朱大麗，劉萬(wàn)超，武艷利

(安徽三星化工有限責(zé)任公司 安徽渦陽(yáng) 233610)

化學(xué)深度除氧技術(shù)在鍋爐中的應(yīng)用總結(jié)

朱大麗，劉萬(wàn)超，武艷利

(安徽三星化工有限責(zé)任公司 安徽渦陽(yáng) 233610)

為了保證除氧效果，傳統(tǒng)的熱力除氧技術(shù)必須長(zhǎng)期保持自耗蒸汽量有一定的富余值，導(dǎo)致蒸汽浪費(fèi)，且受各方面因素制約，致使除氧效果不穩(wěn)定。在傳統(tǒng)熱力除氧的基礎(chǔ)上投加化學(xué)除氧藥劑，可有效降低水中氧含量，且可對(duì)管道起到鈍化保護(hù)作用，還可節(jié)省自耗蒸汽量，其經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)于單一熱力除氧方式。

熱力除氧；化學(xué)除氧藥劑；鍋爐給水

安徽三星化工有限責(zé)任公司熱電分廠配有額定蒸發(fā)量為75 t/h鍋爐3臺(tái)、60 t/h三廢爐和40 t/h大吹風(fēng)氣燃燒爐各1臺(tái)，所用鍋爐給水均為除鹽水，原采用熱力除氧，進(jìn)除氧器前水溫約為45 ℃，除氧溫度控制在104 ℃，加熱蒸汽成本為120 元/t。此種單一的熱力除氧方式不僅能耗高且除氧不徹底，溶解氧隨給水進(jìn)入鍋爐后，在鍋爐工作溫度及壓力下，分別以化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕、濃差腐蝕等形式對(duì)鍋爐本體、給水管網(wǎng)等部位造成腐蝕，甚至引起潰瘍穿孔等，是影響鍋爐安全運(yùn)行及使用壽命的重要因素。

1 傳統(tǒng)熱力除氧與化學(xué)深度除氧劑

1.1 傳統(tǒng)熱力除氧

傳統(tǒng)熱力除氧因受其除氧工藝特性的制約，加上鍋爐本身負(fù)荷的波動(dòng)，存在明顯的缺點(diǎn)。

(1) 除氧效果難以保證。對(duì)現(xiàn)有的除氧器而言，如果除氧溫度不能穩(wěn)定保持在104 ℃，除氧效果就達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求；在鍋爐負(fù)荷突然增大時(shí)，因鍋爐給水量增大或供汽不及時(shí)，有可能出現(xiàn)除氧器倒吸現(xiàn)象，使鍋爐給水中氧含量大幅增加。

(2) 耗費(fèi)大。欲達(dá)到要求的除氧效果，則必須保證供汽量充足及設(shè)備運(yùn)行情況良好，這就要求自耗汽量有一定的富余值。但因設(shè)備的局限性決定了自耗汽量不能隨時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此在負(fù)荷降低時(shí)，就造成了蒸汽的浪費(fèi)。

1.2 化學(xué)深度除氧劑

與單一熱力除氧相比，使用化學(xué)深度除氧劑輔助熱力除氧不僅操作簡(jiǎn)單，且可將除氧溫度從104 ℃降至95 ℃左右，節(jié)省了從95 ℃加熱至104 ℃所需的大量熱能及排空損失，自耗蒸汽量也大幅減少，同時(shí)可進(jìn)一步將鍋爐給水中殘余溶解氧含量降至50 μg/L以下，除氧效果穩(wěn)定、達(dá)標(biāo)，使設(shè)備在更安全、更經(jīng)濟(jì)的條件下運(yùn)行。

2 技術(shù)原理及技術(shù)指標(biāo)

2.1 技術(shù)原理

所采用的深度除氧劑型號(hào)為YG- 108A，是由新型有機(jī)脫氧劑、緩蝕鈍化劑、酸堿平衡劑等組成，其主要成分丙酮肟主要用作工業(yè)鍋爐給水化學(xué)除氧劑，與傳統(tǒng)鍋爐化學(xué)除氧劑相比，具有用量少、除氧效率高、無(wú)毒、無(wú)環(huán)境污染等特點(diǎn)，是亞臨界鍋爐的停用保護(hù)和鈍化處理的理想藥劑，也是在中、高壓鍋爐給水中取代聯(lián)氨等傳統(tǒng)化學(xué)除氧劑的理想產(chǎn)品。另外，該除氧劑中有效成分能與系統(tǒng)中的銅、鐵等金屬氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使金屬鈍化，起到緩蝕作用。

2.2 技術(shù)指標(biāo)

除氧器進(jìn)水溫度45 ℃，除氧水溫90～95 ℃，噸鍋爐給水深度除氧劑投加量0.055 kg，鍋爐給水溶解氧含量<50 μg/L。

3 項(xiàng)目技術(shù)方案及實(shí)施效果

3.1 技術(shù)方案

3.1.1 各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的測(cè)試

2013年5月4日至5月8日，記錄采用單一熱力除氧時(shí)的鍋爐給水溫度、水中氧含量等數(shù)據(jù)；5月9日上午10：00開(kāi)始正式投加深度除氧劑，同時(shí)將鍋爐除氧器溫度下調(diào)至95 ℃左右。加藥前后鍋爐給水溶解氧含量對(duì)比見(jiàn)表1。

表1 加藥前后鍋爐給水溶解氧含量對(duì)比(2013年5月)

日期時(shí)間氧含量/(μg·L-1)鍋爐給水溫度/℃日期時(shí)間氧含量/(μg·L-1)鍋爐給水溫度/℃4日5日09:00685107.009:30700104.811:00650102.115:00544102.417:00647109.209:00580105.410:14550106.311:10600100.415:00670101.617:00415105.39日10日09:00528104.210:00開(kāi)始加深度除氧劑11:0018593.012:0013894.515:0014797.917:002594.609:00098.811:001594.815:006097.117:000100.08日09:00680101.909:30633104.711:00510103.315:00567103.717:0067299.011日09:005097.010:002195.611:00097.615:00095.015:30096.8

由表1可知：在采用單一熱力除氧時(shí)，鍋爐給水氧含量超標(biāo)且不穩(wěn)定；投加深度除氧劑后，檢測(cè)溶解氧結(jié)果合格，充分證明使用深度除氧劑輔助熱力除氧的效果遠(yuǎn)優(yōu)于單一的熱力除氧，除氧更徹底，效果更佳。

測(cè)試期間，3#鍋爐給水取樣點(diǎn)管道閥門(mén)存在內(nèi)漏，故水循環(huán)較慢，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)觀察與分析，水循環(huán)周期約在4 h左右。5月9日10：00開(kāi)始投加藥劑，當(dāng)日16：00左右才有了明顯的除氧效果。另?yè)?jù)現(xiàn)場(chǎng)操作人員的反饋，在每天08：00至09：00的交接班時(shí)間段內(nèi)，給水量波動(dòng)較大，給水氧含量稍有波動(dòng)屬正常現(xiàn)象。

3.1.2 加藥方案

加藥工藝要求除氧器水溫≥90 ℃。加藥點(diǎn)設(shè)在除氧器給水母管出口與給水泵之間的管路上，選取最佳位置焊接1個(gè)Φ15 mm的加藥口，以便連接加藥泵。加藥系統(tǒng)示意見(jiàn)圖1。

圖1 加藥系統(tǒng)示意

3.1.3 加藥泵的操作規(guī)程

加藥泵的開(kāi)度與鍋爐給水量和加藥量的關(guān)系如表2所示。

表2 加藥泵的開(kāi)度與鍋爐給水量和加藥量的關(guān)系

開(kāi)度/%鍋爐給水量/(t·h-1)加藥量/(kg·t-1)60550.05565570.05570600.055

加藥泵采用電磁隔膜計(jì)量泵，根據(jù)量程和所需的投加量選擇合適的檔位，在試驗(yàn)過(guò)程中選擇“5檔”。

注意事項(xiàng)：①根據(jù)總給水量的變化調(diào)節(jié)加藥泵開(kāi)度；②保持貯藥箱內(nèi)的藥劑量在最低液位以上，即不低于5 cm；③藥劑室溫儲(chǔ)存，保持通風(fēng)，防止暴曬，注意包裝的密封性，以防藥劑因氧化而失效；④藥劑運(yùn)輸時(shí)，按正確放置方向擺放；⑤藥劑搬運(yùn)時(shí)，小心輕放，嚴(yán)禁撞擊，以免濺出；⑥加藥過(guò)程中若有藥劑濺到衣服或人身上，應(yīng)及時(shí)用清水清洗。

3.2 效果及效益

3.2.1 自耗蒸汽量

(1) 使用深度除氧劑前，鍋爐給水溫度控制在104 ℃，除氧效果理論上能夠達(dá)標(biāo)。設(shè)需蒸汽量為M(即自耗汽量)，蒸汽在除氧過(guò)程中將鍋爐給水溫度從45 ℃提高至104 ℃，自身由3.82 MPa下的飽和蒸汽狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)?04 ℃的水，如果不計(jì)熱交換期間的熱損失和排空損失(排空損失一般在1%～3%)，即熱力除氧器的熱交換效率為100%，則鍋爐給水量×(104 ℃下鍋爐給水焓-45 ℃下鍋爐給水焓)=M×(3.82 MPa下蒸汽焓-104 ℃下水焓)。按104 ℃時(shí)鍋爐給水焓為434.7 kJ/kg、3.82 MPa下的蒸汽焓為2 801.0 kJ/kg、45 ℃下鍋爐給水焓為188.1 kJ/kg，則1 kg鍋爐給水自耗汽量M=0.104 kg，即自耗汽率為10.4%。但由于設(shè)備和人為因素的影響，熱力除氧在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中至少有1%～3%的排空損失，若排空損失按2%計(jì)，則熱力除氧器的實(shí)際自耗汽率在12.4%左右。

(2) 使用深度除氧劑后，鍋爐給水溫度降至95 ℃即可達(dá)到除氧效果，按上述計(jì)算方式，此時(shí)的自耗汽率(包括排空損失)為10.7%左右。

3.2.2 節(jié)能計(jì)算

計(jì)算依據(jù)：蒸汽成本120 元/t，YG- 108A除氧劑20 元/kg，噸鍋爐給水加藥量0.055 kg。采用單一熱力除氧時(shí)，噸鍋爐給水耗蒸汽費(fèi)用為1×12.4%×120=14.88(元)。采用化學(xué)深度除氧后，噸鍋爐給水耗蒸汽費(fèi)用為1×10.7%×120=12.84(元)，噸鍋爐給水深度除氧劑費(fèi)用為1×0.055×20=1.10(元)。改用化學(xué)深度除氧后，噸鍋爐給水可以節(jié)省費(fèi)用為14.88-12.84-1.10=0.94(元)，年可節(jié)省費(fèi)用171.2萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益較為顯著。

4 存在問(wèn)題及解決方法

從目前運(yùn)行情況來(lái)看，在部分鍋爐上采用化學(xué)深度除氧技術(shù)的效果較好，但也存在一些問(wèn)題：①每天08：00至09：00鍋爐給水量波動(dòng)較大，鍋爐給水氧含量會(huì)相應(yīng)稍有波動(dòng)；②原設(shè)計(jì)噸鍋爐深度除氧劑用量為0.055 kg，而實(shí)際投加量為0.065 kg。

針對(duì)以上問(wèn)題，擬采取相應(yīng)的改進(jìn)措施：①?gòu)腻仩t操作工藝及管理入手，盡量控制鍋爐負(fù)荷穩(wěn)定，確保鍋爐給水量穩(wěn)定，避免因此造成的氧含量波動(dòng)；②在貯藥箱上標(biāo)注刻度，加藥時(shí)深度除氧劑稱重后再按比例加入貯藥箱中，防止因加藥量控制不嚴(yán)而出現(xiàn)浪費(fèi)。

Sum-UpofApplicationofChemicalDeepDeoxygenizationTechnologyinBoiler

ZHU Dali, LIU Wanchao, WU Yanli

(Anhui Sunson Chemical Co., Ltd., Guoyang 233610, China)

To ensure deaerating effectiveness, traditional thermal deaeration method must keep certain margin of self- consuming steam for long term. This leads to waste of steam, besides constrained by factors of several other aspects, the deaerating effect is not stable. On the basis of traditional thermal deaeration, adding chemical oxygen scavenger can decrease oxygen content in water effectively and has passive protection effect on the pipe, at the same time, self- consuming steam can be saved. The economic benefit is superior to single thermal deaeration method.

thermal deaeration; chemical oxygen scavenger; boiler feedwater

TK223.5+22

B

1006- 7779(2017)04- 0052- 03

2015- 04- 04)

本文作者的聯(lián)系方式：zhudalizdl@126.com