给水化学除氧的联氨除氧原理及加药点选择

在高压以上机组中，一般同时采用热力除氧和化学除氧两种方法。热力除氧法可将给水中绝大部分溶解氧除掉，化学除氧法可消除热力法难以完全除尽的残留溶解氧，所以这两种方法是互为补充的。

（一）热力除氧

热力除氧原理——气体溶解定律（即亨利定律）：任何气体在水中的溶解度与此气体在气水界面上的分压力成正比。当气水界面上的水蒸汽分压接近液面上的全压力时，液面上其他气体的分压力即接近于零，水就不再具有溶解气体的能力，并且溶解在水中的气体也将全部分离出来。蒸汽轮机组的凝汽器具有很高的真空度，化学补给水进入凝汽器，水中的溶解氧可大部分解吸除去，所以一般大型火力发电机组大都采用补给水送入凝汽器进行预除氧的补给方式。

影响热力除氧效果的主要因素：补给水的稳定性和雾化情况、排气的通畅情况、相应压力与饱和温度的匹配度、进水方式、蒸汽加热的均匀性、工作负荷等。

（二）化学除氧

1.联氨除氧的原理及其他作用

用来进行给水化学除盐的药品，必须具备能迅速地和氧完全反应，反应产物和药品本身对锅炉的运行无害等条件。对于高压及更高参数的锅炉化学除氧常用的药品是联氨。市售联氨一般是含量为40%的水合联氨，水合联氨在常温下挥发性不大，遇火不易燃烧爆炸。

联氨在碱性水溶液中是一种很强的还原剂。它可将水中的溶解氧还原，反应如下：

N₂H₄+O₂→N₂+2H₂O

反应产物和对于热力系统的运行没有任何害处，用联氨除去给水中氧就是利用了它的这种化学性质。

联氨和水中溶解氧的反应速度受温度、pH值和联氨的过剩量的影响。温度越高，反应越快，水温低于50℃时反应速度很慢，超过150℃时反应速度很快。联氨必须处在碱性水中才能是强的还原剂，所以，维持适当的pH值是一个很重要的条件，当pH值在9～11时反应速度最大。联氨过剩量越多，反应速度越快，除氧效果越好，但是过剩量太大不仅会多消耗药品，而且可能使反应不完全的联氨带入生活环境，产生不安全问题。

除上述作用以外，联氨在高温（T>200℃）水中，可将Fe₂O₃还原成Fe₃O₄以至Fe，将CuO还原成Cu₂O或Cu，反应式如下：

联氨的这些性质可以用来防止锅内结铁垢和铜垢。

另外，N₂H₄遇热分解

在没有催化剂的条件下，N₂H₄的分解速度决定于温度。250℃时，其分解速度约10%/min。(www.xing528.com)

根据上述联氨的性质，机组启动时，由于给水含氧量较高和一部分联氨要消耗在与金属氧化物的还原上，所以联氨的加入量要高于正常运行的剂量，有时要高出1倍。

2.联氨溶液的配制和加药系统

联氨溶液一般使用除盐水配制成0.1%～0.3%的含量，在溶液箱内搅拌均匀。而浓联氨溶液转入溶液箱的方式有多种：可以采购小瓶包装的人工倒入的方式，或可采用大桶包装的用插桶泵抽转的方式，或可以采用水力喷射器抽吸入溶液箱。若机组多、使用量较大，可以选择设计为贮存罐+计量输药泵的方式贮存浓联氨和稀释配制药液，这种系统既减少多次采购的繁琐，又能降低贮存风险和保证人身安全。

联氨加药系统一般由溶液箱和加药计量泵组成，一个加药点对应一台加药计量泵，然后根据运行泵的台数选择系统的备用泵的台数。加药泵的性能参数由给水流量和加药点的压力决定。因为联氨是一种缓蚀还原性药品，对系统溶液箱和加药泵的材质没有特殊要求，一般钢制产品就能满足其长期使用的需要。

3.联氨加药点的选择和加药控制方式

联氨加药点的位置对于其使用效果有重要影响，因此应根据热力系统的具体情况，合理选择联氨加药点。选择加药点的主要原则如下：

1）加药点的水质达到碱性。

2）有利于联氨与水中溶氧快速反应，并充分发挥联氨的缓蚀作用。

3）可以最大范围保护热力系统和设备。

4）加药点压力较低、加药管路安装检修简单易行，以降低设备投资和检修风险。

5）进入系统的联氨药剂不会浪费或形成聚集死角。

目前，联氨加药点一般选择在除氧器给水箱、下水管，给水泵进口母管、凝结水泵后出水母管。对于燃气-蒸汽联合机组，一般有两个联氨加药点：一个是给水加联氨的加药点，选择在凝结水泵出口母管；另一个是闭式循环水加联氨的加药点，选择在闭式循环水泵出口母管。

联氨加药的控制方式根据设备配置先进程度不同可以选择不同加药方式。随着我国节能变频技术的成熟与应用，加药泵在选择手动冲程计量的同时，配置电动机变频装置以达到精确调节的目的。若在线联氨表和PLC控制系统完善，则可以利用给水流量、联氨表计信号实现加药系统全自动控制。