十五种锅炉给水除氧技术的比较和说明

十五种锅炉给水除氧技术的比较和说明

锅炉给水为什么要除氧

锅炉系统的腐蚀主要来自氧腐蚀和弱酸性腐蚀。氧腐蚀中的氧主要来自给水中的大气溶解；弱酸性腐蚀即CO2溶解于水形成碳酸腐蚀，弱酸性腐蚀中CO2来自大气溶解或锅炉给水中存有碳酸氢根，碳酸氢根受热分解成CO2溶于水中。

弱酸性腐蚀会造成锅炉系统设备及管线金属均匀变薄，氧腐蚀会在锅炉受热面、炉管、系统设备及管网造成点蚀和氧化铁垢下腐蚀。氧腐蚀和弱酸性腐蚀均会造成锅炉系统水中全铁超标，锅炉系统水铁离子超标时，锅炉水颜色发黄、严重的炉水发红；蒸汽锅炉系统水铁离子超标时大于700ug/L，凝水颜色由纯净开始发黄、发红、严重时发黑，腐蚀更严重时凝水会显示酱油色。

除氧是锅炉给水处理工艺过程中重要环节。氧腐蚀性物质氧化铁会进入锅炉内，沉积或附着在锅炉管壁和受热面上，形成难溶而传热不良的铁垢，降低热交换速率，让锅炉出力效率下降，浪费能源，同时传热不良的铁垢附着在炉管上，容易让炉管过热蠕胀，从而引发爆管事故；氧腐蚀的铁垢会造成管道内壁出现点蚀和坑蚀，管道腐蚀严重时，会发生管道穿孔、泄漏甚至爆炸事故。GB/T1576-2008工业锅炉水质国家标准规定：蒸发量大于等于2吨每小时的蒸汽锅炉和水温大于等于95℃的热水锅炉都必须除氧，并且根据锅炉工作压力的不同，要求将给水溶解氧控制在合格的范围内。

锅炉系统存在弱酸性腐蚀时，如果除氧器效率不高，给水中有氧存在，则锅炉系统腐蚀加速。锅炉系统弱酸性腐蚀好控制，只需要提高炉水的PH值，中和弱酸性便能很好控制腐蚀。故下面主要讲讲如何控制锅炉系统氧腐蚀，介绍一下十五种锅炉给水除氧技术的比较和说明。

十五种锅炉给水除氧技术的比较和说明之一——热力除氧

热力除氧一般分为大气式热力除氧和喷射式热力除氧。原理是将锅炉给水加热至102-104℃，使氧的溶解度减小，水中氧不断逸出，再将水面上产生的氧气连同水蒸汽一道排除，这样能除掉水中各种气体（包括游离态CO2，N2）。除氧后的水不会增加含盐量，也不会增加其他气体溶解量，操作控制相对容易，而且运行稳定、可靠。热力除氧是应用最多的一种除氧方法。

热力除氧优点：技术已经非常成熟，操作的控制来方法简短，稳定可靠。

热力除氧优缺点： 蒸汽消耗量大，一般需消耗锅炉产汽量的18-20％；温度控制范围较窄，只有2℃左右，负荷适应能力差，在实际运行中，由于锅炉热负荷经常发生变动、管理操作水平不高，会导致锅炉热力除氧设备有效运行的必需条件不能满足，除氧效率及除氧效果不够理想；热力除氧会造成锅炉给水温度过高，使锅炉给水设备和省煤器的运行的经济性和安全指际大幅降低；热力除氧初期投资比较大，应用于热水锅炉效果不好，热力除氧方法还要求有蒸汽供应，有汽源的情况下可以考虑。

十五种锅炉给水除氧技术的比较和说明之二——真空除氧

真空除氧技术是在低于大气压力下进行除氧的，属于低温除氧。常用的真空除氧系统有2种，即蒸汽喷射和水喷射。真空除氧可以用热水加热，对于给水温度要求比较低，所以比较适用于热水锅炉系统。相对热力除氧技术来说，它的加热条件有所改善，锅炉房自耗汽量减少，但热力除氧的大部分缺点仍存在。真空除氧的高位布置，对运行管理喷射泵、加压泵等关键设备的要求比热力除氧更高。低位布置也需要一定的高度差，而且对喷射泵、加压泵等关键设备的运行管理要求也很高，另外还增加了换热设备和循环水箱。真空除氧能利用低品位余热，可用射流加热器加热软化水，又能分级及低位安装。

真空除氧优点：是在低于大气压力下进行除氧的，属于低温除氧，给水温度相对降低。

真空除氧缺点：系统设备多，附属设备增加，期投资大，运行费用较高；要保证真空除氧效果，必须保持整个系统的严密性和真空度，对系统设备的要求较高，由于热负荷经常波动，很难保证系统的气密性，对运行管理水平要求比较高；仍然消耗较多的热量对给水进行加热真空除氧。

十五种锅炉给水除氧技术的比较和说明之三——联铵再生树脂除氧

联铵再生树脂除氧是以联氨为再生剂的树脂除氧器。

联铵再生树脂除氧优点：属于低温除氧技术，给水温度相对降低，不带入任何电解质。

联铵再生树脂除氧缺点：树脂除氧用联铵再生处理后的水有毒，因而锅炉所产蒸汽及热水均不可与人体接触；树脂的再生方式受到限制，所以除氧效果难以达标。

十五种锅炉给水除氧技术的比较和说明之四——亚硫酸钠再生树脂除氧

亚硫酸钠再生树脂除氧是以亚硫酸钠为再生剂的树脂除氧器。

亚硫酸钠再生树脂除氧优点：属于常温除氧技术，给水温度相对降低，不带入任何电解质。

亚硫酸钠再生树脂除氧缺点：亚硫酸钠再生效果有限，设备运行再生一定时间后需用联铵活化，且再生过程较为复杂繁琐 ，再生后冲洗耗水量较大。

十五种锅炉给水除氧技术的比较和说明之五——钢屑除氧或铁屑除氧

钢屑除氧，水经过钢屑过滤器，钢屑被氧化，把水中的溶解氧除去。这种方法有独立式和附设式两种。此法水温要求大于70℃，以80~90℃温度效果最好，温度20~30℃除氧效果最差。钢屑要求压紧，越紧越好，水中含氧量越大，要求水流速降低。因为钢屑除氧自应用以来技术改进和提高不大，除氧效果也不太可靠，一般用在对给水品质要求不高的小型锅炉房，或者作为热力网补给水，以及高压锅炉热力除氧后的补充除氧，一般仅作辅助措施。

钢屑除氧或铁屑除氧优点：操作方便，装置比较简单，节省投资。

钢屑除氧或铁屑除氧缺点：当水温过低或氢氧根碱度过大的时候，钢屑表面发生钝化，都会影响除氧效果，同时更换钢屑需要较大的劳动强度。除氧效果不稳定、失效快、不理想、不太可靠，设备处理后会增加水中铁离子的含量。

十五种锅炉给水除氧技术的比较和说明之六——海绵铁除氧

海绵铁除氧属化学除氧，它采用专门生产的活性海绵铁来去除水中溶解氧，海绵铁主要成分是铁，其疏松多孔的内部结构，提供的比表面积是普通铁屑的5-10万倍，含有氧气的水进入海绵铁除氧器，穿过海绵铁滤料层，可使水中的溶解氧与铁发生迅速的氧化反应，从而把水中的氧去除掉，其反应方程式为：

2Fe2+ + 2H2O + O2→2Fe(OH)2

4Fe(OH)2+ 2H2O +O2→4Fe(OH)3

海绵铁除氧优点：常温除氧，进水无需加热，系统可随时供水；装置简单，设备可低位布置，占地面积小，操作方便，节省投资；再生只需反洗，反洗排水无毒，无腐蚀；海绵铁的滤料消耗量很低，处理每立方米水仅消耗25g左右，根据处理水量与水质的不同，一般3 - 6个月补充一次即可。

海绵铁除氧缺点：不经过软化的水易使海绵铁滤料除氧剂表面发生钝化，使其氧化反应速度减慢，而影响除氧效果，故应先软化再除氧；处理后会增加水中铁离子的含量，对于蒸汽锅炉或对给水铁离子有严格要求的给水除氧来说，必须加装除铁装置。

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十五种锅炉给水除氧技术的比较和说明之七——解析除氧

解吸除氧是利用物理－化学相结合原理将水中溶解氧脱除的方式。解析除氧其工作原理是将待处理的水由除氧泵输送至引射器，水以一定流速通过引射器时，形成一定的负压，将不含氧的气体吸入。水与无氧气体在混合管中充分混合，然后进入解析器，水中溶解的氧在解析系统中扩散到无氧气体中。带氧气体自解析器顶部进入气水分离器，经气水分离器脱水后进入换热器升温至60~80℃左右，进入加热器，然后进入反应器，与反应器中的还原剂反应后重新成为无氧气体，再进入下一个循环，从而达到连续工作的除氧目的。

解析除氧优点：待除氧水不需要预热处理，因此不增加锅炉房自耗汽；解析除氧设备占地少，金属耗量小，从而减少基建投资。

解析除氧缺点：管道系统及除氧水箱系统密封难以保证；装置调整复杂；木炭炉反应效率差，木炭更换周期短，装卸麻烦，且易受潮压实或“搭棚” ，给水箱密封困难，除氧水由于溶入较多的 CO2，使给水pH值有所降低；需用电加热器加热含氧气体。

十五种锅炉给水除氧技术的比较和说明之八——亚硫酸钠除氧

亚硫酸钠除氧是炉内加药除氧，亚硫酸钠和氧的反应方程式为：

2Na2SO3+O2→2Na2SO4

按照反应式计算，除掉1g 溶氧需要100%无水亚硫酸钠7.88g,同时使水中产生约9g 硫酸钠。为使此反应进行比较彻底，则通常在锅炉水中需维持20～40ppm的过剩量，方能保证除氧效果；由于亚硫酸钠与氧反应生成的是稳定盐硫酸钠，增加了炉水中的可溶性固形物，使水质劣化，锅炉必须增加排污次数，导致化学药品的浪费和燃料费用的增加；当锅炉工作压力高于6.2MPa时，亚硫酸钠会分解，生成具有腐蚀性的硫化氢和二氧化硫，而且这些气体随水蒸汽一道排出，会引起后续设备的腐蚀：

Na2SO3+2H 2O → 2NaOH+H2SO3

H2SO3 → H2O+SO2

亚硫酸钠还可能自身发生氧化还原反应，生成硫酸钠和硫化钠：

Na2SO3 → 3Na2SO4+Na2S

生成的二氧化硫和硫化钠均有腐蚀性，因此使用亚硫酸钠作为除氧剂，实际是一种腐蚀取代另一种腐蚀；此外，将含有亚硫酸钠的给水作减温水喷入过热蒸汽来调节温度时，会导致在过热蒸汽集汽联箱和汽轮机中产生硫酸钠等盐类沉积；亚硫酸钠对金属无钝化保护作用。

亚硫酸钠除氧优点：可常温除氧；投资低，操作简单。

亚硫酸钠除氧缺点：加药量及周期需掌握严格不易控制，除氧效果不稳定；锅水含盐量增加，从而导致排污量加大，热量浪费增加；因为亚硫酸钠在锅内高温条件下会分 解生成有害气体，引起金属腐蚀，故只适用于中、低压锅炉，不能用于高压锅炉，一般用在小型锅炉房和对水质要求较高的热力系统中，作为辅助除氧方式，不适于许多有水质要求的情况；亚硫酸钠是一种较强的还原剂，贮存、配制亚硫酸钠溶液时应在密闭的、不与空气接触的容器中进行，以防止其氧化失效，实际上使用中亚硫酸钠氧化失效案例屡见不鲜。

十五种锅炉给水除氧技术的比较和说明之九——联氨除氧

联氨在碱性水溶液中是一种很强的还原剂，可将水中溶解氧还原，反应方程式为：N2H4+02 → N2+2H20

反应产物N2和H2O对热力系统和设备没有任何危害。联氨除氧多用作热力除氧后的辅助措施，以达到彻底清除水中的残留氧，并不增加锅炉水的含盐量。高压锅炉多采用联氨除氧，因联氨有毒，容易挥发，不能用于饮用水锅炉和生活用水锅炉除氧。许多锅炉使用单位正限制或不再使用此法。

联氨除氧优点：联氨与氧不增加锅炉水的含盐量，反应生成氮和水，有利于阻碍锅炉的进一步腐蚀。

联氨除氧缺点：联氨是可疑致癌物， 易挥发、有毒、易燃，在使用中应注意安全与防护、不能用于生活用锅炉；联氨过剩量应适宜，过剩量太大可能将反应不完全的联氨带人到水蒸气中去。

十五种锅炉给水除氧技术的比较和说明之十——过滤式分离除氧

过滤式分离除氧主要是利用分子筛（ 或半透膜等）的分离效果将水中的氧滤掉， 或先将氧从水中分离出来， 再用将混合气体中的氧除去。

过滤式分离除氧优点：运行成本及维护费用较低；除氧效果能稳定，是理想的除氧方法。

过滤式分离除氧缺点：技术本身有一定要求；前期投资高，国内应用较少。

十五种锅炉给水除氧技术的比较和说明之十一——BF-31T凝水保护剂除氧

BF-31T凝水保护剂属于炉内加药法，BF-31T凝水保护剂并不是与氧反应的传统除氧方法，而是采用隔离氧从而达到保护锅炉设备、管线及整个系统防止腐蚀，从而达到比传统除氧方法更好效果。BF－31T凝结水系统保护剂具有最佳气液相比，加入锅炉系统后，BF－31T凝结水系统保护剂会在锅炉水的汽相侧金属和液相侧金属表面形成单分子层保护膜，该膜不仅具有吸附及憎水作用，还不影响锅炉受热面及炉管和换热器热传导效率。该膜的分子间隙比CO2、O2的截面小，从而防止了系统氧腐蚀和由CO2引起的弱酸腐蚀的发生，既保证蒸汽冷凝水铁离子浓度达到国标GB1576-2008《工业锅炉水质》要求，从源头杜绝了铁离子产生，又能让发黄的冷凝水和红色的炉水在72小时内颜色回归正常，保护了锅炉用汽系统和冷凝水回收系统的设备或管网，让整个锅炉系统设备和管线不再腐蚀、穿孔、泄露，除去锅炉系统安全运行隐患，延长设备使用寿命，真正实现了正本清源、标本兼治。

BF-31T凝结水系统保护剂除氧技术是传统除氧工艺的升级迭代，其隔离氧和CO2，从而保护锅炉整个系统设备及管网，不仅避免氧腐蚀，而且还避免了CO2的弱酸性腐蚀，一举三得。很多用户企业都是经历了从关注了解到试用BF-31T凝结水系统保护剂除氧技术的过程，使用企业有北京华腾化工有限公司，廊坊经济技术开发区、国家电投集团、黄河水电新能源分公司、新疆聚酯有限公司、大连轮胎厂、北京丽华饭店、北大荒麦芽厂，鄂尔多斯色连二矿，北京宋庄供热公司等。

BF-31T凝水保护剂除氧优点：尤其适合蒸汽锅炉；保护整个锅炉系统设备及管网，不仅避免氧腐蚀，而且还避免了CO2的弱酸性腐蚀；炉水铁离子含量大幅下降，凝水铁离子含量迅速达标，见效迅速、效果明显；系统设备使用寿命延长，综合效益好，性价比高。BF-31T凝水保护剂除氧缺点：无毒，对蒸汽品质要求较高得锅炉慎重使用，如蒸汽直接参与蒸煮食品、药品等。

十五种锅炉给水除氧技术的比较和说明之十二——丙酮肟除氧

丙酮肟简称DMKO，又称为二甲基酮肟，丙酮肟有较强的还原性，很容易与给水中的氧反应，降低给水中的溶解氧含量；无毒性，在中、高压锅炉给水中取代联氨等传统化学除氧剂的理想产品。使用时，控制给水中丙酮肟过剩量为15～40μｇ/Ｌ。

丙酮肟除氧优点：无毒、无环境污染；丙酮肟同金属发生钝化反应，可作为锅炉酸洗后的钝化剂

丙酮肟除氧缺点：新型除氧剂，使用经验和方法需进一步累计和完善；有用户使用二甲基酮肟后发现锅炉受热面腐蚀后爆管得情况。

十五种锅炉给水除氧技术的比较和说明之十三——碳酰肼除氧

碳酰肼也称二氨基脲，别名卡巴肼，分子式 CON4H6，它是联氮的衍生物，是美国Nalco化学公司于1981年公开的专利，在除氧效果及金属纯化方面均优于联氨，碳酰肼在水处理领域可用作锅炉水的除氧剂，还用作金属表面的钝化剂，以降低金属的腐蚀速度。碳酰肼可与水中溶解氧反应生成二氧化碳、氮气和水，碳酰肼和氧的反应如下：

CON4H6+ 2O2= 2N2 + 3H2O + CO2

使用碳酰肼的时机在热力除氧之后。1mol氧的碳酰肼用量为0.5mol，

碳酰肼除氧优点：毒性小、熔点高、使用安全环保。

碳酰肼除氧缺点：一般作为辅助热力除氧使用。

十五种锅炉给水除氧技术的比较和说明之十四——乙醛肟除氧

乙醛肟分子式:C2H5NO ，乙醛肟是一种毒性小的还原剂，20世纪90年代它作为锅炉水除氧剂取代了毒性大的联氨，且它除氧效果是联氨的四十倍，因而它作为新型除氧剂国内在热电厂中应用比较广泛。利用补给水加药方式向机组投加乙醛肟，可达到很好的除氧效果 ，尤其是以除盐水直接补充到凝汽器的补水方式，利用乙醛肟在低温下可除氧且速度快的特性，大部分氧在凝汽器中即可除去， 缓解高压加热器及其管道的腐蚀。

乙醛肟除氧优点：低温下可除氧，除氧速度快；毒性小。

乙醛肟除氧缺点：蒸气与空气混合可爆；可燃性危险特性，易燃; 高热放出有毒氮氧化物气体；储存远离火种、热源，库温不宜超过30℃。

十五种锅炉给水除氧技术的比较和说明之十五——异抗坏血酸及其钠盐除氧

异抗坏血酸及其钠盐属低挥发性除氧剂，异抗坏血酸用作除氧剂是美国Nalco 化学公司于1981年公开的专利，它是维生素C(L-抗坏血酸)的同分异物体，它和溶解氧的反应很复杂，因为它需要经历几个中间步骤才能完成，目前还不完全清楚其机理，由于其安全性，用于食品、饲料方面的除氧剂用途较为广泛。在我国，作为锅炉水除氧剂也有一些厂家在使用，异抗坏血酸及其钠盐铁在降低铁离子含量和降低给水系统腐蚀速度等方面优于联氨，且最终分解产物是CO2 ，因而不会产生汽轮机低 压缸有机酸腐蚀问题。

异抗坏血酸及其钠盐除氧优点：除氧速度快；无毒安全。

异抗坏血酸及其钠盐除氧缺点：需控制其稀溶液中微生物生长的问题；异抗坏血酸钠高温下分解产生腐蚀性溶解固形物，在300℃下分解产物为71.07%乳酸，20.48%乙酸盐，8.44%甲酸盐，钠盐将影响水和蒸汽的电导率；只能除氧而没有钝化作用。

锅炉给水除氧方法有很多，要想除氧防止锅炉系统腐蚀，提高锅炉高效经济、稳定安全运行，必须结合炉型和用户实际使用情况，根据锅炉的热力参数、水质、吨位、负荷变化、经济条件等情况综合考虑，因地制宜选用。

十五种锅炉给水除氧技术的比较和说明（颜辉）