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热力除氧器锅炉除氧温度和压力的计算

热力除氧器锅炉除氧温度和压力的计算 

热力除氧器锅炉除氧温度和压力的计算基于热力学原理和物质平衡,需综合考虑目标含氧量、进水工况及设备特性。核心计算要点如下:
一、
热力除氧器基本原理
亨利定律:水温一定时,水中溶解气体量与液面该气体分压成正比。
道尔顿定律:混合气体总压等于各组分分压之和2。加热使水达饱和温度时,水蒸气分压趋近总压,不凝性气体(如氧气)分压趋近零,促使溶解氧析出。
二、热力除氧器关键计算参数
饱和温度与压力对应关系
压力确定温度:
热力除氧器工作压力(绝对压力)直接影响所需饱和温度。
示例:
工作压力0.2MPa→饱和温度≈120℃
大气式除氧器(0.018MPa)→饱和温度≈104℃
需查压力-温度对照表获取精确值4。
除氧效率计算
溶解氧差值:ΔC=C-C
C:进水温度下饱和含氧量(查表得,例:20℃时为9.17mg/L)
C:目标含氧量(如≤0.05mg/L)1
示例:若C=9.17mg/L,C=0.05mg/L,则ΔC=9.12mg/L。
蒸汽消耗量计算(热平衡)
公式:
G=[G_w×(i-i)]/[η×(i-i)]
G:加热蒸汽量(t/h)
G_w:给水流量(t/h)
i:进水焓值(kJ/kg,与温度相关)
i:
热力除氧器出水焓值(对应压力下饱和水焓)
i:蒸汽进汽焓值(kJ/kg)
η:散热系数(通常取0.97–0.99)
示例:
工况:G_w=660t/h,i=504.3kJ/kg,i=604.57kJ/kg,i=2747.5kJ/kg,η=0.97
结果:G≈31.8t/h。
三、
热力除氧器参数设计要点
温度要求:
水温必须达到对应压力下的饱和温度,否则氧分压无法降至零。
温度不足将导致除氧不彻底。
压力选择:
低压除氧(0.018MPa):适用低压锅炉,饱和温度≈104℃。
中高压除氧(如0.2MPa):需饱和温度≈120℃。
含氧量标准:
锅炉压力<5.83MPa:溶解氧≤15μg/L。
压力>5.88MPa:溶解氧≤7μg/L;超临界锅炉需<5μg/L。
四、
热力除氧器经济性考量
热力除氧蒸汽消耗量通常占锅炉总产汽量的10%–15%,影响系统热效率。
可通过预热进水(如用省煤器)降低蒸汽消耗5。
五、热力除氧器计算步骤总结
确定目标含氧量C(依据锅炉压力等级)。
根据进水温度t查表得饱和含氧量C,计算ΔC。
选定工作压力,查表得对应饱和温度。
计算热平衡:
输入:G_w、t→得i;
输出:饱和水焓i(对应T)、蒸汽焓i;
代入公式求G。
注:实际设计需结合除氧器结构(如卧式尺寸)、传质效率(如小气泡析出阶段去除80%–90%氧)综合优化。