内置式除氧器的工作原理
内置式除氧器介绍
内置式除氧器在锅炉给水中的应用张兴春（中国石化工程建设公司）[内容摘要]本文对内置式锅炉给水除氧技术的原理、特点及工程应用进行了分析，对其适用条件、主要技术性能、结构特点进行了详细论述。
[主题词]锅炉给水、内置除氧、喷嘴、雾化、蒸汽加热一、概述在现代工业中电站锅炉给水及用于其他工业目的的给水除氧有许多型式和类别。
按是否发生反应可分为物理除氧和化学除氧等，热力除氧、真空除氧为物理除氧、加联胺、丙酮肟等药品为化学除氧。
物理除氧按压力可分为真空除氧、低压除氧和高压除氧，按结构可分为按喷淋盘式、旋膜式及内置式等。
大气热力式除氧器、真空除氧器及化学除氧方法主要用于中低压锅炉或高压锅炉的辅助除氧措施。
高压热力除氧器、旋膜式除氧器可以作为高参数锅炉除氧。
随着现代工业对锅炉给水指标越来越高的要求，即给水中氧含量的绝对值要求低及水质相对稳定性高。
受设备内部结构所限、常规高压热力除氧器、旋膜式除氧器等的适用条件就显出了它们的局限。
内置式热力除氧器在结构上改变了常规除氧器的概念、使除氧器在设计、制造、工艺操作上更为简单、适应变工况的能力更强，且运行费用低，投资省，应用范围广泛。
国际上以荷兰Stork公司的内置式除氧器为代表，包括法国阿尔斯通、德国巴克多尔的除氧器技术，其工作原理基本一样。
在国内，华东电力设计院等单位开发的内置式除氧器也已在一些电站工程中应用。
但还存在用户的一个认知过程。
下面主要以荷兰Stork公司的内置式除氧器为基础进行论述。
二、内置式除氧器的工作原理内置式热力除氧器采用物理方法进行除氧，除氧过程分为两步进行。
（1）补给水或冷凝水喷入蒸汽空间（初级除氧）（2）通过蒸汽排管，蒸汽穿越水箱将水中氧气携带出达到除氧目的（二次除氧）物理除氧的基本原理基于拉乌尔定律（Raoult’slaw），即“液体每一组分气体表面分压等于该组分在液体溶液中的摩尔分率与该溶液温度下该组分的的饱和蒸汽压的乘积”。
对于A、B组分的溶液，总蒸气压为P，摩尔分率为Xa和Xb，按道尔敦分压定律：P=Pa +Pb(1)其中Pa 、Pb表示两混合组分的蒸气分压，按拉乌尔定律有：P a =XaPa* (2)P b =XbPb* (3)P a *、Pb*分别代表A、B组分在液体温度下的饱和蒸气压从（2）、（3）式可以得出，当某种组分的摩尔分率趋于零时、其气体分压也趋于零，或气体分压趋于零时其摩尔分率也趋于零。
除氧器的工作原理
除氧器的工作原理除氧器是一种常见的设备，广泛应用于工业生产和实验室中，用于去除液体中的氧气。
它的工作原理是通过一系列的化学反应和物理过程，将氧气从液体中分离出来，从而实现去除氧气的目的。
一、工作原理概述除氧器的工作原理可以分为以下几个步骤：液体进入除氧器→气体和液体接触→氧气从液体中分离出来→除去氧气的液体流出。
二、液体进入除氧器液体通常通过管道或者泵送进入除氧器。
在进入除氧器之前，液体可能会经过一些预处理步骤，如过滤、调节温度等，以确保液体的纯度和适宜的工作条件。
三、气体和液体接触液体进入除氧器后，与气体进行接触。
通常情况下，除氧器中有一种气体被注入，例如氮气或者其他惰性气体。
这种气体的作用是在接触过程中与液体中的氧气发生反应，促使氧气从液体中分离出来。
四、氧气从液体中分离出来在接触过程中，氧气会与注入的气体发生化学反应。
这个反应通常是氧气与气体中的某种成份发生反应，生成一种不溶于液体的物质。
这种物质会以气泡的形式浮在液体表面，从而将氧气从液体中分离出来。
五、除去氧气的液体流出经过气体和液体接触、氧气分离的过程，除去氧气的液体味从除氧器中流出。
这些液体通常会经过一系列的处理步骤，如过滤、再生等，以确保液体的纯度和质量。
六、应用领域除氧器广泛应用于各个领域，如化工、制药、食品加工等。
在这些领域中，去除氧气可以提高生产过程的效率和质量，减少氧气对产品的影响，保护设备的安全性和稳定性。
七、优点和注意事项除氧器具有以下优点：1. 去除氧气效果好：经过除氧器处理后的液体中氧气含量极低，能够满足各种生产和实验的要求。
2. 操作简便：除氧器的操作相对简单，只需设置适当的参数和监控设备，即可实现自动化运行。
3. 适应性强：除氧器可以适应不同类型的液体和工艺要求，具有较大的灵便性和通用性。
在使用除氧器时，需要注意以下事项：1. 定期维护：除氧器需要定期进行维护和清洗，以确保设备的正常运行和去除氧气的效果。
2. 安全操作：在操作除氧器时，需要注意安全事项，如避免接触有害物质、防止设备泄漏等。
除氧器的工作原理
除氧器的工作原理除氧器是一种常见的设备，用于去除液体中的氧气。
它在许多工业领域和实验室中被广泛使用，包括化工、生物技术、食品加工等。
除氧器的工作原理是通过物理或者化学方法将氧气从液体中去除，以提高液体的纯度和稳定性。
一、物理方法1. 膜分离技术膜分离技术是一种常见的物理方法，用于去除液体中的氧气。
膜分离器通常采用半透膜，该膜具有特殊的孔隙结构，使得氧气可以通过膜而其他物质无法通过。
当液体通过膜分离器时，氧气会被分离出来，从而实现除氧的目的。
2. 溶解氧气法溶解氧气法是另一种物理方法，用于去除液体中的氧气。
该方法利用气体溶解度的差异，通过调节温度、压力和pH值等参数，使氧气从液体中溶解到气相中。
这种方法通常用于大规模工业生产中，可以实现高效的除氧效果。
二、化学方法1. 化学吸收法化学吸收法是一种常见的化学方法，用于去除液体中的氧气。
该方法通常使用化学吸收剂，如硫酸亚铁、硫酸亚铜等，与氧气发生化学反应，将氧气转化为其他物质。
这些化学吸收剂具有较高的亲和力，可以有效地吸收氧气，从而达到除氧的效果。
2. 化学还原法化学还原法是另一种常见的化学方法，用于去除液体中的氧气。
该方法通常使用还原剂，如亚硫酸钠、亚硫酸氢钠等，与氧气发生化学反应，将氧气还原为水或者其他无害物质。
这些还原剂具有较强的还原能力，可以有效地去除液体中的氧气。
三、应用领域除氧器广泛应用于各个领域，以满足不同行业的需求。
以下是一些常见的应用领域：1. 化工工业：在化工生产过程中，除氧器可以去除液体中的氧气，以防止氧气对反应物质的影响，提高产品的纯度和质量。
2. 生物技术：在生物技术实验室中，除氧器可以去除培养基中的氧气，为细胞培养提供无氧环境，以促进细胞的生长和繁殖。
3. 食品加工：在食品加工过程中，除氧器可以去除液体中的氧气，以防止氧气对食品的氧化和变质，延长食品的保质期。
4. 医药行业：在药物生产和储存过程中，除氧器可以去除液体中的氧气，以保护药物的稳定性和有效性。
除氧器工作原理
除氧器工作原理
除氧器是一种常用于水系统中的设备，其工作原理是利用化学反应去除水中的溶解氧。
除氧器内部通常填充有一种特殊的除氧剂，例如活性炭或硫化钠等。
当水通过除氧器时，溶解在水中的氧气会与除氧剂发生化学反应。
这些化学反应会将氧气转化为不溶于水的气体，如氮气或二氧化碳，从而将水中的溶解氧含量降低。
除氧剂在除氧器中的填充物形成了一个大表面积，有效地增加了氧气与除氧剂之间的接触面积。
这样一来，氧气在通过除氧器时与除氧剂之间的反应速率就会增加，从而加快了除氧的过程。
此外，除氧器还通常配备有一个空气抽吸装置。
这个装置可以将除氧过程中生成的气体从除氧器中抽出，并排出到环境中。
这样一来，除氧器内部的气体氧浓度就会保持在较低水平，有助于更好地去除水中的溶解氧。
除氧器在许多领域中都有广泛的应用，特别是在锅炉、冷却水循环系统和饮用水处理中。
通过使用除氧器，可以有效地降低水中的溶解氧含量，防止金属腐蚀、泡沫和沉淀等问题的发生，并提高水系统的性能和寿命。
除氧器的工作原理
除氧器的工作原理除氧器是一种用于去除水中溶解氧的设备，其工作原理基于氧气和水之间的气体交换过程。
本文将详细介绍除氧器的工作原理，包括其结构和工作过程。
一、除氧器的结构除氧器通常由以下几部份组成：1. 气体进口：用于引入气体，通常是空气或者纯氧气。
2. 水进口：用于引入水，通常是含有溶解氧的水。
3. 气液接触器：用于将气体和水进行接触，以实现气体交换。
4. 气体出口：用于排出含有溶解氧的气体。
5. 水出口：用于排出去除了溶解氧的水。
二、除氧器的工作过程除氧器的工作过程可以分为以下几个步骤：1. 气体进入：气体进口通常连接到一个气体供应系统，将气体引入除氧器中。
气体可以是空气或者纯氧气，取决于具体的应用需求。
2. 水进入：水进口通常连接到一个水源，将含有溶解氧的水引入除氧器中。
水通过进入除氧器的气液接触器与气体进行接触。
3. 气液接触：在气液接触器中，气体和水进行接触，并发生气体交换。
气体中的氧气会从气体相转移到水相中，从而降低水中的溶解氧浓度。
4. 气体排出：经过气液接触后，含有较低溶解氧浓度的气体通过气体出口排出除氧器。
5. 水排出：经过气液接触后，除去了溶解氧的水通过水出口排出除氧器。
三、除氧器的原理除氧器的工作原理基于气体和水之间的气体交换过程。
当气体与水接触时，氧气份子会从气体相转移到水相中。
这是由于氧气份子在气体和水中的溶解度不同，氧气份子在水中的溶解度较高。
气体与水之间的气体交换过程遵循亨利定律，即溶解度与气体分压成正比。
当气体与水接触时，氧气份子会从气体相向水相扩散，直到氧气在两相之间达到平衡。
在这个过程中，氧气份子会从气体相向水相转移，从而降低水中的溶解氧浓度。
除氧器通过增大气液接触面积，提高气体与水之间的接触效率，从而加速气体交换过程。
常见的气液接触器结构包括气泡塔、喷淋塔和膜接触器等。
这些结构能够将气体和水进行充分的接触，使氧气份子更容易从气体相向水相转移。
除氧器的工作原理使得溶解氧的浓度在水中逐渐降低，从而实现了去除水中溶解氧的目的。
除氧器除氧的原理
除氧器除氧的原理（热力除氧）两个必要条件：1、亨利定律：当液体表面的某种气体与溶解于液体中该气体处于进/正比：b=KPb/Po ( mg/L ) 当液面上不凝结气体的分压力一直维持零值，小于水中该溶解气体的平衡压力Pb时，该气体就会在不平衡压力差△P的作用下，自水中离析出来。
即要及时将液面上的气体排出，使液面上不凝结气体的分压力近似为零。
2、道尔顿定律：混合气体的全压力等于各组成气体的分压力之和，除氧塔空间的总压力P等于水中所溶解各种气体在水面上不凝结气体的分压力Pi与水面上蒸汽分压力Ps之和，即：P=∑Pi ﹢Ps 在除氧器中，将水加热至工作压力下的饱和温度，水逐渐蒸发，水表面的蒸汽压力逐渐增大，近似等于总压力，其它气体的分压力近于或等于零，就可能让水中的各种气体完全析出。
热力除喷雾式氧器原理：热力除氧的原理是根据气体溶解定律（道尔顿和亨利定律）来除掉水中的溶解氧及CO2等其它气体。
需要除氧的含氧水经过除氧头中的喷嘴雾化成细滴，雾状的水滴在经过填料层落至除氧水贮水箱内。
蒸气由下而上流动以加热水滴，被除去的氧气和部分蒸气由顶部排气管排出。
与淋水盘式除氧器相比，喷雾式除氧器具有体积小、重量轻、结构简单、维护方便、除氧效果好和对进水温度要求低等优点，因此应用较为广泛。
按照工作压力可将热力除氧器分为低压热力除氧器（工作蒸汽压力为0.02Mpa，水温104℃）和高压热力除氧器（工作蒸汽压力大于0.32Mpa，水温大于145℃）。
内置式除氧器及安全节能分析2007-6-28 16:42:00 朱志忠供稿收藏1概要目前国内电站大多使用传统式除氧器对给水进行除氧，各种教材、资料基本上都是介绍传统式除氧器的原理及其使用和维护。
随着传统式除氧器一些弊端的出现，研究人员开发了一种新型的内置式除氧器，并在电站中实际应用。
尽管还存在一些问题，但这种除氧器结构新颖、加热速度快、除氧效果好，只要善于使用和维护，仍不失为一种优良的除氧器。
内置式除氧器
0 概要目前国内电站大多使用传统式除氧器对给水进行除氧，各种教材、资料基本上都是介绍传统式除氧器的原理及其使用和维护。
随着传统式除氧器一些弊端的出现，研究人员开发了一种新型的内置式除氧器，并在电站中实际应用。
尽管还存在一些问题，但这种除氧器结构新颖、加热速度快、除氧效果好，只要善于使用和维护，仍不失为一种优良的除氧器。
1 内置式除氧器原理1.1传统除氧器存在的问题所谓传统式除氧器，就是我们常用的高压喷雾填料（或水膜）式除氧器，一般有立式单封头除氧器、立式双封头除氧器和卧式双封头除氧器（如图1）。
立式单封头立式双封头卧式双封头图1 传统除氧器结构型式示意图这几种除氧器需在给水箱上开设直径一般为φ1600～φ2400的孔，达到给水箱直径的0.4~0.8倍，超过GB150－98《钢制压力容器》中规定，削弱了给水箱强度和刚度，在除氧头和给水箱连接处产生很高的局部应力和变形，使得给水箱内部产生裂纹，尤其在焊缝区产生大量裂纹，威胁除氧器的安全运行。
虽然这些裂纹的产生与很多因素有关，但大直径开孔是造成除氧器产生裂纹的重要原因。
1.2内置式除氧器结构特点内置式除氧器是一种新型除氧器，它舍弃了传统式除氧器的除氧头，只保留了除氧器的水箱部分。
将原传统式除氧器除氧塔内的除氧功能转移到除氧器的水箱中，在水箱内同时出现除氧和蓄水功能。
其优点除取消了传统式立式除氧器的大直径开孔，减小了除氧器的局部应力，提高了除氧器的安全运行系数以外，还采用了新型喷嘴，提高了除氧效果。
1.3内置式除氧器的原理内置式除氧器的除氧原理仍然与传统式除氧器原理一样，采用热力除氧原理。
根据亨利定律和道尔顿定律，将被除氧的水加热到其压力对应下的饱和温度，将水中分离出来的氧气和其它气体以及部分蒸汽一起从排气口排除。
2 内置式除氧器结构特点2.1采用射汽型喷嘴传统式除氧器是汽、水由单独喷嘴喷出，通过逆向流动加热，填料延时加热等方法，对被除氧水进行充分加热，从而达到除氧的目的。
除氧器工作原理
除氧器除氧器的主要作用是除去给水中的氧气,保证给水的品质。
水中溶解了氧气,就会使与水接触的金属腐蚀;在热交换器中若有气体聚集就会妨碍传热过程的进行,降低设备的传热效果。
因此水中溶解有任何气体都是不利的,尤其是氧气,它将直接威胁设备的安全运行。
除氧器又是给水回热系统中的一个混合式加热器,同时高压加热器的疏水、化学补水及全厂各处水质合格的疏水、排气等均可通入除氧器汇总并加以利用,减少发电厂的汽水损失。
当水和某种气体混合物接触时,就会有一部分气体融解到水中去。
气体的溶解度就是表示气体溶解于水中的数量,以毫克/升计值,它和气体的种类以及它在水面的分压力、和水的温度有关。
在一定的压力下,水的温度越高,气体的溶解度就越小；反之,气体的溶解度就越大。
同时气体在水面的分压力越高,其溶解度就越大,反之,其溶解度也越低。
天然水中常含有大量溶解的氧气,可达10毫克/升。
汽轮机的凝结水可能融有大量氧气,因为空气能通过处于真空状态下的设备不严密部分渗入进去。
此外,补充水中也含有氧气及二氧化碳等其他气体。
液面上气体混合物的全压力中，包括有液体蒸汽的分压力，将水加热时,液面附近水蒸气的分压力就会增加,相应的液面附近其他气体的分压力就会降低。
当水加热到沸点时,蒸汽的分压力就会接近液面上的全压力,此时液面上其他气体的分压力几乎接近于零,于是这些气体将完全从水中清除出去。
要达到这一点,不仅要将水加热到沸点,还要使液面上没有这些气体存在,即将逸出的气体随时排走。
除氧器的工作原理即利用蒸汽对水进行加热,使水达到一定压力下的饱和温度,即沸点。
这时除氧器的空间充满着水蒸汽,而氧气的分压力逐渐降低为零,溶解于水的氧气将全部逸出,以保证给水含氧量合格。
除氧器设备与运行除氧器的主要作用就是将给水中的氧气除去,保证给水的品质。
水中含有氧气，会使金属设备受到腐蚀，直接威胁热力设备的安全运行，另外还会影响汽水传热过程的进行，降低了传热效果，对经济性是很不利的。
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內置式除氧器的工作原理
凝結水從盤式恒速噴嘴噴入除氧器汽空間，進行初步除氧，然後落入水空間流向出水口；加熱蒸汽排管沿除氧器筒體軸向均布，加熱蒸汽通過排管從水下送入除氧器，加熱蒸汽與水混合加熱，同時對水流進行擾動，並將水中的溶解氧及其它不凝結氣體從水中帶出水面，達到對凝結水進行深度除氧的目的；水在除氧器中的流程越長，則對水進行深度除氧的效果越好。
蒸汽從水下送入，未凝結的加熱蒸汽（此時為飽和蒸汽）攜帶不凝結氣體逸出水面流向噴嘴的排氣區域（噴嘴周圍排氣區域為未飽和水噴霧區），在排氣區域未凝結的加熱蒸汽凝結為水、不凝結氣體則從排氣口排出。
不凝結氣體在流向排氣口的流程中，除氧器筒體直徑越大,在水容積一定的情況下，則汽空間不凝結氣體分壓力越小，這樣就能有效控制不凝結氣體在液面的擴散，避免二次溶氧的發生，因此，除氧器筒體採用大直徑為佳。
我公司供貨的300MW及以上的內置式除氧器通常採用φ3800的直徑。
內置式除氧器突出特點
設備整機價格低於常規有頭除氧器（300MW及以上機組）；節省土建費用：除氧間高度降低3－4米；
排汽損失低：每台機組每年可節省運行費用幾十萬元；負荷變化範圍在10％－110％之間時，均能保證出水含氧量小於5ppb；
單容器結構，系統設計簡單優化，避免應力裂紋，抗震性能優越；重量較輕，低振動；
Stork公司原裝噴嘴，無轉動部件，免維護，性能高度可靠；直徑及介面設計靈活，便於運輸和安裝佈置；
特點
∙高可靠性和實用性
∙講含氧量降低至任意期望的水準。
保證在10％－110％的負荷變化範圍內，含氧量遠低於5ppb
∙由於水的噴射裝置同時作為一個內置的混合式排汽冷凝器，使得出口蒸汽排放非常低
∙易於控制，可滑壓運行
∙低噪音
∙無游離的CO2（水中的CO2溶入量取決於水的PH值）
∙在起動時，除氧器加壓即可獲得除氧水
∙（加熱）蒸汽或汽/水混合物均可作為除氧/加熱介質∙水加熱除氧；無需外置的排汽擴容器
∙可直接與自然和強制迴圈鍋爐的蒸發盤管相連接
∙優異的應付緊急情況（如汽輪機突然停機）的能力（除氧器的汽空間起著平衡管線的作用）
∙除氧器出力在10－6000t/h，可滿足特殊出力要求
∙噴嘴的調節比至少可達10：1
∙可真空除氧（水溫低至約60℃）
∙可自調節的噴嘴的壓降低（典型值0.3－0.6bar）
∙彈簧調節式噴嘴出力最大為400t/h，盤式噴嘴出力為600和1200t/h
∙可依據任何期望的標準製造（ASME，BS，AD-Merkblättar Stoomwezen，等）。