[发明专利]锅炉给水除氧方法与装置

说明书

本发明涉及锅炉给水除氧技术，具体地说，它涉及一种低位布置的锅炉给水热力除氧方法与装置。

锅炉给水中的溶解氧对金属表面产生氧腐蚀，给锅炉造成严重损害，为防止或减轻氧腐蚀，必须对锅炉给水进行除氧。目前常用的除氧方法中，以热力除氧最为常见。热力除氧是利用蒸汽加热待除氧水，水中溶解氧逸出，并被蒸汽带走，达到除氧目的。根据除氧装置距离地面的安装高度，分为高位布置和低位布置两种。

现有的热力除氧装置产生的除氧水温度都等于对应除氧水压力下的饱和温度，这样的除氧水进入给水泵将发生汽蚀，甚至使给水泵不能工作。为保证给水泵正常运行，除氧水压力应比除氧水温度对应的饱和压力高出一定值，亦即进入给水泵的除氧水需有足够的汽蚀余量，为此，通常将除氧器(除氧头)和除氧水箱安装在距离地面10余米高处，这种高位布置的基建和按装费用都很高。目前，也有低位布置的热力除氧装置，但需要配以特殊的给水装置，而且运行操作比较复杂。

在王方编的《锅炉水处理》(中国建筑工业出版社，1993)一书中，对现有锅炉给水除氧技术作了详尽论述。

本发明的目的是提出一种对锅炉给水进行除氧，产生有足够汽蚀余量的除氧水的热力除氧方法与装置，这种热力除氧装置可布置在地面标高上，使用普通给水泵，不会发生汽蚀。

为达到上述目的，本发明推出一种射流扩容除氧方法。

首先将待除氧水通过加压水泵升到某一压力，再通过壳管式热交换器加热到某一温度，然后进入除氧器。在压差作用下，待除氧水通过除氧器进水口上的喷嘴形成束状射流，喷入除氧器的内部空间，除氧器内压力低于待除氧水温度对应的饱和压力，待除氧水立刻减压扩容，从水表面到水内部，在每一处微元水体上，汽化与除氧同时发生，所产生的扩容蒸汽与逸出氧气形成混合气体，充满于汽相空间。如果把汽相空间中的逸出氧气量与扩容前待除氧水中溶解氧的比值称为除氧率S，除氧率S应和扩容率F、水蒸汽饱和压力P₅有关，此外，它还应该遵守由下式给出的描述气体在水中溶解度的亨利定律：

P₀₂＝KX式中P₀₂是水面上逸出氧气的分压力，X是水中溶解氧的摩尔分率，K是亨利系数。通过分析扩容对除氧的贡献和亨利定律的制约作用，得出扩容除氧率S为 S = F F + P s / K ]]>当扩容温差(待除氧水与除氧水的温差)为3℃，除氧水温度为100℃，计算得到扩容率F为0.56％，除氧率S为99.7％。

待除氧水在除氧器内的喷射过程中扩容除氧后，产生的除氧水保持较高流速进入接在除氧器出水口上的扩压管。在扩压管中，部分流动动能转变为压力能，使除氧水压力高于其温度对应的饱和压力。当喷嘴出口达到一定流速，可使经过扩压管后的除氧水压力比其温度对应的饱和压力高出0.1MPa，相当于有10米多的汽蚀余量，这样的除氧水进入同高度布置的普通给水泵不会发生汽蚀。