在工业锅炉系统中,除氧器作为关键设备,其运行状态直接关系到整个系统的安全性与经济性。除氧器的主要功能是去除给水中的溶解氧及其他不凝结气体,防止锅炉、省煤器和其他附属设备的腐蚀。
出水水质不合格将对锅炉给水管道、省煤器和其他附属设备造成严重腐蚀,引起的经济损失将是除氧器造价的几十或几百倍。
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01 溶解氧:除氧器效能的核心指标
溶解氧是衡量除氧器性能的最关键参数,直接反映了除氧器的运行效果。根据国家电力部标准,压力式除氧器给水含氧量应小于7μg/L。
对于326t/h高压除氧器,其标准明确要求出水氧含量≤7μg/L,并应除去所有可逸出的游离二氧化碳和其他不凝结气体。
溶解氧超标意味着除氧器效果不佳,可能导致整个锅炉系统发生氧腐蚀。实时监测溶解氧需使用高精度在线监测设备。
02 温度与压力:除氧过程的控制要素
除氧器运行需要将水加热到对应工作压力下的饱和温度。例如,326t/h高压除氧器可将140-142℃低压除氧水加热到159℃。
温度与压力之间存在直接对应关系,只有达到当前压力下的饱和温度,才能有效去除水中溶解氧。这是基于亨利定律和道尔顿定律的热力除氧原理:当水被加热到除氧器压力下的饱和温度时,水面上蒸汽的分压力接近全压力,其他气体的分压力趋近于零,溶解于水中的气体便会从水中逸出。
现代锅炉水质分析仪通常配备温度和压力传感器,实现对这些参数的实时监控,确保除氧过程在最优条件下进行。
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03 pH值与电导率:腐蚀预防的关键参数
pH值是衡量水溶液酸碱性的重要指标,对防止金属腐蚀至关重要。锅炉给水的pH值通常需要控制在8.8-9.3的范围内。
适当的碱性环境可以在金属表面形成保护膜,减缓腐蚀速率。而电导率则反映了水中电解质的含量,间接表明水的纯度。
根据《GB/T 12145-2016 火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准》,锅炉给水检测应采用在线监测与取样分析相结合的方式。在线锅炉水质分析仪可实时监测pH值和电导率,精度分别达到±0.01pH和±1% FS。
04 其他相关水质指标
除上述关键参数外,除氧器出水还需关注以下指标:
- 硬度:指水中钙、镁离子的含量,过高会导致结垢。检测标准依据GB/T 6909,测量范围0.1-5mmol/L。
- 浊度:反映水中悬浮物含量,影响传热效率。
- 氯离子:具有强腐蚀性,加速设备腐蚀,需控制在5-150mg/L范围内。
- 硅酸盐、磷酸盐:前者影响蒸汽纯度,后者用于缓蚀处理,需按标准控制。
对于大型发电机组,还需监测钠离子(精度要求±0.01μg/L)和二氧化硅(精度要求±0.5μg/L)等参数。
05 检测方法与标准规范
锅炉给水检测应采用在线监测与取样分析相结合的混合模式。根据《DL_T 805.4-2016 火电厂汽水化学导则》,不同参数需采用不同的监测方式。
必须在线连续监测的参数包括氢电导率、pH值、溶解氧、钠离子和二氧化硅等。而对于铁、铜、硬度等参数,则可定期取样分析。
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选择符合国家标准的检测设备至关重要,如ERUN-SZ系列在线式锅炉水质测定仪,能够实时监测多种关键参数,满足GB/T 12145-2016等标准要求。
在线锅炉水质分析仪能够实时监测关键参数,当数值超出安全范围时自动报警,大大缩短了水质异常响应时间。某1000MW机组数据显示,采用混合监测模式可使水质异常响应时间缩短60%以上。
06 水质异常原因与处理策略
除氧器出水溶解氧不合格常见原因包括:设备存在缺陷,如内部构件损坏或堵塞;运行调整不当,如进汽汽压低、水温低;排气门开度不够;以及运行方式不合理等。
解决这些问题需要系统排查和持续监测:
- 定期检查除氧器内部部件,如淋水盘、填料支架等是否完好
- 优化运行参数,确保进汽充足、水温适宜
- 调整排气门开度,保证解析气体顺利排出
- 使用可靠的锅炉水质分析仪进行实时监控
随着传感器技术的发展,锅炉水质监测正朝着更高精度、更多参数在线监测的方向发展。选择符合国家标准的锅炉水质分析仪,建立完善的监测体系,是保障锅炉系统安全、高效运行的必要条件。
未来五年,预计混合监测模式仍将是主流,但在线监测的范围和精度将不断提升,为锅炉系统安全运行提供更加全面的保障。
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