聯氨除氧加藥裝置工作原理及特點優勢,聯氨除氧加藥裝置是專為鍋爐給水除氧設計的專項化學加藥設備,核心功能是將聯氨(N₂H₄,又稱肼)藥劑按精準劑量投加至鍋爐給水中,通過聯氨與水中溶解氧的化學反應(N₂H₄+O₂=2H₂O+N₂↑),將氧去除至痕量水平(通常要求鍋爐給水溶解氧≤0.05mg/L),避免氧氣導致鍋爐省煤器、汽包等金屬部件腐蝕。其工作基礎源于化學除氧的反應特性,因聯氨藥劑的毒性、揮發性及反應條件要求,形成了與磷酸鹽加藥裝置差異顯著的結構設計與控制邏輯,以下從工作原理和特點優勢展開說明。
一、聯氨除氧加藥裝置工作原理
聯氨除氧加藥裝置的工作流程圍繞 “聯氨藥劑制備→精準投加→溶解氧反饋調控” 展開,通過針對性的密封設計、溫控模塊與安全控制邏輯,適配聯氨的化學特性與鍋爐給水除氧的工藝需求,主要涉及系統組成與運行控制兩個層面。
(一)系統組成
基于聯氨 “有毒、易揮發、需特定反應條件” 的特性,裝置在通用加藥裝置基礎上強化了密封、安全與溫控設計,主要由密封儲存與制備單元、防爆計量投加單元、溶解氧監測單元及安全控制單元構成:
密封儲存與制備單元:包含帶氮氣密封的聯氨儲藥罐(聯氨易與空氣接觸氧化,且揮發蒸氣有毒,需氮氣隔絕空氣)、防爆型稀釋罐(內壁襯氟,聯氨呈弱堿性且有腐蝕性)及恒溫加熱套(聯氨與氧反應速率隨溫度升高而加快,需控制藥液溫度);
防爆計量投加單元:核心為防爆型隔膜計量泵(采用 Hastelloy 合金泵頭,耐聯氨腐蝕且防爆),搭配防爆電磁閥與單向閥(防止藥劑回流污染),管路采用不銹鋼材質并做密封處理;
溶解氧監測單元:配備在線溶解氧分析儀(精度達 0.001mg/L,直接反映除氧效果)、聯氨濃度檢測儀(輔助監測投加量,避免聯氨過量殘留);
安全控制單元:以本安型 PLC 為核心(適配防爆環境),內置 “溶解氧 - 聯氨投量” 聯動算法,配套防爆觸摸屏、有毒氣體探測器(監測聯氨泄漏)及通風裝置,實現安全監控與自動控制。
(二)運行控制流程
裝置的運行邏輯緊密結合 “聯氨除氧反應條件”(溫度、藥劑過量系數)與 “鍋爐給水水質要求”,具體流程如下:
聯氨藥劑制備階段
聯氨藥劑多為 40% 濃度的液態溶液(市售常見形態),制備需精準稀釋與防揮發:控制系統根據設定的投加濃度(通常稀釋至 0.1%-1%,按鍋爐給水流量調整),通過防爆電動閥向稀釋罐注入定量除鹽水(避免原水雜質影響反應),同時開啟密封儲藥罐的氮氣加壓裝置(維持罐內微正壓,防止聯氨蒸氣泄漏),按比例將 40% 聯氨溶液壓入稀釋罐 —— 稀釋過程中,稀釋罐外的恒溫加熱套自動啟動,將藥液溫度升至 40-60℃(聯氨與氧反應的適宜溫度,20℃時反應半衰期約 10 小時,60℃時縮短至 1 小時),啟動防爆攪拌器(轉速 150-200r/min,攪拌 5-10 分鐘)使藥液均勻,制備完成后通過液位傳感器聯動開啟防爆藥液泵,將稀釋后藥液送入投加緩沖罐(同樣氮氣密封)。
計量投加階段
投加目標是將聯氨精準送入鍋爐給水管路(通常在除氧器出口至省煤器之間),確保與給水充分混合并反應。PLC 根據兩類信號計算投藥量:一是鍋爐給水流量(通過防爆流量計監測),按 “給水量 × 溶解氧濃度 × 過量系數” 計算基礎投量(過量系數通常取 1.5-2.0,即理論需藥量的 1.5-2 倍,確保氧完全反應)—— 例如,給水流量 10t/h、溶解氧初始濃度 0.2mg/L,理論需聯氨 0.15g/h(按反應式計算),實際投藥量約 0.225-0.3g/h;二是投加緩沖罐液位(通過防爆液位計監測),液位低于 30% 時自動啟動制備單元補藥。計量泵通過調節沖程(0-100% 可調)控制投加流量,精度達 ±1% FS,確保聯氨投量與給水需氧量匹配。
反饋調控階段
在線溶解氧分析儀實時監測投藥后給水的溶解氧濃度(鍋爐給水要求≤0.05mg/L),數據傳輸至 PLC 后啟動閉環調控:若溶解氧高于 0.05mg/L(如升至 0.08mg/L),PLC 自動調增計量泵沖程(如從 50% 增至 60%),增加投藥量;若溶解氧低于 0.02mg/L(如降至 0.01mg/L),則調減沖程(如降至 40%),避免聯氨過量(聯氨殘留過高可能導致鍋爐金屬脆化)。同時,聯氨濃度檢測儀監測給水中聯氨余量(通?刂圃 0.05-0.1mg/L),若余量超 0.1mg/L,系統自動啟動稀釋程序(向投加緩沖罐注入除鹽水),降低藥液濃度。若溶解氧持續異常(如 15 分鐘內未恢復),系統觸發防爆聲光報警,提示檢查分析儀或藥劑有效性。
安全聯動控制
裝置與鍋爐給水系統及安全系統深度聯動:當鍋爐給水溫度低于 40℃時(聯氨反應速率不足),接收溫度信號后自動增加投藥量(按 1.2 倍基礎量投加);當除氧器故障(溶解氧突然升至 0.5mg/L 以上)時,快速開啟備用計量泵(3 秒內響應),雙泵協同投加以應急除氧。安全控制層面:有毒氣體探測器(檢測閾值 0.1mg/m³)若監測到聯氨泄漏,立即啟動通風裝置并關閉儲藥罐出口閥;計量泵過載或管路超壓(≥1.6MPa)時,防爆電磁閥自動切斷投加管路;裝置區域防爆燈具與電器(Ex dⅡBT4 級)確保無火花風險,避免聯氨蒸氣遇明火爆炸。
二、聯氨除氧加藥裝置特點優勢
相比熱力除氧(如除氧器)輔助人工投加聯氨的方式,或其他化學除氧裝置(如亞硫酸鈉加藥裝置),聯氨除氧加藥裝置因針對性的安全設計與精準控制邏輯,在高壓鍋爐給水除氧場景中展現出獨特優勢:
(一)除氧效率高且徹底,防腐蝕效果顯著
裝置通過 “溫控 + 精準投加” 保障聯氨除氧反應充分:恒溫加熱套將藥液溫度穩定在反應高效區間(40-60℃),相比常溫投加(反應效率僅 30%),除氧效率提升至 95% 以上;“溶解氧 - 投藥量” 閉環調控使給水溶解氧濃度穩定控制在 0.02-0.05mg/L(人工投加時波動常超 0.1mg/L),可有效避免氧氣腐蝕 —— 高壓鍋爐(壓力≥10MPa)的省煤器管,使用該裝置后腐蝕速率從 0.1mm / 年降至 0.01mm / 年以下,管道使用壽命延長 10 倍以上,減少因腐蝕導致的爆管停機事故。
(二)安全設計全面,降低聯氨毒性風險
針對聯氨 “有毒、易爆、易揮發” 的特性,裝置從儲存到投加全流程強化安全防護:氮氣密封儲藥罐使聯氨揮發量降低 90%(傳統開口儲藥罐揮發量超 10g/h);有毒氣體探測器與通風裝置聯動,泄漏后 30 秒內可將區域聯氨濃度降至安全值以下;全系統防爆設計(泵、閥、電器均為防爆型)符合 GB 50058 防爆標準,徹底杜絕火花引爆風險。相比人工投加(需操作人員直接接觸聯氨,暴露風險高),該裝置可使操作人員接觸劑量降低至職業接觸限值(0.1mg/m³)的 1/10,大幅提升作業安全性。
(三)適配工況波動,反應穩定性強
裝置內置動態響應算法,可精準適配鍋爐負荷、給水溫度等工況變化:當鍋爐負荷從 50% 升至 100%(給水流量翻倍)時,系統在 2 分鐘內完成投藥量調整,避免流量突變導致的溶解氧超標;當給水溫度從 60℃降至 30℃(反應速率下降),自動將過量系數從 1.5 調至 2.0,通過增加投藥量補償反應效率損失。相比亞硫酸鈉除氧(易受 pH 值、溫度影響,波動大),聯氨除氧在 pH 8-10 的鍋爐給水環境中反應穩定,即使水質輕微波動(如 pH 值 ±0.5),除氧效果偏差仍≤0.01mg/L。
(四)藥劑利用率高,減少浪費與殘留
通過精準調控與反應優化,裝置可大幅提升聯氨利用率:一是按 “需氧量動態計算投量”,相比人工固定投加(過量常超 50%),藥劑用量減少 30%-40%;二是藥液充分稀釋(0.1%-1% 濃度)與管道混合器(投加點后設置)確保聯氨與給水均勻接觸,避免局部過量或不足(傳統投加易因混合不均導致 10%-15% 藥劑未反應)。同時,聯氨反應產物為氮氣和水,無固體殘渣(亞硫酸鈉除氧會生成硫酸鈉,可能導致鍋爐結垢),無需額外排污處理,間接降低水資源消耗。
(五)安裝維護適配性強,兼顧安全與便捷
裝置采用防爆撬裝設計(占地面積 2-4㎡),所有設備集成于防爆框架內,無需單獨建造防爆間(僅需平整地面),尤其適配中小型高壓鍋爐房(10-30t/h 鍋爐)的緊湊空間;維護環節模塊化設計:計量泵隔膜(Hastelloy 合金材質)使用壽命達 8000 小時,更換時無需拆卸整體管路(專用快拆接口,30 分鐘內完成);密封部件采用食品級氟橡膠,定期更換周期≥6 個月,運維頻率低于傳統裝置 50%。同時,觸摸屏配備 “安全操作指引” 與 “故障自診斷” 功能,操作人員經 2 小時安全培訓即可掌握基本操作,兼顧安全性與易用性。
三、總結
聯氨除氧加藥裝置通過 “密封儲存 - 恒溫反應 - 溶解氧閉環調控 - 全防爆設計” 的專項優化,實現了聯氨除氧的高效化、安全化運行,其核心優勢在于除氧徹底、安全可控、工況適配性強—— 既能滿足高壓鍋爐對給水溶解氧的嚴苛要求(≤0.05mg/L),又能通過多重安全設計規避聯氨毒性風險,是電力、化工等行業高壓鍋爐給水處理中不可或缺的專用設備,在熱電廠、化肥廠、煉油廠等場景應用廣泛。
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