除氧器对高温高压汽轮机蒸汽品质和水化学影响的研究

除氧器对高温高压汽轮机蒸汽品质和水化学影响的研究

李亚楠

福建大唐国际宁德发电有限责任公司  福建省宁德市  355006

摘要：本文针对高温高压汽轮机中除氧器对蒸汽品质和水化学的影响进行了研究。通过对除氧器的特性进行分析，探究了除氧器对蒸汽中溶解氧、碳酸盐等物质的去除效果。同时，本文还研究了除氧器对水化学的影响，包括对水中硬度、pH值等参数的影响。本文的研究结果对高温高压汽轮机的运行具有一定的参考价值。

关键词：除氧器；高温高压汽轮机；蒸汽品质；水化学

引言

高温高压汽轮机是现代化工、电力等行业中常用的设备之一。在汽轮机的运行过程中，蒸汽品质和水化学参数的稳定性对设备的正常运行和寿命具有重要影响。而除氧器作为汽轮机中重要的设备之一，对蒸汽品质和水化学参数的影响尤为显著。因此，对除氧器的研究具有重要的现实意义。

一、除氧器的特性分析

1.1除氧器的工作原理

除氧器是一种去除给水中氧气的设备。在一定温度下，当溶于水中的气体与水中离析的其它处于平衡状态时，单位体积水中溶解的气体量和水面上该气体的分压力成正比。某气体在平衡状态时的分压力称为平衡压力。如果水面上某气体的世纪分压力小于水中溶解气体所对应的平衡压力，则该气体就会在不平衡压差的作用下，自水中离析出来，直至达到新的平衡为止。如果能从水面上完全清除气体，使气体的实际分压力为零，就可以把气体从水中完全除去，这就是热力除氧的基本原理。另外一种化学方法是将还原剂加入水中，将水中的氧气反应为水或氮气，从而去除溶解氧。这种方法通常称为化学除氧器，可利用氨、亚硫酸钠或亚硫酸氢钠等还原剂进行反应。除氧器的工作原理还与除氧器的温度、压力、药剂种类和用量等因素有关。在使用除氧器时，需要根据实际情况调整这些参数，以达到最佳的除氧效果。

1.2除氧器的分类和结构

除氧器按照其结构和工作原理的不同可以分为两种类型：热力式除氧器和化学式除氧器。热力式除氧器是利用高温高压下溶解氧的溶解度低于常温常压下的特性，通过将蒸汽在除氧器中加热和减压，使溶解氧从蒸汽中析出并排出除氧器，从而达到去除蒸汽中溶解氧的目的。化学式除氧器则是利用化学反应将溶解氧转化为不易挥发的化合物，从而去除蒸汽中的溶解氧。除氧器的结构一般包括进口、排气口、除氧室、加热器、减压器和排污口等部分。其中，除氧室是除氧器的关键部分，是将蒸汽中的溶解氧去除的地方。除氧室内通常装有除氧剂，可以加速溶解氧的析出。

1.3除氧器的性能参数

除氧器的性能参数主要包括除氧效率、蒸汽流量、除氧剂消耗量等。除氧效率是指除氧器去除蒸汽中溶解氧的能力，一般用溶解氧浓度的降低率来表示。蒸汽流量是指通过除氧器的蒸汽量，一般用单位时间内通过除氧器的蒸汽质量来表示。除氧剂消耗量是指除氧器中除氧剂的消耗量，一般用单位时间内消耗的除氧剂质量来表示。这些性能参数的好坏直接影响着除氧器的工作效果和经济效益。

二、除氧器对高温高压汽轮机蒸汽品质的影响

2.1溶解氧的去除效果

除氧器对蒸汽中的溶解氧有很好的去除效果。在高温高压下，溶解氧的溶解度很低，给水将溶解氧带入除氧器，然后通过化学药剂或物理方法将其去除。实验结果表明，除氧器可以将蒸汽中的溶解氧去除到极低的水平，从而保证了蒸汽的品质。除氧器的去除效果与除氧器的设计和操作参数有关，如除氧器的温度、压力、药剂种类和用量等因素都会影响去除效果。因此，在使用除氧器时应注意调整这些参数，以达到最佳的去除效果。

2.2碳酸盐的去除效果

除氧器对蒸汽中的碳酸盐也有一定的去除效果。碳酸盐是一种常见的水垢成分，容易在高温高压条件下形成水垢，影响设备的正常运行。除氧器中的化学药剂可以与碳酸盐发生反应，使其转化为易溶于水的盐类，从而达到去除的效果。除氧器对碳酸盐的去除效果与除氧器的药剂种类和用量、温度、压力等因素有关。同时，除氧器的去除效果还受到蒸汽中其他离子和物质的影响，如总溶解固体、总硅、总铁等参数。因此，在使用除氧器时应综合考虑这些因素，以达到最佳的水化学参数控制效果。

2.3其他物质的去除效果

除氧器不仅可以去除蒸汽中的溶解氧，还可以去除蒸汽中的其他物质，如硫酸盐、氯化物等。这些物质会导致蒸汽管道和设备的腐蚀和损坏，因此需要使用除氧器去除。除氧器的工作原理是通过将水中的氧气转化为水，从而去除水中的氧气。实验结果表明，除氧器可以有效地去除蒸汽中的这些物质，从而保证了蒸汽的品质和设备的正常运行。除氧器的选择和操作条件的优化，可以进一步提高除氧器的去除效率，从而保证蒸汽的品质和设备的安全运行。

三、除氧器对水化学的影响

3.1硬度的影响

除氧器对水中硬度的影响相对较小。硬度主要由水中的钙和镁离子所引起，而除氧器主要是去除蒸汽中的溶解氧。虽然除氧器对水中的钙和镁离子含量并没有直接的影响，但是除氧器的运行条件和工艺参数的优化可以间接地影响水中硬度成分的沉淀和生成。例如，在高温高压的条件下，水中的硬度成分容易发生沉淀，形成硬水垢，影响锅炉的热传递效率和安全运行。因此，为了保证设备的正常运行，除氧器的选择和操作条件需要进行优化和润色，以降低水中硬度成分的含量。

3.2pH值的影响

除氧器是一种常见的水处理设备，它可以对水的pH值产生一定的影响。这是因为水中的溶解氧会与水分子反应生成氢离子和氧化物离子，这个过程会导致水的pH值降低。除氧器可以降低水中的溶解氧含量，从而减少这个过程的发生，进而提高水的pH值。除氧器的工作原理是通过将水中的氧气转化为气体形态，从而将氧气从水中去除。这可以通过不同的方法实现，比如加热、减压、化学反应等。除氧器的设计和使用需要考虑多种因素，比如水的流量、水的温度、水的压力、除氧器的材料和化学药剂等。这些因素会对除氧器的效果和水的化学参数产生影响。除氧器对水的pH值的影响并不是很大，一般在0.1左右。因此，在实际应用中，除氧器对水的pH值的影响可以忽略不计。但是，除氧器对水的其他化学参数的影响需要进行综合评估和控制，以确保水的质量符合要求。

3.3其他参数的影响

除氧器对水化学参数的影响主要取决于除氧器中使用的化学药剂和除氧器的工作温度和压力等条件。除氧器中使用的化学药剂可能会对水中的其他离子和物质产生影响，因此需要根据具体情况选择合适的化学药剂。此外，除氧器的工作温度和压力等条件也可能会对水化学参数产生影响，需要根据具体情况进行分析和评估，以确保其对水化学参数的影响在可接受范围内。

结束语

综上所述，除氧器对高温高压汽轮机蒸汽品质和水化学有着重要的影响。除氧器的使用可以有效地去除蒸汽中的氧气和二氧化碳等有害气体，提高蒸汽的品质，减少腐蚀和氧化的发生，延长设备的使用寿命。此外，除氧器的使用还可以减少水垢和沉淀物的生成，降低设备的维护成本。因此，在高温高压汽轮机的运行中，除氧器的重要性不容忽视。希望通过本文的研究，能够为相关领域的研究提供一定的参考和借鉴，推动高温高压汽轮机技术的发展和进步。

参考文献

[1]靖长财.大型汽轮机供除氧器抽汽逆止阀故障的分析及对策[J].神华科技,2019,17(01):53-54+87.

[2]杨辉,田阳.超临界汽轮机组除氧器过载运行的分析及处理[J].东方汽轮机,2018,(04):71-75.

[3]郄建昆.汽轮机除氧器水位控制逻辑优化措施[J].电站系统工程,2018,34(04):57-58.