一.目前水循環脫氣除氧的現狀
在工業鍋爐水質(GB1576-2001)中規定:爐外化學處理時給水溶氧量≤0.1mg/L,鍋水當額定功率<4.2MW的承壓鍋爐和常壓鍋爐應盡量除氧,額定功率≥4.2MW的承壓鍋爐應除氧。北京市供熱采暖水質及防腐技術規程(DBJ01-619-2004)中規定:與熱源間接連接的二次水供暖循環水溶氧量≤0.1mg/L,與鍋爐房直接連接的供暖(無壓熱水鍋爐除外),循環水溶氧量≤0.1mg/L。工業循環冷卻水處理規范(GB50050-95)規定:換熱設備的冷卻水側管壁腐蝕率小于0.125mm/a,銅、銅合金和不銹鋼管壁的腐蝕率小于0.005 mm/a。對敞開式循環冷卻水游離氧=0.5-1.0mg/L。水的溶解氧控制問題是極為嚴重的問題,目前我國的水循環很難達到上述要求,其溶氧量一般都在2 mg/L以上,有的甚高達5.3 mg/L。
國內外有關學者對鋼制散熱器的腐蝕機理進行了多年的探討后認為:從腐蝕狀況分析,氧化腐蝕及各種氧濃差腐蝕(如縫隙腐蝕、水線腐蝕、點腐蝕、垢下腐蝕)是鋼制散熱器腐蝕及穿孔的主要原因。
在我國目前的供暖及制冷水循環中,除少數大型規范進行了除氧外,大部分都未采取主動的脫氣措施,而是通過控制管線安裝坡度,設置頂部自動排氣閥,換熱器通過人工排氣閥排氣等。這些措施雖然能起到一定的作用,但卻不能從根本上解決問題,造成很多運行不正常,影響采暖或制冷。同時由于水中含有氧氣而使得供熱(制冷)管道和鋼制散熱器腐蝕、穿孔漏水的現象大量發生,直接影響到整個的。散熱器廠家不得不花費大量人力物力去做散熱器的內防腐,即便如此,其防腐仍不滿意。而在歐洲因為水質控制很嚴格,鋼制散熱器不進行內防腐,卻幾乎未發生腐蝕漏水的問題。因此,采取在線脫氣除氧,對進行主動的防護,是一種很好的途徑。
二.真空脫氣原理
英國人威廉姆-亨利是一名化學家和物理學家,他于1803年創立了氣-液吸附的亨利定律。根據亨利定律,氣體在水中溶解度與水溫和壓力相關,在一定溫度下,與氣體的壓力成正比。在一定的壓力下,水溫降低,氣體溶解度增加,水溫升高,氣體溶解度降低。當降低水面的壓力,則可在較低水溫下,使溶于水中的氣體析出,從而除去水中的氣體(見附圖:空氣在水中的溶解度曲線)。
由圖中可見,當水處于負壓狀態下,水的沸點會降低,溶氣量也會降低。例如,在表壓-0.075MPa條件下,水的沸點約為65℃,此時水中的溶氣量趨于0。
真空脫氣(脫氧)機就是通過在機器中產生真空,將水中的游離氣和溶解氣釋放出來,再通過自動排氣口排出,脫氣后的水再注入,這些低含氣量的水是不飽和水,對氣具有高度的吸收性,它將吸收中的氣體以尋求氣水平衡。真空脫氣機每20~30秒鐘重復一次這樣的循環。如此循環往復,將水中的氣體脫除。