【锅炉怎么除水垢】锅炉脱氧方法

为保证锅炉的安全运行，对锅炉供水进行有效的除氧至关重要。在国家标准《工业锅炉水质》 (GB1576-2001)中，对锅炉水质提出了严格的要求，蒸发量大于2t/h的蒸汽锅炉和额定功率为4.2MW的热水锅炉都需要除氧。在锅炉房安装适用的除氧设施，去除锅炉给水的溶解氧，是保护热力系统设备经济运行不可缺少的手段。

1.锅炉氧气腐蚀简介

氧气腐蚀是影响锅炉安全运行和寿命的重要问题之一。特别是随着热水锅炉的发展，腐蚀问题更加突出，引起了人们的极大关注。溶于水的氧气是引起锅炉腐蚀的重要因素。

实验表明，腐蚀速度与溶液中氧气的浓度成正比。氧气是一种非常活跃的气体，可以直接与绝大多数金属化合，与金属化合往往会形成沉淀物或稳定的化合物，这种氧化物不再与金属化合，起腐蚀作用的是水中的溶解氧。

防止锅炉氧气腐蚀的最有效方法是加强锅炉给水的脱氧，使水中的氧气含量达到水质标准。

2.脱氧的原理和方法

根据气体溶解规律：某气体的水溶解度与该气体在气体界面上的分压和水温有关。根据氧气的特性，从水中清除氧气可以从以下几个方面开始。

(1)加热水，降低氧气的溶解度，水中氧气会流失。

(2)将水面上的氧分子全部排除或转化为其他气体。由于水面没有氧气分子，氧气的分压为零，水中氧气的溶解度为零，水中的氧气不断流失。

(3)将水中的溶解氧气在进入锅炉之前转换为与金属或其他药剂的化合物，干净地消耗。

锅炉给水常用的除氧方法有热除氧、真空除氧、解吸除氧、钢渣及可燃除氧、海绵铁常温过滤式除氧等。

3.各种除氧方法分析

3.1热脱氧

热除氧的原理是将水在相应的压力下加热到饱和温度(一般达到沸点)，蒸汽分压接近水面的整体压力，溶于水的氧气分压接近0，沉淀氧气，去除水面产生的氧气，使水中氧气含量达到水质标准。

热脱氧化具有以下特征。

(1)不仅可以去除O2，还可以去除CO2和其他气体。

(2)制氧水不会增加盐量，也不会增加其他气体的溶解度。

热制氧根据压力大小可分为压力式和大气式两种。锅炉给水经常使用大气式热脱氧器，在脱氧器内，比大气压力稍高的压力(一般为0.02~0.025MPa表压，在此压力下饱和温度保持在104 ~ 105)，可以轻松排出逸出的气体。在实际运行中，由于加热负荷经常变化和管理运行水平等原因，锅炉给水的实际除氧效果往往受到很大影响。另外，热脱氧也要有蒸汽供应。

3.2真空脱酸

真空式制氧是在大气压力(真空度600 ~ 700mmHg)以下去除氧气，属于低温制氧。常用的真空脱氧系统有蒸汽喷射和水喷射。由于供水温度要求低，用热水加热即可，因此可用于热水锅炉系统。

真空制氧效果好坏的关键是保证真空度。由于热负荷的波动，系统的机密性难以保证，因此不适用于加热系统制氧。

3.3除氧分析

分析脱氧根据亨利定律。氧在水中的溶解度与水接触的气体的氧分压成正比。气体的氧分压与气体的氧含量成正比。因此，将脱氧的供水和已经脱酸的气体强混合在一起，溶于水的氧气就会大量扩散到气体中，从而达到除氧的目的。

除氧的分析具有以下特点。

(1)无需加热，常温下可以去除氧气，节约能源。

(2)数据显示，初步投资约为热脱氧的2/3，真空脱氧的2/5。运营费用比热脱氧、真空脱氧、亚硫酸钠脱氧低得多。

(3)除喷射器布置要求外，其余均为低位布置，占地面积小。

脱氧分析也有一些不利因素。

(1)只能去除氧气，不能去除其他气体，去除氧气后水中CO2升高，PH值降低到0.2 ~ 0.3。

(2)要消耗一定的电力。

(3)产品质量及催化剂脱氧剂差异大，使用效果不一致。

(4)系统的保密要求难以保证。

分析脱酸技术持续发展，最近改进脱酸后，又称为新的分析脱酸，这种方法属于常温低位脱酸，但设备的最高点也要达到6m左右，还需要加热器、脱氧泵、温控器等，系统比较复杂。

3.4化学脱氧

3.4.1化学品脱氧

化学制氧也是常用的制氧措施，常用的制氧反应剂有亚硫酸钠、联氨等。

(1)亚硫酸钠除氧

加入亚硫酸钠是中小锅炉常用的一种脱氧方式。它是比较强的还原剂，和水一起

中氧反应生成硫酸钠，从而除去水中的氧，反应式：2Na2SO3＋O2→2Na2SO4。按理论计算，除去1mg/l的氧需要8mg/l的亚硫酸钠，但实际上要加入20mg/l工业亚硫酸钠(Na2SO4 .7H2O)。

亚硫酸钠除氧基建投资小，运行操作简单，但是除氧效果不可靠，增加锅炉水的含盐量，需加大排污，造成热量和水量的损失，也增大了锅炉产生CaSO4水垢的可能性。亚硫酸钠除氧只能用于压力较低的中小锅炉。

(2)联氨除氧

联氨在常温下是无色液体，易溶于水与乙醇。联氨是极为有效的除氧剂，与水中氧气反应生成水与氮气，不增加水中的含盐量，反应式：N2H4＋O2→2H2O＋N2，目前主要用于热力除氧后的辅助措施，以彻底消除水中残留的氧。但联氨在低温时与溶解氧反应速度较慢，且易燃易爆，对人体可能有致癌作用。故联氨常用在中、高压锅炉。

3.4.2树脂除氧

树脂除氧属于化学除氧的范畴。除氧树脂按其原理的不同，可分为：氧化还原型树脂；载体型树脂；触媒型树脂三类。树脂除氧效果很好，但运行流速慢，使设备体积庞大，增加设备投资。树脂价格较贵，设备初投资较大，因此应用较少。

3.5电化学除氧

电化学除氧就是利用电化学保护的原理，人为的在除氧器中使用一种金属(常用铝)，当水流过除氧器时同金属发生电化学腐蚀，水中氧即被消耗，从而达到除氧的效果。

电化学除氧设备简单，操作方便，运行费用低，运行条件正常时含氧量可降至0.1mg/l。电化学除氧效率与待除氧水中含氧量大小无关，与流速、水温、电流大小有关。水温最好在70℃左右，不得低于40℃。电化学除氧目前尚无成熟经验，锅炉运行过程中会出现片状沉淀物，除氧器本身易生腐蚀。

3.6钢屑除氧

钢屑除氧就是使水经过钢屑除氧器，钢屑被氧化，而将水中的溶解氧除去，反应式为：3Fe＋2O2→Fe3O4。钢屑的材料可以用0～6号碳素钢，钢屑厚度一般用0.5～1mm，长度为8～12mm，要采用切削下不久的钢屑。在装入前，应先用2%~3%的碱溶液洗去附着在钢屑表面的油污，再用热水冲去碱溶液，然后用2%~3%的硫酸溶液处理20～30min，再用热水冲洗，使钢屑表面容易与氧起作用，钢屑装入除氧器后要压紧。

钢屑除氧器装置简单，投资小，操作也比较方便。但水温过低或氢氧根碱度过大，钢屑表面钝化，都会使除氧效果降低，同时更换钢屑劳动强度也较大。有的锅炉房将钢屑除氧与加入反应剂除氧联合使用，效果较好。

4.各种除氧方式的比较

通过对供热锅炉给水各种除氧方式的工作原理与除氧效果的分析，我们对热水锅炉给水的除氧方式有了更加全面清楚的认识。在选择热水锅炉给水除氧方式时，应充分考虑每种除氧方式各自的特点，根据供热系统的不同情况加以选择：

（1）电化学除氧技术不成熟，目前不便应用；

（2）热力除氧是一种比较成熟的技术，能达到比较理想的除氧效果，但难以应用于热水锅炉，而且运行管理调节比较困难，基建投资大，在有气源的情况下可以考虑采用；

（3）真空除氧属于低温除氧，同热力除氧相比，加热温度有所降低。真空除氧的除氧效果较好，但基建投资大，系统复杂，运行费用较高，对运行管理要求高，特别是真空度难以保证；

（4）解析除氧若调整好，除氧效果是比较好的，投资也较小，运行费用比较低。但运行中调节比较困难，因而除氧效果不稳定；

（5）加亚硫酸钠除氧设备简单、操作方便，投资低，除氧效果良好，但运行费用很高，且增加锅炉水的含盐量，不得不加大排污，造成热量和水量的损失，在经济与技术上看，此法不理想；

（6）钢屑除氧投资小，管理方便，运行费用低，但效果不稳定，一般要求水温≥70℃，且更换钢屑劳动强度大，通常采用加药除氧作补充；

综上所述：在热力系统中，特别是对热水锅炉，除去锅炉给水中的溶解氧，是保护热力系统中所有设备不受腐蚀的基本方法，也是保证热力设备安全经济运行必不可少的手段。