一种锅炉给水除氧系统及除氧方法与流程

本发明涉及锅炉技术领域，特别涉及一种锅炉给水除氧系统及除氧方法。

背景技术：

锅炉给水中的氧气在高温下可以直接和金属发生化学反应，严重影响了锅炉的安全运行和使用寿命，因此，锅炉给水必须要把含氧量控制在允许的范围内。以电站锅炉为例，一般都要求锅炉给水含氧量小于或等于7ug/l。给水的含氧量是指水中含氧的数量，其中大部分是溶解在水中的分子态氧，称为溶解氧，另外还有游离的含氧基团、氧气。水中的溶解氧与水温、氧分压、盐度、水生生物的活动和耗氧有机物浓度有关。

现有工业锅炉普遍采用热力除氧，所依据的原理包括道尔顿定律、亨利定律。道尔顿分压定律：混合气体的总压力等于各组成气体的分压力之和；亨利定律：在定温度下，当溶于水中的气体与自水中离析的气体处于动态平衡时，溶于单位容积液体中该气体的质量，与液面上该气体的分压力成正比。从上述两个定律可知，如果把氧气从水面上完全清除掉，就能将氧气从水中完全清除。因此热力除氧的工作原理是通过蒸汽将锅炉给水加热至沸点，使氧的溶解度减小，水中氧气不断逸出，再将水面上产生的氧气连同水蒸汽一道排除；它不仅能够去除给水中的氧气，还能去除水中溶解的其他气体，并且没有其他遗留物质，故在电站和供热站得到广泛应用。

在实际工作中，为使得除氧器中各种气体能够顺利逸出而保证水中的含氧量达标，企业通常需要将除氧器的排气阀门尽可能开大；但是，开大阀门在有利于除氧的同时，也会造成蒸汽和热量的大量流失，从而导致生产中的能耗急剧增大。

在热电联产机组中，当汽机以背压方式向外界供热时，锅炉的给水含氧量较高，原锅炉给水通过在锅炉省煤器入口设置真空除氧装置除氧，维持锅炉入口水温在60℃左右,真空除氧器需配备真空泵以维持除氧装置真空度，当给水流量较大或给水含氧量很高时，维持除氧器的真空度难度较大，系统的可靠性难以保证。

此外，在锅炉给水处理工艺过程中，除氧是关键环节之一。氧是给水系统和锅炉的主要腐蚀性物质，因此给水系统中的氧必须迅速得到清除，否则会腐蚀锅炉的给水系统和部件。腐蚀之后产生的氧化铁进入锅炉内，沉积或附在锅炉管壁和受热面上，形成难溶的、传热不良的铁垢，而且腐蚀会造成管道内壁出现点坑，阻力系数增大。管道腐蚀严重时，甚至会发生管道爆炸事故。目前，市场上已有成型的锅炉给水除氧系统、设备，其作用是除去给水中所含的氧，保证给水品质，避免热力设备受到氧的腐蚀，延长锅炉的给水系统和部件的使用寿命。现在锅炉给水系统中常用的除氧设备一般选用大气压力式除氧器。

目前锅炉的除氧设备(大气压力式除氧器)在工艺、设备等方面存在一定的缺陷，造成溶解氧严重超标，据调查可知其溶解氧的合格率仅为12％。气体从空气中分离出来的必要条件就是必须将水加热到除氧器内蒸汽压力的饱和温度，否则积水中的溶解氧就会增加，大气压力式除氧器的软水加热器易发生故障，会导致给水未经加热就进入除氧器，温度较低，造成给水溶解氧含量大幅上升；另外，该除氧设备中的喷水嘴易损坏，调料易变性，筛盘螺丝易松动等，这些问题均会导致除氧效果不理想；此外，大气压力式除氧器的压力调节器经常会发生调节滞后的现象，也会导致除氧效果不理想。

为了解决现有技术中的以上问题，需要寻找一种新的更有效更经济的锅炉给水除氧系统及除氧方法。

技术实现要素：

为解决现有技术的缺陷，本发明提出了一种新的锅炉给水除氧系统。本发明的锅炉给水除氧系统通过脱盐水复热改造以提高除氧器进水温度，完善取样器，加强除氧器的日常维护，完善除氧器的运行操作以提高除氧合格率，进而达到消除锅炉长周期稳定运行的隐患的目的。

为实现上述目的，本发明提出了一种锅炉给水除氧系统，其中，所述锅炉给水除氧系统包括：

加热器，其对脱盐水进行加热；

再热单元，所述再热单元的进水口与所述加热器的出水口相连通，

除氧器，所述除氧器的进水口与所述再热单元的出水口相连通，所述除氧器的出水口与锅炉相连通。

如上所述的锅炉给水除氧系统，其中，所述再热单元包括相连通的换热器和乏汽回收器，其中，所述换热器的进水口与所述所述加热器的出水口相连通，所述乏汽回收器的出水口与所述除氧器的进水口相连通。

如上所述的锅炉给水除氧系统，其中，所述除氧器的出水口还与余热炉相连通。

如上所述的锅炉给水除氧系统，其中，所述换热器与工艺冷凝水进行热交换。

如上所述的锅炉给水除氧系统，其中，所述工艺冷凝水的温度为50～75℃。

如上所述的锅炉给水除氧系统，其中，所述乏汽回收器与冷凝液水进行热交换。

如上所述的锅炉给水除氧系统，其中，所述冷凝液水的温度为80～90℃。

本发明还提出了一种锅炉给水除氧方法，其中，所述锅炉给水除氧方法包括步骤：

s1：将软水输送至加热器内进行加热至第一温度；

s2：将加热至第一温度的软水依次输送至换热器和乏汽回收器使软水达到第二温度；

s3：将加热至第二温度的软水输送至除氧器内进行除氧。

如上所述的锅炉给水除氧方法，其中，在步骤s2)中，所述换热器与工艺冷凝水进行热交换，所述乏汽回收器与冷凝液水进行热交换，其中，所述工艺冷凝水的温度为50～75℃，所述冷凝液水的温度为80～90℃。

如上所述的锅炉给水除氧方法，其特征在于，所述第一温度为35℃，所述第二温度为80～85℃。

本发明的锅炉给水除氧系统及除氧方法通过脱盐水复热改造以提高除氧器进水温度，完善取样器，加强除氧器的日常维护，完善除氧器的运行操作以提高除氧合格率，进而达到消除锅炉长周期稳定运行的隐患的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术的锅炉给水除氧系统的原理图；

图2为本发明的锅炉给水除氧系统的原理图；以及

图3为本发明的锅炉给水除氧方法的流程图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例及相应的附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，在现有技术中，脱盐水经过加热器1加热后直接输送至除氧器2中进行除氧，除去氧后的脱盐水在分别输送至锅炉31和余热炉32。进入除氧器的脱盐水的温度完全依赖于加热器，容易造成造成溶解氧严重超标，据调查可知其溶解氧的合格率仅为12％。气体从空气中分离出来的必要条件就是必须将水加热到除氧器内蒸汽压力的饱和温度，否则积水中的溶解氧就会增加，大气压力式除氧器的软水加热器易发生故障，会导致给水未经加热就进入除氧器，温度较低，造成给水溶解氧含量大幅上升；另外，该除氧设备中的喷水嘴易损坏，调料易变性，筛盘螺丝易松动等，这些问题均会导致除氧效果不理想；此外，大气压力式除氧器的压力调节器经常会发生调节滞后的现象，也会导致除氧效果不理想。为了解决以上问题，本发明提出了一种新的锅炉给水除氧系统和除氧方法。

如图2所示，本发明的锅炉给水除氧系统包括：加热器1、再热单元以及除氧器2，其中，加热器1对脱盐水进行加热；再热单元的进水口与加热器1的出水口相连通，除氧器2的进水口与再热单元的出水口相连通，除氧器2的出水口与锅炉31相连通。

本技术发明过脱盐水复热改造以提高除氧器进水温度，完善取样器，加强除氧器的日常维护，完善除氧器的运行操作以提高除氧合格率，进而达到消除锅炉长周期稳定运行的隐患的目的。

在一具体实施例中，再热单元包括相连通的换热器4和乏汽回收器5，其中，换热器4的进水口与所述加热器1的出水口相连通，乏汽回收器5的出水口与除氧器2的进水口相连通，从而实现通过换热器4和乏汽回收器5对经过加热器1加热后的脱盐水进行复热处理，从而保证进入除氧器的脱盐水的温度，即保证水加热到除氧器内蒸汽压力的饱和温度，以避免积水中的溶解氧增加，从而实现除氧器2能够除去脱盐水中的氧含量，以提高除氧合格率，进而达到消除锅炉长周期稳定运行的隐患的目的。

在一具体实施例中，加热器1为软水加热器。

进一步地，在一具体实施例中，除氧器2的出水口还与余热炉32相连通，从而同时实现进入余热炉32的水含氧量也达到需要，进一步实现消除锅炉长周期稳定运行的隐患的效果。

在一具体实施例中，换热器4与工艺冷凝水进行热交换，从而实现工艺冷凝水的余热得到充分地利用。

在本发明的一具体实施例中，所述工艺冷凝水的温度为50～75℃，该温度为工艺冷凝水在锅炉循环中的工艺冷凝水的实际水温，无需进一步对工艺冷凝水进行处理，从而使工艺冷凝水的热量得到充分地利用。此外，研究表明该温度的工艺冷凝水有利于使脱盐水达到除氧器内蒸汽压力的饱和温度，以避免积水中的溶解氧增加。

进一步地，在一具体实施例中，所述乏汽回收器与冷凝液水进行热交换。乏汽回收器能够吸收冷凝液水的温度，从而实现冷凝液水的热量得到充分地利用。

在本发明的一具体实施例中，冷凝液水的温度为80～90℃。该温度为冷凝液水在锅炉循环中的冷凝液水的实际水温，无需进一步对冷凝液水进行处理，从而使冷凝液水的热量得到充分地利用。此外，研究表明该温度的冷凝液水进一步地有利于使脱盐水达到除氧器内蒸汽压力的饱和温度，以避免积水中的溶解氧增加。在一具体实施例中，脱盐水经过乏汽回收器5后，其温度达到85℃左右，该温度达到了除氧器内蒸汽压力的饱和温度，从而实现避免积水中的溶解氧增加，并且达到消除锅炉长周期稳定运行的隐患的效果。

本发明的锅炉给水除氧系统增设了换热器4和乏汽回收器5，脱盐水经过换热器4和乏汽回收器5后被进一步加热，最终进入除氧器的脱盐水的温度达到了除氧器内蒸汽压力的饱和温度，从而实现避免积水中的溶解氧增加，并且达到消除锅炉长周期稳定运行的隐患的效果。此外，换热器4与工艺冷凝水进行热交换，乏汽回收器5与冷凝液水进行热交换，其中，工艺冷凝水的温度为50～75℃，该温度为工艺冷凝水在锅炉循环中的工艺冷凝水的实际水温，无需进一步对工艺冷凝水进行处理，从而使工艺冷凝水的热量得到充分地利用。此外，研究表明该温度的工艺冷凝水有利于使脱盐水达到除氧器内蒸汽压力的饱和温度，以避免积水中的溶解氧增加。冷凝液水的温度为80～90℃，该温度为冷凝液水在锅炉循环中的冷凝液水的实际水温，无需进一步对冷凝液水进行处理，从而使冷凝液水的热量得到充分地利用。此外，研究表明该温度的冷凝液水进一步地有利于使脱盐水达到除氧器内蒸汽压力的饱和温度，以避免积水中的溶解氧增加。具体地，脱盐水经过乏汽回收器5后，其温度达到85℃左右，该温度达到了除氧器内蒸汽压力的饱和温度，从而实现避免积水中的溶解氧增加，并且达到消除锅炉长周期稳定运行的隐患的效果。

进一步地，本发明还提出了一种锅炉给水除氧方法，其中，如图3所示，所述锅炉给水除氧方法包括步骤：

s1：将软水输送至加热器内进行加热至第一温度；

s2：将加热至第一温度的软水依次输送至换热器和乏汽回收器使软水达到第二温度；

s3：将加热至第二温度的软水输送至除氧器内进行除氧。

在一具体实施例中，在步骤s2)中，换热器4与工艺冷凝水进行热交换，乏汽回收器5与冷凝液水进行热交换，其中，工艺冷凝水的温度为50～75℃，冷凝液水的温度为80～90℃。

在上述实施例中，能够实现消除锅炉长周期稳定运行的隐患的效果。具体地，换热器4与工艺冷凝水进行热交换，乏汽回收器5与冷凝液水进行热交换，其中，工艺冷凝水的温度为50～75℃，该温度为工艺冷凝水在锅炉循环中的工艺冷凝水的实际水温，无需进一步对工艺冷凝水进行处理，从而使工艺冷凝水的热量得到充分地利用。此外，研究表明该温度的工艺冷凝水有利于使脱盐水达到除氧器内蒸汽压力的饱和温度，以避免积水中的溶解氧增加。冷凝液水的温度为80～90℃，该温度为冷凝液水在锅炉循环中的冷凝液水的实际水温，无需进一步对冷凝液水进行处理，从而使冷凝液水的热量得到充分地利用。此外，研究表明该温度的冷凝液水进一步地有利于使脱盐水达到除氧器内蒸汽压力的饱和温度，以避免积水中的溶解氧增加。具体地，脱盐水经过乏汽回收器5后，其温度达到85℃左右，该温度达到了除氧器内蒸汽压力的饱和温度，从而实现避免积水中的溶解氧增加，并且达到消除锅炉长周期稳定运行的隐患的效果。

在一具体实施例中，第一温度为35℃，第二温度为80～85℃，研究表明将在加热器中将脱盐水加热至35℃左右能够在保证进入除氧器的脱盐水达到除氧器内蒸汽压力的饱和温度(即80～85℃左右)，同时也能够实现加热器能耗最低，达到降低成本的效果。

进一步地结合图2来系统地描述本发明的锅炉给水除氧系统及除氧方法(也可简称为本发明提出的新的锅炉给水除氧方案)。具体地，首先，为了确保除氧器的进水温度，对原脱盐水的工艺、流程进行优化(即图1所示的工艺、流程)，优化后的工艺流程为：将送软水加热器加热后的脱盐水再次引至换热器4内，与工艺冷凝液换热：进一步增设乏汽吸收器5，它可以吸收换热器4冷凝液水箱乏汽达四吨；改变原外送冷凝液的工艺路线，将其直接送往除氧器，通过以上改进，既解决了软水加热器故障下除氧器的进水温度问题，使得除氧器的进水温度可以维持在80℃左右，又实现了换热器4的乏汽回收。

其次，为了确保样品的真实性，将取样器(图中未示出)引入中化分析室(图中未示出)，其中，中化分析室在软水加热器之前。脱盐水取样时先将取样器引入中化分析室，调整试验，使水温达到25℃左右，进而经过软水加热器加热至35℃左右，继而依次被送入换热器4和乏汽吸收器5中，与工艺冷凝水和冷凝液水换热，水温达到85℃左右，最终被送往除氧器。在本发明中，工艺冷凝水的温度为50～75℃，冷凝液水的温度为80～90℃。此外，适当增大取样器的换热面积，经过调整试验，在要求的水温下，到达样品流量要求，保证取样化验所需条件。严格规定、及时检查、更换取样器内冷却盘管，防止结垢导致的冷却效果降低。

最后要加强除氧器的日常维护及完善除氧器的运行操作。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。