水除氧不良，造成腐蚀而损坏，提出报废或爆管的占相当的比例。为了消除溶解氧对锅炉汽水系统的腐蚀和危害，国家标准规定：对于蒸发量大于2吨／时(t／h)的锅炉，其给水要采取除氧措施，并根据锅炉工作压力的不同，要求给水溶解氧控制在合格的范围内。
目前锅炉给水的除氧方法主要有热力除氧和化学除氧两种。
一、热力除氧
1．热力除氧的工作原理 气体在不同压力和温度下，在水中有不同的溶解度，水温越高，其溶解度越小。热力除氧是利用具有一定压力的蒸汽将水加热至沸腾，使水中的溶解氧因溶解度减小而逸出。逸出的氧气随少量未凝结的蒸汽一起排出，从而达到从水中除去溶解氧的目的。
2．热力除氧的特点
(1)热力除氧法不仅能除氧，而且能除诸如CO2、NH3、H2S等气体，减轻这些气体对锅炉水、汽系统的腐蚀作用。
(2)除氧效果稳定，可使除氧后给水中含氧量降至0.01毫克／升(mg/L)以下，并促进水
 |
(3)不污染给水水质。
(4)需用蒸汽加热，且耗用量较多。
3．热力除氧器的结构 工业锅炉的给水除氧大都以热力除氧为主，常用的是混合式除氧器。它是水在除氧器中与蒸汽直接接触，使水加热到除氧器运行压力下的沸点，一般为 0.01～0.02兆帕(MPa)，在此压力下水的沸腾温度为102～104℃。目前，常用的热力除氧器有淋水盘式除氧器和喷雾填料式除氧器。
(1)淋水盘式除氧器 主要由除汽塔和贮水箱组成(图7— 13)。
这种除氧器的除氧过程主要是在除汽塔中进行，凝结水的补给水和各种疏水分别从除汽塔顶部两侧引入，经过配水盘和若干层筛状孔淋水盘，分散成许多细小的水流，层层下淋。加热蒸汽从除汽头引入，经过蒸汽分配器向上流动，穿过淋水层，将水加热，同时形成较大的汽水分界面进行除氧。从水中溢出的氧和其他气体随多余的蒸汽自上部排气管排
 |
(2)喷雾填料式除氧器结构(图7一14) 通过喷嘴喷成雾状的给水与上汽管进入的加热蒸汽混合加热，达到水的加热和初步除氧目的。
经过初步除氧的水在向下流动时，被填料分割成很薄的水膜，水膜与从填料下部引入的蒸汽继续加热，并完成再次除氧过程。由于被割的水膜具有较大的比表面，因而有利于水的被加热和溶解气体的逸出。
经填料加热除氧后的水，其溶解氧一般可小于0.005毫克／升(mg/L)。即使进水水温较低(在室温时)仍能维持除氧后水中的溶解氧含量符合水汽标准。因此较适用于补水量较大的工业锅炉的给水除氧。
淋水盘式除氧器的除氧效果不如喷雾填料式除氧器。一般多用于小型锅炉的给水除氧。
(3)再沸腾装置 为了增强除氧效果，有些除氧器水箱中装设一根蒸汽管，管上开孔，用来送入较高压力的蒸汽，使水箱中的水一直保持沸腾状态，这种装置称为再沸腾管。再沸腾装置有两种作用：
1)使水箱水温始终保持沸腾状态；由于蒸汽有穿透水层的搅拌作用，使水中残留氧再次除脱出来，从而使水中溶解氧始终保持较小的含量。
2)促使水中碳酸氢盐分解，减少水中碳酸化合物的总量。
再沸腾用汽量一般为除氧器加热用汽量的 10％～20％。
4．热力除氧器的优缺点
(1)优点
1)能除氧,还能除掉二氧化碳和其他气体。
2)热力系统中的加热器疏水、排汽等，均可送入除氧器加以利用，以减少汽水的损
 |
3)不增加给水中的含盐量。
4)除气效果好，且性能稳定。
5)操作简单，运行费用较低。
(2)缺点
1)蒸汽耗量大。
2)进入省煤器的给水温度升高，使锅炉排烟热损失增加。
3)投资高。
4)不适用于热水锅炉除氧。
二、化学除氧
化学除氧是通过化学反应将给水中的氧除去。常用的有钢屑除氧法和加化学药品除氧法。
1．钢屑除氧法 使给水经过存有钢屑的过滤装置，图7—15是钢屑除氧器，让给水中的氧充分与钢屑作用，生成铁锈三氧化二铁(Fe3O4)，以消除给水中的氧。反应式为
4Fe+3O2→2Fe2O3
钢屑除氧的适用范围：
(1)对给水品质要求不高，小于1.3兆帕(MPa)的工业锅炉，处理后的给水含氧量为0.05～0.1毫克/升 (mg／L)。
(2)作为热力网的补给水。
(3)作为热力除氧后的补充除氧。
进入钢屑除氧器中的水必须是软水，以免在钢屑表面形成氧化保护膜。水温度在70～80℃，低于上述温度反应慢，除氧效果不好。钢屑要用氧化性能高的低碳钢，一般为0～6号碳素钢，不能用合金钢或有色金属。钢屑厚度为0.5～1毫米(mm)，长度为8～12毫米(mm)，最好是环形或半环形的钢屑。
钢屑装入前，应用3％一5％浓度的热碱液清洗，再用热水冲去碱液，后用2％～3％浓度的酸液浸泡20～30分钟(min)，最后再用热水冲洗。
运行中发现除氧器的压力损失超过5×104帕(Pa)[0.5米水柱(mH2O)]时，或出水含氧量超过标准，出水中有铁锈和浑浊时，要进行反冲洗。反冲洗后除氧效果仍达不到要求，可用2％一3％的稀盐酸(HCl)或稀硫酸(H2SO4)溶液注入除氧器内浸泡钢屑20～30分钟(min)，然后再用水冲洗。
2．药剂除氧 属于化学除氧方法，即向给水中投加一定量的化学药剂，如亚硫酸钠(Na2SO3)、联氨(N2H4)等，使之与给水中的溶解氧发生化学反应生成无腐蚀性物质，以达到除氧目的。
(1)亚硫酸钠法 亚硫酸钠法除氧的化学反应如下：
2Na2SO4+O2→Na2 SO4
通常是将亚硫酸钠配成浓度为6％～9％的溶液，用压差式加药罐或微型泵定期加入锅水中。为使反应完全，锅水的水温应在70～80℃，适合小型工业锅炉和热水锅炉使用。由于亚硫酸钠能强烈吸收空气中的氧气而失效，在药液配制和贮存时，应注意隔绝空气。
(2)联氨法 联氨法除氧的化学反应如下：
N2H4→N2↑+2H2O
联氨法除氧不会增加给水中的含盐量，且其反应要比亚硫酸钠法快。联氨有毒且易挥发，对人体呼吸系统和皮肤有危害，使用时须加强人身防护。目前，联氨法除氧一般用于电站锅炉。
三、热力除氧器的运行和调整
热力除氧装置除前面介绍的两种之外还有很多，其运行和调整的方法不同，现将常见的典型喷雾式热力除氧器的运行和调整方法介绍于下，这些方法也是最基本的，仍要根据除氧装置在使用中出现的具体问题加以必要的调整。
1．投入运行前的准备工作
(1)检查除氧装置系统中所有控制阀门是否开关灵活，是否在应开关的状态下。
(2)检查水封装置是否通路并注满水，观察其水位有无变化。
(3)检查系统中所有的温度计、压力计指示是否准确，表门是否有开启位置。
(4)向温度计外套管内注油。
(5)检查水位指示器和浮简式水位调节阀的动作是否灵敏。
2．投入运行的启动顺序
(1)打开顶部排气阀，使除氧器内与大气连通。
(2)打开水位表进水与连通考克。
(3)缓缓打开加热蒸汽阀门(有蒸汽进入即可)对整个除氧系统进行预热。在此过程中注意除氧器内压力，不得高于允许工作压力，并多次打开水位表排污考克进行冲洗。
(4)当除氧水箱上的温度计显示稳定在100℃，同时顶部的排气阀排出口已有蒸汽排出，说明预热工作已完成。此时应将除氧水箱内的凝结水排掉，当排水口也出现蒸汽时再关闭排水阀。
(5)缓缓打开软水进口阀门，并将水位调节阀后的闸阀全开。开始使软水导入除氧器进行除氧。
(6)在导入软水的同时，在允许压力下相应地开大蒸汽阀门，增加进气量。
(7)在允许压力下缓缓打开凝结水进口阀门，并相应地增加进气量。
(8)全开软水进口阀门，并相应地增加进气量。
(9)当除氧水箱内的水位达到正常水位时,即可开启锅炉给水管道上的给水阀门。
(10)开启通往排气冷却器的空气阀，并关闭通入大气的排气阀，对排气冷却器进行预热，预热完成后排除冷却器内的空气和冷凝水，冷却器即可投入运行。
3．除氧器在运行中应注意的问题
(1)软水应加热至沸点 热力除氧过程是在水的沸点下进行的，运行中须把水加热至沸点。水的沸点温度是随水面上的压力变化而变化，在运行中要根据除氧器的内部压力查对其沸点。在运行中随时一定要注意气量与水量的调节，以确保除氧器内的水常处于沸腾状态。必要时装设进气和进水的自动调节装置。如进气量不足则水温有可能低于沸点，水中残留含氧量增大；如进气量过大，气压过高，则会使水封内的水冲出失去作用，排出蒸汽造成损失。
(2)送入的补给水量应稳定 补给水中的含氧量会高达7～8毫克／升(mg／L)以上温度常低于40℃，当除氧器内突然有大量补给水进入时，有可能恶化除氧效果，因此，补给水应连续均匀地加入，不宜间断送入。锅炉运行中应尽量将各种蒸汽凝结水回收，因回水温度高且含氧量低，回水越多，则除氧效果越好。但对喷雾填料式除氧器来说，影响不大，因为它对负荷和水温的适应范围广。
(3)解吸出来的气体应能通畅地排出 如果除氧器中解吸出来的氧和其他气体不能通畅排出，会因除氧器内蒸汽中残留的氧量较多而影响水中氧扩散出来的速度，从而使出水中的残留含氧量增大。大气式除氧器的排气，是靠除氧头中的压力与外界大气压力之差进行的。由于除氧头中的压力不可避免地会有波动，因此运行压力不宜低于0.2表压。如果压力偏低，低于某一值时，除氧器中气体不易排出，甚至有空气倒流入除氧器内时，出水含氧量反而会增加。
排气时不可避免地会有部分蒸汽被排出，如单单强调减少热损失而关小排气阀，如此会使水中残余含氧量增大，这是不经济的。相反，任意开大排气阀，既不能降低含氧量又造成大量热损失。因此，排气阀的开启度应通过调整试验确定。排气量一般控制在总进气量的 5％～10％。
(4)并联运行的除氧器各台的负荷应均匀 当两台以上同样出力的除氧器并联运行时，对它们的进气和进水量应均匀分配，以免有个别除氧器因负荷过大或补给水量太大等因素造成含氧量剧增，为了使水、气分布均匀，贮水箱的蒸汽空间和容水空间都要用平衡管连接起来。
4．停止运行时的操作步骤
(1)关闭软水进口阀门。
(2)缓缓关闭蒸汽进口阀门。
(3)关闭冷凝水进口阀门。
(4)关闭给水阀门。
(5)关闭通向排气冷却器的空气阀，同时使排气冷却器停止运行。
在进行上述操作时，除氧器内的压力不能剧烈地下降，更不能产生由于蒸汽的冷凝而造成的真空现象。除氧器如短时停用，应防止除氧器内产生真空或充满空气，应少许开启旁通蒸汽阀使之进入少量蒸汽，并从排气口排出微量蒸汽，使除氧头保持热状态。
5．除氧器在运行中的调整为了摸清除氧器的运行特性，以制订出其最佳运行条件，在运行中须进行调整试验工作。
(1)调整前的准备工作
1)检查取样器是否符合要求 除氧头下部应有取样器，以便及时对除氧水进行分析，这对试验工作将有极大帮助。若无条件采用上种取样方式时，可在除氧器出口管道上安装取样器。为了监督进入锅炉省煤器前的给水质量和监督除氧器出口到给水泵出口管道是否严密，可在给水泵出口处设置取样器，作为校验之用。
给水取样管应用紫铜或不锈钢管，不允许用铁管，以免影响测定结果。同时，给水取样管不宜太长，全长(不包括蛇形管)不宜超过4米(m)，并经水压试验不漏泄方可使用。
2)检查各种计量装置是否齐备和准确。如凝结水、补给水、回水、蒸汽、排气的流量表，必要的温度计和压力表等。对所有测量仪表都应经过校验，校验合格后安装在规定的位置上，并对仪表前、后的控制部件要细致检查。
3)准备好试验中必备的仪器和药品 按确定的溶解氧测定方法进行操作。
4)确定调整试验方案 依据试验的目的拟定具体的试验方案、计划和组织好人员等。
(2)调整试验的条件与内容
1)除氧器内温度和压力的允许变动范围 除氧器内的温度和压力都与进气量有关，此项试验是在额定负荷下，改变进气量求取除氧水含氧量合格的条件下的除氧器内的温度与压力的变动范围值。
一般大气式热力除氧器当水温达102～104℃，除氧器内部压力维持在0.1～0.2表压时，出水中的含氧量都是合格的。若在此或更大范围内无法使出水含氧量合格，则表明此除氧装置有缺陷，应找出原因，设法改进，直到合格为止。
2)进水量与出水含氧量的关系 维持上述1)项试验得出的除氧器内温度、压力在允许范围内，变动进水量并相应地调节进气量，求出取水含氧量合格条件下的除氧器的最大和最小允许负荷。除氧器最大负荷实质是把进汽阀门开到最大时，而出水含氧量恰好合格时的进水量。如除氧器无进水流量计时，可根据水箱水位的变化速度(当出口水量一定时)来测定进水流量。
3)进水温度与出水含氧量的关系 试验方法是维持除氧器内的温度、压力和额定负荷下变动其进水温度，即调节末级加热器的凝结水温度，使之逐渐降低，再逐渐增高，同时也相应地变动进气阀的开启度测量出水含氧量。画出进水温度与出水含氧量关系曲线图，得出最适宜的进水温度及最低允许进水温度值。
4)排气量与出水含氧量的关系 在除氧器允许的温度和压力下，求取其在不同负荷下的排气阀门开启度，以寻求保证出水合格的合适排气量值。
5)补给水率在允许的温度、压力和额定负荷下，求取其最大的允许补给水率。
6)对进水含氧量和除氧水箱水位的允许值进行试验其结果可供运行调整时参考。
TAG: 锅炉工