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化學除氧執行小結
- 由 華工藝人 發表于 綜合
- 2021-12-26
除氧器怎麼工作的
一、除錯目的
二、產品介紹
三、氧腐蝕的危害
四、除錯過程及資料
五、經濟效益分析
六、結論
七、附錄：2017年11月30日至12月13日除錯資料及說明
一、除錯目的
公司三臺150噸/時迴圈流化床鍋爐為中高壓鍋爐，正常執行時汽包給水溶解氧含量約80
μg/L
，高於火力發電機組及蒸汽動力裝置水汽質量（GB/T12145-2008）標準值15
μg/L，
系統存在氧腐蝕，嚴重威脅鍋爐裝置，對鍋爐系統長週期執行造成嚴重危害。同時為了降低鍋爐給水溶解氧，必須提高除氧溫度至150度以上，增加除氧蒸汽消耗量，進而在生產蒸汽負荷較高時造成鍋爐供汽緊張。為了解決以上問題，公司與化學除氧藥劑生產公司分別於2017年11月30日至12月13日、和2018年11月23日至11月27日先後兩次合作進行了有關使用深度脫氧劑的藥劑安全性、除氧可靠性及節能效果的試驗。
二、深度脫氧劑產品介紹
脫氧劑由新型有機脫氧劑、緩蝕鈍化劑、酸鹼平衡劑等組成，能高效、快速去除給水中的溶解氧，使金屬表面鈍化，從而達到防止金屬腐蝕的目的。本產品可輔助以熱力除氧方式進一步降低給水中殘餘溶解氧含量，使之達到國家標準要求（GB/T12145-2008），同時可使裝置系統在更安全、更經濟地條件下執行。另外，除氧劑中有效成份能與系統中的銅、鐵等金屬氧化物反應，使金屬鈍化，起到緩蝕和鈍化的作用，它能使金屬表面形成一層緻密的Fe3O4保護膜。在不影響鍋爐系統的傳熱情況下，使鍋爐系統得到嚴密的保護，是一種新型高效的鍋爐給水脫氧劑、防腐緩蝕劑。適用於執行壓力在3。8～9。8MPa之間的蒸汽鍋爐、火力發電機組等。
三、氧腐蝕的危害
1、氧腐蝕是鍋爐系統最常見、危害最嚴重的一種腐蝕形態，溶解氧隨給水進入鍋爐後，在鍋爐工作溫度及壓力下，分別以化學腐蝕、電化學腐蝕、濃差腐蝕等形式對鍋爐本體、給水管網等部位造成腐蝕甚至潰瘍穿孔等，對金屬強度損壞十分嚴重，是影響鍋爐安全及使用壽命的重要因素。在鍋爐水系統中，當金屬與溶解氧接觸時，由於金屬表面的不均勻性和水的導電性，在金屬表面會形成許多腐蝕微電池，微電池的陽極區和陰極區分別發生下列氧化反應：
在陽極區：Fe→Fe2++2e
在陰極區：1/2O2+H2O+2e→2OH-
上述反應所產生的腐蝕稱為氧的去極化腐蝕，或簡稱氧腐蝕。
鐵受到溶解氧腐蝕後產生Fe2+，它在水中進行的二次反應為：
Fe+1/2O2+H2O→Fe（OH）2
4Fe（OH）2+ O2+2H2O→ 4Fe（OH）3
鍋爐腐蝕主要來源於水中溶解氧的腐蝕。氧腐蝕的特點為點腐蝕，逐步形成腐蝕坑，嚴重時可造成穿孔，對鍋爐的安全執行造成極大的危害。其主要腐蝕位置是省煤器、下降管等受熱面部位。公司3臺鍋爐均為工作壓力5。32MPa的中高壓鍋爐，裝置內部一旦形成腐蝕，相對於低壓鍋爐，更容易造成裝置損壞、管道爆管的情況，嚴重威脅現場操作人員的人身安全，對於鍋爐的安全執行造成重大隱患。
2、鍋爐氧腐蝕形成以後，鍋水中
Fe3+
明顯增加。隨著鍋爐的執行，會形成鐵垢。鐵垢會附著在受熱面上，影響鍋爐的傳熱，導致鍋爐熱效率降低，執行費用增加。鐵垢附著裝置表面以後，會形成垢下腐蝕，同氧腐蝕一樣威脅鍋爐的執行安全。
3、鍋爐除氧效果的好與壞，直接影響鍋爐裝置的使用壽命，除氧效果不理想，造成氧腐蝕，隨著鍋爐的執行，故障率明顯增加，維修工作量大大提高，維護費用增加，停爐次數增多，嚴重影響生產效率。隨之鍋爐的使用壽命也會明顯減少，很多鍋爐因為氧腐蝕的問題，而導致年審未透過提前報廢。
四、除錯過程及相關質量記錄
1、2018年11月23日14時至24日11時，藥劑公司技術人員到現場協同公司生產部、車間技術人員對公司鍋爐系統執行工況及資料進行統計記錄，同時對給水溶解氧含量進行檢測，記錄系統加藥前的執行資料。
2、11月24日12時至26日10時，此過程為投加藥劑公司深度脫氧劑進行除錯時段。
3、11月26日10時-27日16：40分，此過程為除氧器執行溫度在104℃左右，汽包給水氧含量一直保持≤15μg/L時的資料記錄。
以上為除錯過程，具體質量記錄見下表：
表1 公司深度除氧資料記錄表
資料說明：
11月23日14點至11月24日11點，為執行單一熱力除氧的溶解氧含量，之後為深度脫氧劑輔助除氧後的溶解氧含量，從表中可以看出，在單一熱力除氧的工況下，溫度在118℃左右時，給水溶解氧含量基本維持在70～140μg/L，並時有波動。遠遠超出國標要求。
11月23日14點至11月25日11點（共45個小時），此階段除氧器執行平均溫度為117。6℃，熱力除氧共消耗蒸汽1613。8噸，平均每小時消耗蒸汽35。9噸；
3、11月26日10點至11月27日17點（共31個小時），熱力除氧器執行平均溫度為103。8℃，並投加脫氧劑輔助除氧，在使用深度脫氧劑後，溶解氧含量明顯下降，均為15μg/L以下，達到國標要求（根據12145-2008火力發電機組水質標準要求，給水溶解氧≤15μg/L）。熱力除氧共消耗蒸汽822噸，平均每小時消耗蒸汽26。5噸；
4、在調整完成後，公司相關人員與藥劑公司人員共同對藥劑投加量和除氧效果進行了檢測，以確保資料的精確性。
5、藥劑使用量
從24日開始投入深度脫氧劑，藥劑廠家人員協同公司生產部、車間相關人員對除氧效果、蒸汽量等資料進行統計。
27日10：30分至16：40分公司相關人員及藥劑公司技術人員對加藥量及各項質量記錄進行時時跟蹤，在控制鍋爐省煤器入口給水溶解氧控制在15微克/升以下情況下對藥劑量、蒸汽量進行統計，具體資料見下表：
表2 時時跟蹤深度除氧藥劑用量及鍋爐負荷統計表
注：藥箱標準計藥量： 9.5釐米=25公斤（此計量標準為現場實測，公司人員全程陪同）
五、經濟效益分析
1、2018年11月23日至11月27日除錯經濟分析
使用深度脫氧劑前後，對除氧自耗蒸汽量進行了記錄，統計如下：
1）11月23日14點～11月24日17點（共45個小時），此時熱力除氧平均溫度為117。6℃，未降溫前鍋爐自用蒸汽共消耗1613。8噸。
每小時自耗蒸汽量為：1613。8噸÷45小時＝35。9噸
2）11月26日10點～11月27日17點（共31個小時），此時熱力除氧平均溫度為103。8℃，在溶解氧合格前提下自耗蒸汽量共消耗822噸。
每小時自耗蒸汽量為：822噸÷31小時＝26。5噸
此階段三臺鍋爐共生產蒸汽9861噸，每小時產汽量為：
9861噸÷31小時＝318噸
3）每天節約效益（蒸汽按100元/噸計算）：
節約自耗蒸汽成本：
（35。9-26。5）噸/h×100元/噸×24h/天＝22560元/天
使用深度脫氧劑費用：
30。4g/t水×318噸/h×24h/天×42元/Kg＝9744。5元/天
淨節約成本：
22560元/天－9744。5元/天＝12815。5元/天
以上累計資料均來自公司車間DCS上統計資料。
2、2017年11月30日至12月13日除錯經濟分析
使用深度脫氧劑前後，對除氧自耗蒸汽量進行了記錄，統計如下：
1）加藥前：12月1日8點~12月7日4點，此時熱力除氧溫度為121℃左右，加藥前自耗蒸汽量共消耗4260噸。
三臺爐每小時自耗蒸汽量為：4260噸÷140小時＝30。4噸
2）加藥後：12月7日10點~12月13日9時合計143小時，此期間9日16時至10日10時，由於氣溫大幅下降，在除氧器排氣管未做保溫的情況下，為了防凍，臨時提升了除氧器溫度，共計19小時，此時間段資料需要去除處理，剩餘的124小時熱力除氧溫度保持在100~104左右，共消耗自耗蒸汽量為2200噸（143小時共消耗自用蒸汽量為2642噸，扣除提溫時段自用蒸汽量442噸）。
每小時自耗蒸汽為：2200÷124小時＝17。7噸
3）每天節約效益（蒸汽按100元/噸計算）：
節約自耗蒸汽成本：（30。4-17。7）×100元/噸×24h＝30480元/天
使用深度脫氧劑費用：36g/t水×318噸/h×24h×42元/Kg＝11540元/天
淨節約成本：30480元－11540元＝18940元/天
注：相關除錯資料及說明見附錄
3、夏季使用化學藥劑輔助除氧節能情況預算
根據公司歷史資料，公司夏季一般執行2臺鍋爐，平均每小時產汽量為260噸，約為冬季產汽量的80%。（以下計算以2018年11月23日至11月27日除錯資料為基礎進行推算）
則改用化學除氧後每小時可節約蒸汽：9。4噸/h×80%=7。52噸/h
節約自耗蒸汽成本：
7。52噸/h×100元/噸×24h/天＝18048元/天
使用深度脫氧劑費用：
30。4g/t水×（260-7。52）噸/h×24h/天×42元/Kg＝7736。8元/天
淨節約成本：
18048元/天－7736。8元/天＝10311。2元/天
4、省煤器出口水溫變化情況
在使用熱力除氧時鍋爐給水溫度（118℃左右）比使用化學除氧（104℃左右）時高，但是因為低溫水進省煤器及鍋爐能夠更充分的吸收鍋爐煙氣中的熱量，因此這14℃的溫差可以透過多吸熱彌補回來。透過2018年11月23日至11月27日期間的資料可以看出，除氧器在104℃與118℃執行時，省煤器出口水溫都在220～230℃之間波動，沒有降低的趨勢。
六、結論
結合兩次除錯相關資料分析，使用深度脫氧劑進行深度除氧對比僅使用熱力除氧的方式有以下幾點優勢：
1。經過兩次試驗，共計投加藥劑10余天，藥劑消耗量3。2噸。在這期間公司產品生產產量與品質穩定，充分說明投加脫氧劑對公司鍋爐系統及產品、生產工藝等均未造成任何不良影響。
2。確保鍋爐給水溶解氧含量符合國家標準（GB/T12145-2008）的處理要求；長期使用可在金屬表面形成完整、緻密的保護膜，有效減緩或杜絕熱力系統發生腐蝕，保障鍋爐系統安全經濟執行。
3。節約熱力除氧自耗蒸汽消耗量，減少燃煤消耗，藥劑使用費用佔節約自耗蒸汽費用50%以下，降低了生產成本。
4。除氧速度快，穩定性強，效果明顯；
5。操作簡便，加藥精確，易於管理。
兩次除錯期間，藥劑公司先後啟用技術人員6人（8人次）、準備調試藥劑4噸、加藥裝置4套（義大利進口加藥泵4臺、加藥桶4個）。累計除錯時間為21天，記錄除錯資料1800多個，兩次除錯共投入30餘萬（包括藥劑、運費、人員差旅、食宿等），透過這兩次完美的除錯，讓公司更清晰、全面的瞭解化學除氧的除氧效果和節能潛力，最終促成供
、
需雙方在互利共贏的目的下友好合作。
七附錄：2017年11月30日至12月13日除錯資料及說明
時間
除氧器溫度（℃）
溶解氧（μg/L）
備註
1#
2#
3#
1#
2#
11。30
10：00
119
115
117
200
204
14：00
119
116
118
214
194。6
15：00
115
110
114
129。5
111
12。01
9：00
123
117
122
142。3
135。1
10：00
123
117
122
139。6
132。8
14：00
127
120
126
95。5
58。4
15：00
128
121
126
64。6
69。2
12。02
8：00
126
119
124
124。0
125。3
10：00
126
119
125
113。9
110。3
14：00
127
119
125
97。9
83。0
15：00
124
116
122
91。0
79。2
12。03
8：00
124
117
122
128。6
135。9
10：00
126
118
124
134。6
140。7
13：00
124
117
122
122。0
122。6
14：00
123
118
120
133。5
133。3
15：00
122
115
120
124。1
125。7
12。04
8：00
125
119
123
129。6
132。6
10：00
125
119
123
132。4
110。5
14：00
125
120
123
263
135。2
16：00
126
119
124
122。5
69。1
12。05
8：00
128
122
126
122。6
141。2
9：00
127
120
125
75
134。1
10：00
127
120
125
97。7
126。5
14：00
126
120
124
92。5
135。8
15：00
125
120
123
113。4
99。0
12。06
8：00
122
115
121
148。7
123。4
11：00
123
116
121
117。4
137。2
14：00
127
119
125
145。7
131。5
15：00
126
118
124
143。4
127。6
以上為加藥前的溶解氧資料，12月7日10時開始投加深度脫氧劑進行除錯
12。07
11：00
104
98
103
56。6
取樣點維修
3#加藥泵結晶堵塞
12：00
106
100
105
0。00
取樣點維修
14：00
105
99
104
0。00
取樣點維修
15：00
106
101
105
0。00
取樣點維修
開始下調藥量
8：00
106
100
104
35。5
取樣點維修
9：00
104
98
102
0。00
取樣點維修
9點以後1，2#取樣點開始加裝冷卻器施工，無法檢測直至8日晚。
12。09
8：00
102
95
100
0。00
取樣點維修
9：00
101
94
100
0。00
取樣點維修
10：00
104
97
103
4。8
3。0
11：00
104
97
103
7。9
6。3
13：00
105
97
103
0。00
1。0
14：00
104
97
103
7。9
5。6
15：00
104
96
102
4。0
0。9
16：00
103
95
102
2。7
0。00
12。10
8：00
112
105
111
3。7
0。00
9：00
112
105
111
4。7
0。00
10：00
107
99
105
2。6
0。00
11：00
107
99
105
3。9
0。00
12：00
106
98
104
7。3
0。8
13：00
105
98
104
17。9
13。2
溶解氧超標無法再下調藥量
14：00
105
98
104
18。7
13。4
15：00
104
98
103
4。7
0。00
16：00
106
99
104
3。9
0。00
12。11
8：00
105
98
103
12。3
0。00
9：00
104
98
103
9。7
2。1
10：00
106
100
104
5。8
1。6
11：00
104
98
103
9。2
5。9
13：00
104
98
103
7。9
8。4
14：00
104
98
103
6。3
7。6
15：00
106
100
104
7。8
8。3
16：00
105
99
104
6。8
8。7
12。12
8：00
106
101
105
35。3
20。9
3#加藥泵結晶堵塞
9：00
106
101
105
9。9
11。3
10：00
106
101
105
10。1
10。9
11：00
104
100
103
12。6
11。7
13：00
106
101
104
11。3
10。7
14：00
103
99
102
7。8
10。2
15：00
103
98
101
9。3
7。5
16：00
102
98
101
8。9
7。4
12。13
9：00
105
99
103
17。5
21。3
3#加藥泵結晶堵塞
10：00
104
98
102
9。8
13。6
11：00
104
98
102
12。5
13。7
13：00
104
99
103
7。3
8。6
14：00
103
98
102
5。7
0。00
15：00
97
91
95
289
312
由於調整負荷除氧器異常
從13日下午2點公司因生產需求，降低鍋爐負荷。執行工況改變，資料無意義
資料說明：
1、12月7日開始投加脫氧劑，之前為執行單一熱力除氧的溶解氧含量，之後為深度脫氧劑輔助除氧後的溶解氧含量，從表中可以看出，在單一熱力除氧的工況下，溫度在121℃左右時，給水溶解氧含量基本維持在90~140μg/L，並時有波動，最低在70
μg/L
左右，最高在200
μg/L
左右。遠遠超出國標要求。
在使用深度脫氧劑後，溶解氧含量明顯下降，均為15μg/L以下，達到國標要求。（根據12145-2008火力發電機組水質標準要求，給水溶解氧≤15μg/L）
2、12月7日和9日為調整階段，前期進行過量加藥確保每臺爐省煤器入口管給水氧含量為0微克/升，然後逐步減少藥劑投加量並時時測定氧含量，在氧含量達標後進行加藥系統最佳化，確保每臺爐汽包給水溶解氧含量均在15微克/升以下。
3、在調整完成後，藥劑公司與公司相關人員共同對藥劑投加量和除氧效果進行了檢測，以確保資料的精確性。
4、藥劑使用量
在7日開始投入深度脫氧劑，在9日10點三臺爐省煤器入口氧含量全部合格後開始藥劑公司人員協同公司生產部、技術部及車間相關人員對藥劑消耗、除氧效果、水量、蒸汽量等資料進行統計，期間用12日早10：00至下午14:15分集中進行時時跟蹤，溶解氧控制在10微克/升以下情況下對藥劑量、水量、蒸汽量進行統計，具體資料見下表：
注：藥箱標準計藥量： 9.5釐米=25公斤
位置
2#泵入口藥箱液位
3#泵入口藥箱液位
4#泵入口藥箱液位
1#鍋爐蒸汽量累計（噸）
2#鍋爐蒸汽量累計（噸）
3#鍋爐蒸汽量累計（噸）
初始液位（cm）
45.5
57
52
61744
517839
89996
最終液位（cm）
38.3
51
46.5
62173
518262
90492
消耗量（產量）
7.2
6
5.5
429
423
496
噸水耗藥劑量
36克