热力除氧

1.引言：

本设计与研究是通过对准能黑岱沟实业公司锅炉房现场情况和除氧系统工作状态进行了调研，充分考虑除氧系统未来运行的要求等问题。如锅炉给水泵由于水温过高汽蚀问题、除氧器进水温度过低，耗能（汽）过大及稳定差等问题，针对除氧系统进行自动控制技术改造。

2.设备技术参数：

设备名称、大气式热力除氧器二台

设备型号：CYA20 D—20m3/h

额定出力：20 t/h

水箱容积：V= 35 m3

工作压力：19.6 kPa

工作水温：T = 104 ℃

生产厂家：营口县锅炉辅机厂

出厂日期：1990年

3.大气式热力除氧原理

根据水中气体的溶解特性，要想将水中任何一种气体除去时，只要将水面上存在的该气体除去即可，因此希望排除水中的各种气体，最好水面上只有水蒸汽而无其它气体。热力除氧就是将水加热至沸点，氧的溶解度减小而逸出，再将水面上产生的氧气排除，使充满蒸汽，如此使水中氧气不断逸出，而保证给水含氧量达到给水质量标准要求。

热力除氧器：为了保证水面上只有水蒸汽存在，必须将水加热至沸腾温度（在稍高于大器压力即1.02绝对大气压力下进行），在这种除氧设备又称大气式热力除氧器。

4.大气式热力除氧器耗汽量计算

DQ= （5～10%）·G（i2—i1）/（i—i2）0·98 kg / h 式中G ——除氧处理最大水量，kg / h ；

i2 ——除氧器出口水的焓，kcal / kg ；

i1 ——进入除氧器水的焓，kcal / kg ；

i ——进入除氧器蒸汽的焓，kcal / kg ；

0·98—除氧器效率；

我们根据准能黑岱沟实业公司锅炉房除氧系统的具体情况，及运行条件、设计大气式热力除氧注意事项等，提出技术改造方案如下：4.1 除氧器自动控制

在除氧器进水管安装温度变送器、流量传感器，在除氧器安装水位变送器，检测进水温度、进水流量、除氧器水位等信号，并将检测信号输入给计算处理模块，以控制除氧器进水与加热蒸汽的水力工况和热力工况平衡，为达到的除氧效果，保证除氧温度（104±1.5℃），调节安装在蒸汽管道上的电动执行器调节阀门，通入的蒸汽进行加热，随除氧水温高低变化而自动调整蒸汽流量大小。补水停止后，电动执行器自动关闭。需要通入一定量的蒸气加热。压力传感器、温度传感器将温度信号也传入处理模块，除氧器实现自动控制的基本原理为：

G = G ±△G

式中：G ——电动执行器调节阀门开度

G ——电动执行器调节阀门计算开度

△G ——电动执行器调节阀门修正开度

上述关系说明：电动执行器调节阀门开度G与两个因素有关，

G 为电动执行器调节阀门计算开度，与进水温度、进水流量有关，近似为常量；△G为电动执行器调节阀门修正开度，当除氧水温低于设定温度时，开度增大；反之，开度减小。

除氧器水位变化控制，当水位降低时，自动启动软化水泵（冷凝水泵），给除氧器补水；当水位升高时，水泵自动停止。

4.2 蒸汽锅炉给水系统控制

对蒸汽锅炉给水系统控制，应修复锅炉原设计的单冲量自动给水系统、既根据汽包水位传感器提供的信号，调整蒸汽锅炉给水电动执行器调节阀门开度，从而改变给水流量，使汽包水位相对稳定。

4.3 防止蒸汽锅炉给水泵、热水锅炉补水定压泵汽化的技术处理

除氧器出水热水温度高于锅炉给水泵、锅炉补水定压泵入口允许水温，并且锅炉房土建结构4.5米,不能满足高差要求，可能使蒸汽锅炉给水泵、热水锅炉补水定压泵入口处可能产生汽化（汽蚀）现象，水泵无法正常工作。本方案设计：在软化水泵（冷凝水泵）与除氧器之间安装水—水换热装置。一是为了提高除氧器进水温度，使除氧器工作状态稳定，二是降低除氧器出水热水温度，可使蒸汽锅炉给水泵、热水锅炉补水定压泵入口处不产生汽化（汽蚀）现象。

5.换热装置选型计算

6.除氧系统改造工程主要项目：

1、解体除氧头及其相关系统管道，并对其进行全面检查维护，清理杂物，更换损坏部件；

2、更换的填料、喷头；

3、在除氧器进水管安装温度变送器、流量传感器，在除氧器安装水位变送器和在除氧头增设除氧水温变送器，并装配除氧头等；

4、安装两台换热器及软化水泵（冷凝水泵）至换热器和换热器至除氧头的管道、阀门、仪表等；除氧器至换热器和换热器至蒸汽锅炉给水泵、热水锅炉补水定压泵的管道、阀门、仪表等；改造排气管路及其它相关管道的改造和安装；

5、修补两台除氧器除氧头、管路保温结构；

6、安装MCC控制柜及各类电器元件安装与配线；

7、安装传感器（温度、压力、水位、）；

8、安装电动执行器调节阀及各类元件安装与配线；

9、信号、控制电缆敷设；

10、一次元件、电动执行机构、自动控制与配电柜连接配置；

11、除氧系统调试与运行。

12、恢复两台10t/h 蒸汽锅炉给水系统控制系统，修复锅炉原设计的单冲量自动给水系统、更换汽包水位传感器，更换锅炉给水电动执行器调节阀门。

7.技术服务内容

1、除氧器自动控制的技术研究，建立相关的数学模式；

2、编写PLC运行程序与显示屏操作程序；

3、采样形式与采样点的布置与设计；

4、电路设计与电器布置；

5、相关数据的测定与参数设定；

6、换热器选型，解决蒸汽锅炉给水泵、热水锅炉补水定压泵入口处可能产生汽化的问题；

7、蒸汽锅炉单冲量自动给水系统的设计；

8.技术改造效果

1、除氧系统自动控制：除氧器实现自动控制后，水温保持在tg = 1 04±1.5℃之间，除氧效果稳定，运行安全可靠；

2、超限报警：在意外情况下，发生除氧水箱水位异常现象，即自动报警；除氧水箱水通过溢流管道排至软化水箱；

3、手动操作：可实现人工手动操作，方便灵活，旋转旋纽控制电动执行器开度；

4、参数设定：设定除氧器目标温度、温度系数、压力系数；

5、显示功能：电动执行启开度、蒸汽压力、温度、进水压力、进水温度、除氧水温；

6、状态指示：指示灯显示当前设备工作状态；

7、解决原来存在的水温升高解决蒸汽锅炉给水泵、热水锅炉补水定压泵入口处可能产生汽化的问题；

8、蒸汽锅炉实现单冲量自动给水系统和恒水位功能。

除氧系统自动控制系统框图

根据国家低压锅炉水质标准GB1576-1996的要求，蒸发量≥6T/H的蒸汽锅炉和≥4.2MW的热水锅炉都必须对给水除氧，小吨位锅炉尽量除氧，以保证锅炉的安全运行及延长锅炉的使用寿命。CYJ型解吸除氧装置是根据亨利定律原理，采用低温催化反应剂脱氧的装置。

特点：待除氧水无需加热，即在常温下就可以除氧。低位布置，体积小，设计安装方便，设备可以手动或自动，操作简单，运行费用低。本装置不但适宜连续运行，也适宜间断运行。除氧效果好，残余含氧量≤0.1mg/L，除氧效率达98%-99%。适用性广，可广泛应用于工作

压力≤1.6MPa的蒸汽锅炉或热水锅炉的除氧。

原理:海绵铁除氧剂是经活化处理后的高活性填料,是海绵状多孔隙的铁粒为水中的溶解氧提供了与活性铁进行反应的条件。

特点:1、常温运行,无需加热,节省能源,运行费用低。

2、低位布置安装,占地面积少,投资少。

3、操作方便，系统简单。

4、海绵铁粒无毒，再生只需反洗，反洗排水无毒，无腐蚀，有利于环境保护。

5、除氧效率高，效果稳定，出水含氧量在0.05mg/L以下，符合国家低压锅炉水质标准。