除氧器的工作原理与应用
除氧器的工作原理与应用
除氧器是工业领域中一种重要的设备，主要用于去除水中的溶解氧和其他气体，以防止设备腐蚀。虽然除氧器在日常生活中并不常见，但其工作原理与一些家用设备（如热水器）有相似之处。本文将详细介绍除氧器的工作原理、结构和应用，帮助读者更好地理解这一工业设备。
在工业领域，如电厂的热力系统中，除氧器的主要任务是去除给水中的溶解氧，防止氧气对锅炉、省煤器和水冷壁等设备的腐蚀。你可能想象不到，看似无害的氧气，一旦溶解在水中，就会成为设备的“隐形杀手”。
一、除氧器的基本概念
在电厂的热力系统中，凝结水在流经负压系统时，会不可避免地吸入一些空气。这些氧气一旦溶解在水中，就会对设备造成腐蚀。此外，凝结水中还可能含有其他气体，如二氧化碳，这些气体同样会对设备产生不利影响。因此，除氧器的任务就是将这些有害气体从水中去除，确保水的纯净。
二、除氧器的工作原理
除氧器的工作原理基于亨利定律和道尔顿定律这两大关键物理定律。
先看亨利定律，在特定温度条件下，气体于水中的溶解度和水面上该气体的分压力呈正比例关系。通俗来讲，一旦水面上某气体的分压力下降了，这个气体就会从水中跑出去。除氧器就巧妙地运用了这个原理，它把水加热，这样一来，水面上蒸气的分压力就增大了，其他气体的分压力就相应降低，从而达到把气体从水中除去的目的。
再说道尔顿定律，混合气体的总压力是各个组分气体分压力的总和。在除氧器内，随着蒸汽量的逐渐增加，其分压力持续上升，与此同时，其他气体的分压力则逐步减少。当水温升至饱和温度时，蒸汽的分压力将趋近于总压力，而其他气体的分压力几乎降至忽略不计，此时气体便会从水中逸出。
三、除氧器的结构
除氧器是由壳体、进水装置、弹簧喷嘴、除氧盘、排汽装置和加热蒸汽装置组成。壳体由筒身和封头构成，进水装置通过母管分配凝结水，弹簧喷嘴将水以膜状喷出，与加热蒸气接触，确保水被加热至饱和温度。除氧盘通过V型板条破碎水流，增加汽水接触面积，促进气体逸出。
四、除氧器的运行与维护
在运行过程中，除氧器可能会出现一些异常情况，如压力突升或突降、水位异常等。这些异常通常是由于进水量变化、负荷波动或设备故障引起的。运行人员需要及时调整，确保除氧器的正常运行。
此外，除氧器的维护也非常重要。在停运期间，如果停运时间较短，可以通过稍开备用汽源进行热态保护；如果停运时间较长，则需要放净内部积水，进行充氮保护，防止设备内壁受到腐蚀。
五、除氧器的性能与安全
除氧器的性能主要体现在其除氧效果和储水能力上。正常情况下，除氧器出口的含氧量应控制在5μg/l以下，确保给水的纯净。此外，除氧器还具备较大的储水能力。为了确保安全，除氧器配备了多种保护装置，如安全阀、溢流管和紧急放水管等。