CN204873912U - 一种锅炉用常温除氧系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种锅炉用常温除氧系统，包括水源、除氧膜组件、吹扫气源、水保安过滤器、气保安过滤器、真空泵及闭式水箱，所述除氧膜组件为筒状结构，内部设有中空纤维丝制成的中空纤维件，底部设有与水源连通的进水口，顶部设有与锅炉连通的出水口，所述除氧膜组件还设有与吹扫气源连通的进气口和与真空泵连通的出气口，所述出水口和锅炉之间设有氧量仪和闭式水箱，所述进气口设有与氧量仪控制连接的气流量控制阀，所述进水口设有与闭式水箱上液位控制器控制连接的水流量控制阀，所述水源经水保安过滤器与进水口连通，所述吹扫气源经气保安过滤器与进气口连通。本实用新型具有不消耗蒸汽、不增加水中盐份、无二次污染、自动化控制等优点。

Description

一种锅炉用常温除氧系统

技术领域

本实用新型涉及一种锅炉用常温除氧系统，用于除去锅炉给水中的氧气等气体，属于锅炉给水处理工艺设备。

背景技术

锅炉给水中的溶解氧是造成热力设备腐蚀的主要原因，因为溶解氧在高温和高压下十分活跃，会严重腐蚀金属设备，导致锅炉在运行或停用期间的氧腐蚀。常温水中氧含量约为7～9mg/L，当水中氧量超过0.03mg/L就会造成热力设备腐蚀。因此，锅炉给水除氧工艺是保护热力设备非常关键的环节。根据氧在水中溶解特性，除去水中的溶解氧的途径主要为：提高水温、降低水面氧分压、与金属或非金属化合，现有常规的除氧方法主要包括：热力除氧、真空除氧、解析除氧、化学除氧等。

热力除氧是目前运用最多的一种除氧方式，具有不但可以除氧，而且还能除去二氧化碳和氮气等气体，且不增加水中含盐量的优点，但是存在耗汽量较多、水泵易汽蚀和电耗较高、需高位布置、锅炉负荷变化大难调整和锅炉排烟温度高及热水锅炉不适用等缺点。真空除氧与热力除氧原理相同，只是工作压力低于大气压力。与热力除氧相比较，耗汽量会减少，其它热力除氧的大部分缺点仍存在，同时还有真空密封比较困难的缺点。解析除氧具有不消耗蒸汽的优点，但存在装置复杂难调，只能除氧、不能除二氧化碳，易出现碳酸腐蚀，消耗大量还原剂，且除氧极易受外界温度、气压、水温和锅炉负荷变化影响等缺点。化学除氧主要利用金属或非金属与氧化合反应生成稳固的氧化合物达到除氧目的，因为存在会增加水中的含盐量，消耗大量的还原剂等缺点，一般很少单独使用，只是作为其它除氧后的辅助除氧，除去水中超标的溶氧。这些除氧方法会存在各种的缺点：需要消耗蒸汽、体积庞大、高位布置、系统复杂、负荷适应能力差、除氧效果不稳定、增加水中盐含量、运行成本高等。而且采用上述技术，完成整个锅炉给水除氧工艺都需要人工复杂的操作，且不能准确地控制锅炉除氧过程中的操作，如果出现了偏差无法及时调整。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种无需消耗蒸汽便可以除去水中的氧气及二氧化碳等气体、不增加水中盐份、无二次污染、自动化控制的锅炉用常温除氧系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案予以实现：一种锅炉用常温除氧系统，包括水源、除氧膜组件、吹扫气源、水保安过滤器、气保安过滤器、真空泵及闭式水箱，所述除氧膜组件为筒状结构，内部设有中空纤维丝制成的中空纤维件，底部设有与水源连通的进水口，顶部设有与锅炉连通的出水口，所述除氧膜组件还设有与吹扫气源连通的进气口和与真空泵连通的出气口，所述出水口和锅炉之间设有氧量仪和闭式水箱，所述进气口设有与氧量仪控制连接的气流量控制阀，所述进水口设有与闭式水箱上液位控制器控制连接的水流量控制阀，所述水源经过水保安过滤器与进水口连通，所述吹扫气源经过气保安过滤器与进气口连通。

作为本实用新型的一种改进，所述中空纤维件为中空纤维丝编织的布状圆筒，所述中空纤维丝的内腔和所述进气口及出气口连通，所述进水口与布水管连通，所述出水口与集水管连通，布水管与集水管管身设有若干孔，布水管与集水管之间垂直设置一个挡板，所述中空纤维件缠绕在布水管与集水管上且对应挡板位置用胶体隔断固定。

作为本实用新型的一种改进，还包括锅炉用鼓风机，所述真空泵排气口与锅炉用鼓风机入口连通。

作为本实用新型的一种改进，所述锅炉用常温除氧系统包括N个串联的除氧膜组件，其中N>1，第N-1个除氧膜组件的出水口与第N个除氧膜组件的进水口连通。

作为本实用新型的一种改进，还包括水泵，所述闭式水箱一端与除氧膜组件的出水口连通，另一端经过水泵与锅炉连通。

作为本实用新型的一种改进，所述进水口的管道上设置有水流量计和液压表，所述进气口的管道上设置有气流量计和气压表。

作为本实用新型的一种改进，所述真空泵采用水环式真空泵。

作为本实用新型的一种改进，所述进水口和进气口的管道上设置有手动阀。

相对于现有技术，本实用新型的锅炉用常温除氧系统采用中空纤维丝制成的中空纤维件作为过滤膜，利用中空纤维丝的疏水性和高透气性，在真空并伴有气体吹扫的负压状态下，溶解在水中气体(氧气、二氧化碳等)可以从中空纤维丝的一侧穿过膜皮层到内腔并被吹扫气体带走排出。根据亨利定律和道尔顿分压定律，通过改变气相总压，使水中溶解氧及二氧化碳溢出。通过与氧量仪控制连接的气流量控制阀和与液位控制器控制连接的水流量控制阀，实时监控本锅炉用常温除氧系统中的气体量和给水量，便于及时作出调整。本锅炉用常温除氧系统无需消耗蒸汽便可以除去水中的氧气及二氧化碳等气体、不增加水中盐份、无二次污染、且可以自动化控制，克服了现有技术的缺陷。

附图说明

图1是本实用新型实施例1中锅炉用常温除氧系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例2中锅炉用常温除氧系统的结构示意图。

图中所示：A是吹扫气源、B是水源、C是真空泵、D是水泵、1是第一除氧膜组件、2是水保安过滤器、3是第二除氧膜组件、4是闭式水箱、5是气流量控制阀、6是水流量控制阀、7是气保安过滤器、8是氧量仪、9是液位控制器、10是气流量计、11是水流量计、12是手动阀、13是负压表、14是锅炉用鼓风机、15是液压表、16是气压表。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作详细描述：

实施例1

如图1所示，本实施例的锅炉用常温除氧系统，包括水源B、第一除氧膜组件1、吹扫气源A、水保安过滤器2、气保安过滤器7、真空泵C及闭式水箱4，所述第一除氧膜组件1为筒状结构，内部设有中空纤维丝制成的中空纤维件，底部设有与水源连通的进水口，顶部设有与锅炉连通的出水口，所述第一除氧膜组件1还设有与吹扫气源A连通的进气口和与真空泵C连通的出气口，所述出水口和锅炉之间设有氧量仪8和闭式水箱4，所述进气口设有与氧量仪8控制连接的气流量控制阀5，所述进水口设有与闭式水箱4上液位控制器9控制连接的水流量控制阀6，所述水源B经过水保安过滤器2与进水口连通，所述吹扫气源A经过气保安过滤器7与进气口连通。所述中空纤维件为中空纤维丝编织的布状圆筒，所述中空纤维丝的内腔和所述进气口及出气口连通，所述进水口与布水管连通，所述出水口与集水管连通，布水管与集水管管身设有若干孔，布水管与集水管之间垂直设置一个挡板，所述中空纤维件缠绕在布水管与集水管上且对应挡板位置用胶体隔断固定。本锅炉用常温除氧系统还包括水泵D，所述闭式水箱4一端与第一除氧膜组件1的出水口连通，另一端经过水泵D与锅炉连通。所述真空泵C采用水环式真空泵。

在实际实施中，首先安装本锅炉用常温除氧系统的各个组成结构，将第一除氧膜组件1的进水口与水源B连通，并在进水口的管道上安装水保安过滤器2和水流量控制阀6，将第一除氧膜组件1的进气口与吹扫气源A连通，并在进气口的管道上安装气保安过滤器7和气流量控制阀5，所述吹扫气源采用无氧气体。将第一除氧膜组件1的出水口安装氧量仪8，然后与闭式水箱4连通，闭式水箱4上安装有液位控制器9，闭式水箱4连通水泵D，水泵D连通锅炉。将第一除氧膜组件1的出气口与真空泵C连通。所述水流量控制阀6与闭式水箱4的液位控制器9控制连接，所述气流量控制阀5与氧量仪8控制连接。安装完成后，打开水源B，从水源B流出的锅炉供给水流经水保安过滤器2，水保安过滤器2能过滤除去5um以上的杂质，过滤后的水从第一除氧膜组件1底部的进水口流进第一除氧膜组件1，到达布水管后，遇到中央位置垂直设置的挡板，水流遇阻后经小孔流向包裹在布水管上的布状圆筒，穿过中空纤维丝编织的中空纤维件，到达布状圆筒与第一除氧膜组件1内壁的间隙处。然后，水流再次穿过中空纤维丝编织的中空纤维件，到达挡板的另一侧，进入集水管，并从第一除氧膜组件1顶部的出水口流出。水流流进闭式水箱4，然后在水泵D的作用下最终到达锅炉中。打开水源B的同时打开吹扫气源A，将无氧气体作为吹扫气通入气保安过滤器7，气保安过滤器7过滤除去5um以上的杂质，过滤后的气体通过进气口流进第一除氧膜组件1的中空纤维丝的内腔，通过内腔后从出气口流出。在锅炉供给水两次穿过中空纤维丝编织的中空纤维件的过程中，溶解在水中的气体(氧气、二氧化碳等)由于中空纤维丝的内腔存在的负压而被吸收到中空纤维丝的内腔中，并在吹扫气的作用下流向出气口，最终从真空泵C抽出。在整个系统控制的过程中，根据进气口设有的与氧量仪8控制连接的气流量控制阀5，实时监控本锅炉用常温除氧系统中的气体量和调节吹扫气源的进气量。根据进水口设有的与液位控制器9控制连接的水流量控制阀6，实时监控本锅炉用常温除氧系统中的给水量和调节水源的进水量。根据气流量控制阀5和水流量控制阀6的反馈监控，保证本锅炉用常温除氧系统安全稳定的工作。

采用上述技术，在第一除氧膜组件1内部设有中空纤维丝制成的中空纤维件，利用疏水性高分子材料如：聚丙烯、聚四氟乙烯等制成的中空纤维丝具有很好的疏水性和高透气性，在真空并伴有气体吹扫的负压状态下，溶解在水中气体(氧气、二氧化碳等)可以从中空纤维丝的一侧穿过膜皮层到内腔并被吹扫气体带走排出。中空纤维丝具有很好的疏水性，保证液体不会透过中空纤维丝泄露，其疏水寿命高达五年以上，为用户节省设备更换成本。同时，这种纯物理过滤吸收技术不具有现有技术中存在的需消耗蒸汽除去水中的氧气及二氧化碳等气体、增加水中盐份、二次污染等缺点。

本锅炉用常温除氧系统采用气流量控制阀5和水流量控制阀6的结构，通过与氧量仪8控制连接的气流量控制阀5和与液位控制器9控制连接的水流量控制阀6，实时监控本锅炉用常温除氧系统中的气体量和给水量，便于工作中及时作出调整，通过调整给水量和吹扫气体量来调整给水中的残氧量，满足给水中残氧量要求，实现本锅炉用常温除氧系统的自动化控制。采用这种技术，使整个系统更加完善和完整，具有更好的实用性。

本锅炉用常温除氧系统采用的中空纤维件为中空纤维丝编织的布状圆筒，所述中空纤维丝的内腔和所述进气口及出气口连通，所述进水口与布水管连通，所述出水口与集水管连通，布水管与集水管管身设有若干孔，布水管与集水管之间垂直设置一个挡板，所述中空纤维件缠绕在布水管与集水管上且对应挡板位置用胶体隔断固定。采用编织技术，将中空纤维丝编织成布状的中空纤维件，中空纤维件卷绕成筒状，装入第一除氧膜组件1内，扩大了中空纤维丝的有效接触面积，同时，每根中空纤维丝都被固定，不会有断丝现象，保证系统出水水质的稳定。布水管与集水管之间垂直设置一个挡板，使水流遇阻回流，增加了水流和中空纤维丝的有效接触，提高了气体被吸收的效率。

本锅炉用常温除氧系统的水源B经过水保安过滤器2与第一除氧膜组件1的进水口连通，吹扫气源A经过气保安过滤器7与第一除氧膜组件1的进气口连通。通过水保安过滤器2和气保安过滤器7的过滤作用，除去5um以上的杂质，保证了水流和吹扫气的纯净，防止管道和中空纤维丝内腔发生堵塞，延长了本锅炉用常温除氧系统的使用寿命。

本锅炉用常温除氧系统采用闭式水箱4，通过闭式水箱4的浮动薄膜装置比较彻底将水与大气进行隔离，防止除氧后的水再次与空气接触，且能够实现液位自由上下波动。

实施例2

如图2所示是本实用新型的锅炉用常温除氧系统实施例2的结构示意图。其与实施例1的不同之处在于：

1、本锅炉用常温除氧系统采用了2个除氧膜组件串联的结构，通过第一除氧膜组件1的出水口与第二除氧膜组件3的进水口连通，将第一除氧膜组件1和第二除氧膜组件3的水流串联，使锅炉供给水经过除氧膜组件2次的除氧过滤作用，提高了本锅炉用常温除氧系统的除氧效率。第一除氧膜组件1与第二除氧膜组件3的进气口共用一个吹扫气源，出气口共用一个真空泵，节省了设备成本，节约了资源。类似地，本锅炉用常温除氧系统还可以采用了2个除氧膜组件并联的结构，用于扩充水容量和提高水处理的速度。

2、本锅炉用常温除氧系统在所述进水口的管道上设置有水流量计11和液压表15，用于实时监测进水口的管道中的水流速率和水压。在所述进气口的管道上设置有气流量计10和气压表16，用于实时监测进气口的管道中的气流速率和气压。在所述出气口的管道上设置有负压表13，用于实时监测出气口的管道中的负压值。采用这种技术，使整个系统更加完善和完整，形成一个一体化系统，具有更好的实用性。

3、本锅炉用常温除氧系统还包括锅炉用鼓风机14，所述真空泵C排气口与锅炉用鼓风机14入口连通。通过锅炉用鼓风机14将真空泵C收集的气体集中起来，可以进行二次利用，合理利用资源，避免了资源的浪费。

4、本锅炉用常温除氧系统在所述进水口和进气口的管道上设置有手动阀12，用于手动控制，适用不同的使用情形。采用这种技术，使整个系统更加完善和完整，形成一个一体化系统，具有更好的实用性。

Claims (8)

1.一种锅炉用常温除氧系统，其特征在于，包括水源、除氧膜组件、吹扫气源、水保安过滤器、气保安过滤器、真空泵及闭式水箱，所述除氧膜组件为筒状结构，内部设有中空纤维丝制成的中空纤维件，底部设有与水源连通的进水口，顶部设有与锅炉连通的出水口，所述除氧膜组件还设有与吹扫气源连通的进气口和与真空泵连通的出气口，所述出水口和锅炉之间设有氧量仪和闭式水箱，所述进气口设有与氧量仪控制连接的气流量控制阀，所述进水口设有与闭式水箱上液位控制器控制连接的水流量控制阀，所述水源经过水保安过滤器与进水口连通，所述吹扫气源经过气保安过滤器与进气口连通。

2.根据权利要求1所述的锅炉用常温除氧系统，其特征在于，所述中空纤维件为中空纤维丝编织的布状圆筒，所述中空纤维丝的内腔和所述进气口及出气口连通，所述进水口与布水管连通，所述出水口与集水管连通，布水管与集水管管身设有若干孔，布水管与集水管之间垂直设置一个挡板，所述中空纤维件缠绕在布水管与集水管上且对应挡板位置用胶体隔断固定。

3.根据权利要求1所述的锅炉用常温除氧系统，其特征在于，还包括锅炉用鼓风机，所述真空泵排气口与锅炉用鼓风机入口连通。

4.根据权利要求1所述的锅炉用常温除氧系统，其特征在于，所述锅炉用常温除氧系统包括N个串联的除氧膜组件，其中N>1，第N-1个除氧膜组件的出水口与第N个除氧膜组件的进水口连通。

5.根据权利要求1所述的锅炉用常温除氧系统，其特征在于，还包括水泵，所述闭式水箱一端与除氧膜组件的出水口连通，另一端经过水泵与锅炉连通。

6.根据权利要求1所述的锅炉用常温除氧系统，其特征在于，所述进水口的管道上设置有水流量计和液压表，所述进气口的管道上设置有气流量计和气压表。

7.根据权利要求1所述的锅炉用常温除氧系统，其特征在于，所述真空泵采用水环式真空泵。

8.根据权利要求1所述的锅炉用常温除氧系统，其特征在于，所述进水口和进气口的管道上设置有手动阀。