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真空除氧器
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一、真空除氧器概述:
         真空除氧器是一种使水在真空下低温沸腾,脱除水中含有的氧气、氮气、二氧化碳等气体的设备,由除氧水箱(除氧塔)和真空机组两大部分组成,除氧水箱可以高位或低位布置,真空泵机组可采用以蒸汽作动力的蒸汽喷射泵,或以循环水为工作介质的水喷射泵。
         给水处理工艺过程中,除氧是一个非常关键的一个环节。氧是给水系统和锅炉的主要腐蚀性物质,给水中的氧应当迅速得到清除,否则它会腐蚀锅炉的给水系统和部件,腐蚀产物氧化铁会进入锅内,沉积或附着在锅炉管壁和受热面上,形成难溶而传热不良的铁垢,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。国家规定蒸发量大于等于2吨每小时的蒸汽锅炉和水温大于等于95℃的热水锅炉都必需除氧。多年来众多锅炉给水处理工作者一直都在探求既高效又经济的除氧方法,而真空除氧法就是其中极佳的一种。
二、真空除氧器工作原理:
         真空除氧器的工作原理是应用亨利定律和道尔顿定律,根据亨利定律可知,在封闭容器中,任何气体同时存在于水面上,则气体的溶解度与其自己的分压力成正比,而且气体的溶解度仅与其本身的分压力有关。在一定压力下,随着水温升高,水蒸汽的分压力增大,而空气和氧气的分压力越来越小。在100℃时,氧气的分压力降低到零,水中的溶解氧也降低到零。当水面上压力小于大气压力时,氧气的溶解度在较低水温时也可达到零。这样,水面上空间氧气分子被排出,或转变成其它气体,从而氧的分压力为零,水中氧气就不断地逸出,达到除氧的效果。这种除氧方法一般在30℃~60℃温度下进行。可实现水面低温状态下除氧 (在60℃或常温),对热力锅炉和负荷波动大而热力除氧效果不佳的蒸汽锅炉,均可用真空除氧而获得满意的除氧效果。相对于热力除氧技术来说:它的加热条件要求很低,锅炉房自耗汽量减少,并且真空除氧器可低位布置,对运行管理喷射泵、加压泵等关键设备的要求比热力除氧更高。低位布置也需要一定的高度差,而且对喷射泵、加压泵等关键设备的运行管理要求也很高。
三、真空除氧器性能特点:
         ⑴运转工况稳定,真空度高,使用场合广。
         ⑵不消耗蒸汽,锅炉出力可全部利用。
         ⑶低温的除氧水可通过换热器回收低品位的废热后再作为锅炉给水,从而收到节能效果。适应性强,从负荷0-120%范围内变化时,除氧效果不受影响。
         ⑷本真空除氧器除高位安装外,接上引水泵机组后还可以低位安装,便于单层布置的小锅炉房用,节省投资,管理操作维修方便。
四、真空除氧器的结构
         真空除氧器:由罗旋喷射器、增压泵组、电接点式真空表、抗振液位计、电动阀、高精度滤水器、在线自动测氧仪、PLC全自动控制箱等组成。
1、真空除氧器-除氧塔
         除氧塔内装有铜制作雾化喷头,每只喷头处理水量恒定,从而得到最佳的喷雾效果。塔内装有填料层、传质块,亲水性能好。雾化的结果大大增加了水的脱气面积,当雾化的水滴继续流经无规则堆放的填料层时,进一步加强了脱气效果。因此,虽然水在脱气塔内停留的时间很短,然而除氧效果很好。
2、真空除氧器-除氧水箱
         真空除氧器运行时,水箱内处于负压。因此在高位安装时,水箱出口处与锅炉给水泵进口之间的净距离不得小于11米。在低位安装时(水箱出水口与锅炉给水泵在同一高度),水箱出水口要接上引水泵机组,使负压水升压后进入锅炉给水泵,水箱上装有人孔,便于维修保养时使用。
3、水喷射真空泵机组
         真空除氧器泵组由水喷射真空泵、循环水箱、离心泵组成。离心泵将循环水通过喷嘴造成高速水流而产生真空。水喷射真空除氧装置可利用软化兼作循环水,温度不会升高,因而可得到较高的真空度,提高除氧效果。方法是利用原有的软化水水箱兼作循环水箱,节约设备及占地面积。
4、引水泵机组
         在真空除氧器低位安装时使用,通过该泵将负压的除氧水升压后进入锅炉给水泵。
5、电磁阀
         为避免软化水进水泵不工作时软化水进入真空除氧器,因此在真空除氧器进水管道中要装电磁阀,电磁阀的启闭由水位自控报警器控制,电磁阀选用Dg50,Pg16工作介质水温小于等于60℃ 的规格。电磁阀要水平安装。
6、水位自控报警器及管式液位计或其它液位控制器
         水位自控报警器由传感器与控制报警器组成。传感器与液位计装在除氧水箱上。控制报警器放在室内操作台上。控制报警器控制软化水进水泵与电磁阀两者的动作。
         真空除氧器的进水量就是真空除氧器的最大出力,真空除氧器的出水量与锅炉运行时的进水量有关,一般不超过真空除氧器的额定出力,因此真空除氧器的进水量略大于出水量。当除氧水箱内水位在正常水位的上限时,水位自控报警器动作,使得软化水进水泵停止运转与电磁阀关闭。此时由于真空除氧器仍在出水,水位逐渐下降,当水位在正常水位的下限时,软化水进水泵有开始运转同时电磁阀也打开,水位逐渐上升,从而水箱内水位可保持在正常水位范围内。超出正常水位的上限或下限时还可以报警,此时可手控进行强制进水或使软化水进水泵停止运转,真空除氧器的进水是间断进行的,真空除氧器的出水可以是连续也可以是间断的(与锅炉操作有关)要求尽可能连续进水。
五、真空除氧器型号参数:

六、真空除氧器故障排除
真空度抽不高
         真空度越高,除氧效果越好,故脱气塔内应尽可能保持最高真空度,以得到最好的除氧效果。真空度不高原因可能是:
①抽真空的水喷射真空泵机组本身有问题
         可抽气管道上的阀门关闭,启动水喷射真空泵机组,这时泵吸口处的真空表读数即为极限真空度。如机组工作正常,则极限真空度应达到循环水温所对应的饱和压力。例如循环水温为25℃时,真空度可在730mmHg左右。如达不到,说明机组有问题,可能的原因有离心泵故障、管道或离心泵或喷射泵内喷嘴堵塞,喷射泵磨损等,应逐一检查或调换。
②真空系统(包括抽气管道、真空除氧器)有漏气
         打开抽气管道上阀门,关闭所有通向真空除氧器的阀门,然后启动水喷射真空泵机组抽气,正常情况下脱气塔显示的真空度应于水喷射真空泵吸口处的真空度基本相同,如前者比后者的真空度低的较多,说明真空系统有泄露,应再做水压试验,找出泄露处进行修复。
③进水温度太高
         如上述①②两点都无问题,而在真空除氧器进水后,真空度大幅度下降,这是由于进水温度太高,超过运行真空度下相应的饱和温度太多,产生了大量的低温蒸汽,使脱气塔内的气(汽)量超过喷射泵抽气(汽)能力,真空度就会下降。因此要降低进水温度,使水温控制在要求的范围内。
④抽气管道内积水
         如上述①②两点都无问题,而水喷射真空泵吸口处与脱气塔两者的真空度差距较大,则原因可能是两者间的抽气管道有阻塞。如抽气管太长,支架跨度过大,管道产生垂度,因而管内有积水,因此要保持抽气管道坡度,增加管架,消除管内积水。
⑤真空表不淮
         1.5级的弹簧式真空表允许误差为±1.5%,这样真空度就相差±10mmHg左右。如真空表失灵,误差就更大。因此要检验真空表,或应用U形水银差压计,即准确又可靠。
⑥循环水温太高
         水喷射真空泵工作的水由于通过离心泵不断循环,温度会升高。如循环水箱放置在露天,因受日照影响,升温更高。这样水喷射真空泵所抽的真空度会下降。因此要不断注入冷水,使循环水保持室温。最好的办法是以软化水箱兼作循环水箱用,因有冷软化水不断注入,使水温保持不变。
■真空除氧器进水量少,不能满足出水要求(即进出水量不平衡)
         出现这种情况时,液位迅速下降,超过最低液位,说明真空除氧器进水量少于出水量,这时软化水进水泵出口压力必然大于正常值。如真空除氧器进口压力也大于正常值,说明真空除氧器内喷头阻塞,造成进水量减少,应打脱气塔检查。真空除氧器正常运行时,由于进水泵与真空除氧器进口间管道中装有阀门、加热器等,因此真空除氧器进口压力略低于进水泵出口压力。如两者压力差值增加,说明管道间附件有故障,应逐一检查。
■引水泵机组出水量不能满足锅炉给水要求
         引水泵机组的最大出水量为真空除氧器额定出力的120%,如不能满足锅炉给水要求时,引水泵的工作压力会降至零,取样器取不出水,产生这种情况的原因可能是:
         ①由于锅炉间断进水,在进水时流量超过引水泵机组的最大出力,锅炉给水泵将引水泵机组内的水抽完,形成负压。引水泵机组内无水亦不能工作。因此要重新将引水泵机组内灌水并调节锅炉给水泵的进出口阀门及进出口间的回龙阀,使给水泵出口压力略大于锅炉运行压力,流量小于引水泵的最大出力。
         ②真空除氧器进水温度太高以致引水泵机组引不出水,应降低进水温度,符合规定的小于等于50℃。
         ③引水泵机组本身有问题
         如以上①②都无问题,而工作时引水泵机组引不出水或出水量达不到要求,说明引水泵机组有故障。应检查机组上的离心泵与喷射泵,如有磨损应调换。
■残氧量达不到标准
         如被除氧水加热温度大于运行真空度下相应的饱和温度3-5℃,残氧量应是合格的。如要求更低的残氧量,可把被除氧水温略为提高至真空除氧器真空度开始下降时为止,如残氧量仍达不到要求,则可能是:
         ①除氧头内真空度不高,如前所述。
         ②取样操作太慢,有氧进入取样瓶内。
         ③化验药品配制不准或过时失效。