影響電廠鍋爐水汽氫電導(dǎo)率的因素分析

1、影響電廠鍋爐水汽氫電導(dǎo)率的因素分析第28卷第1期2012年2月石油化工技術(shù)與經(jīng)濟(jì)Technology&EconomicsinPetrochemicals影響電廠鍋爐水汽氫電導(dǎo)率的因素分析言濤口(中國(guó)石化上海石油化工股份有限公司熱電部,200540)摘要:對(duì)上海石化熱電部6號(hào)鍋爐水汽系統(tǒng)氫電導(dǎo)率超標(biāo)原因進(jìn)行了分析.在對(duì)該鍋爐水汽系統(tǒng)陰離子,總有機(jī)碳,可溶性氣體進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,得出鍋爐水汽系統(tǒng)總有機(jī)碳質(zhì)量濃度偏大是導(dǎo)致該鍋爐水汽系統(tǒng)氫電導(dǎo)率超標(biāo)的主要原因,并針對(duì)該原因提出了解決方案.關(guān)鍵詞:鍋爐氫電導(dǎo)率總有機(jī)碳水處理文章編號(hào):16741099(2012)01-0045一o4中圖分

2、類號(hào):TQ085+.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A鍋爐水汽系統(tǒng)氫電導(dǎo)率(CC)是衡量熱力系統(tǒng)水汽品質(zhì)的重要指標(biāo),它能夠準(zhǔn)確反映鍋爐水汽系統(tǒng)中陰離子雜質(zhì)質(zhì)量濃度的變化.當(dāng)氫電導(dǎo)率上升時(shí),預(yù)示著蒸汽中雜質(zhì)的質(zhì)量濃度增加,雜質(zhì)若在鍋爐高熱負(fù)荷區(qū)域析出成垢,便可引發(fā)垢下腐蝕.當(dāng)水汽中酸根離子尤其是氯離子或某些低分子有機(jī)酸根的質(zhì)量濃度較高時(shí),由于堿化劑氨的分配系數(shù)遠(yuǎn)高于酸根離子,在汽輪機(jī)低壓缸初凝區(qū),氨主要分配于汽相,初凝水中氨質(zhì)量濃度較低而無(wú)法起到調(diào)節(jié)pH的作用,這將導(dǎo)致初凝水pH降低而引發(fā)金屬基體的酸性腐蝕.同時(shí),在汽輪機(jī)蒸汽初凝區(qū),由蒸汽中的水滴對(duì)葉片等部位的沖刷作用更加快了腐蝕過(guò)程¨J.上海石化股份

3、有限公司熱電部(以下簡(jiǎn)稱電廠)6號(hào)鍋爐是與100MW汽輪發(fā)電機(jī)配套的一臺(tái)汽包鍋爐.鍋爐額定蒸發(fā)量為620t/h,主蒸汽壓力9.8MPa,汽包工作壓力為10.8MPa,汽包內(nèi)設(shè)有渦輪汽水分離器以及蒸汽清洗裝置.鍋爐給水采用加氨調(diào)pH值并輔以聯(lián)氨除氧,爐水采用磷酸鹽一氫氧化鈉聯(lián)合處理來(lái)控制爐水pH值,鍋爐補(bǔ)給水采用二級(jí)除鹽.6號(hào)鍋爐于2005年初正式投入運(yùn)行,2010年底進(jìn)行大修,大修結(jié)束投入運(yùn)行后,在2011年下半年進(jìn)行熱化學(xué)試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)水汽系統(tǒng)氫電導(dǎo)率超標(biāo)現(xiàn)象比較普遍,鍋爐給水,飽和蒸汽,過(guò)熱蒸汽以及凝結(jié)水的氫電導(dǎo)率實(shí)測(cè)平均數(shù)據(jù)結(jié)果分別為1.19,1.07,1.O1,0.63ls/cm,而根據(jù)國(guó)

4、家標(biāo)準(zhǔn)GB/T121452008(火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動(dòng)力設(shè)備水汽質(zhì)量,此4項(xiàng)指標(biāo)上限值分別為0.30,0.15,0.15,0.3ixs/cm.6號(hào)爐整個(gè)水汽系統(tǒng)的氫電導(dǎo)率均遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)國(guó)標(biāo)的規(guī)定值,鍋爐整個(gè)受熱面存在腐蝕隱患,同時(shí)過(guò)熱蒸汽氫導(dǎo)超標(biāo)也會(huì)對(duì)汽輪機(jī)葉片的腐蝕帶來(lái)影響.1原因分析1.1水汽中陰離子的影響實(shí)踐生產(chǎn)中,氫電導(dǎo)率測(cè)量是被測(cè)水樣經(jīng)過(guò)氫型陽(yáng)離子交換樹脂,將陽(yáng)離子去除,水樣中僅留下陰離子(如cl一,sO一,PO一,NO;,HCO一和F一)和相應(yīng)的氫離子,而水中的氫氧根離子則與氫離子中和消耗掉,不在電導(dǎo)中反映.因此測(cè)量氫電導(dǎo)率可直接反映水中雜質(zhì)陰離子的總量.鍋爐水汽中,陰離子質(zhì)量濃度越高

5、,氫電導(dǎo)率越大,同時(shí)對(duì)熱力設(shè)備的腐蝕和危害程度也越大.圖1表示的是水汽樣品中cl一,SO一質(zhì)量濃度與氫電導(dǎo)率的影響關(guān)系.?一CF:?一so圖1陰離子質(zhì)量濃度對(duì)氫電導(dǎo)率的影響可以看出,隨著陰離子質(zhì)量濃度的升高,收稿日期:20111227.作者簡(jiǎn)介:言濤,男,1979出生,長(zhǎng)沙理工大學(xué)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)本科畢業(yè),工表1所示.表1水汽系統(tǒng)陰離子質(zhì)量濃度檢測(cè)結(jié)果項(xiàng)目給水飽和蒸汽過(guò)熱蒸汽凝結(jié)水氫電導(dǎo)(tLS?cm)1.191.071.Olo.63cl一質(zhì)量濃度/(i.zg?L)0.580.330.430.32s0i一質(zhì)量濃度/(I.Lg?L)0.080.100.110.12從表1中可以看出,電廠6號(hào)爐給水,飽

6、和蒸汽,過(guò)熱蒸汽,凝結(jié)水中陰離子質(zhì)量濃度均較低,S0卜和Cl一的質(zhì)量濃度都在01I.zg/L范圍內(nèi),結(jié)合圖1中給出的關(guān)系,其對(duì)氫電導(dǎo)率的影響幾乎可以忽略不計(jì),也就表明陰離子質(zhì)量濃度不是造成6號(hào)爐水汽系統(tǒng)中氫電導(dǎo)率升高的主要原因.1.2水汽中總有機(jī)碳(TOC)影響TOC是綜合反映水汽中有機(jī)物質(zhì)量濃度的指標(biāo).有機(jī)物在熱力設(shè)備高溫,高壓的條件下,會(huì)逐漸分解產(chǎn)生低分子的有機(jī)物(HCOOH,CHCOOH)和二氧化碳,并與水汽中的氨反應(yīng)生成HCOONH4,CH3COONH4,(NH4)2CO3等.當(dāng)含有低分子有機(jī)物的水汽樣品經(jīng)過(guò)氫型強(qiáng)酸陽(yáng)離子交換樹脂時(shí),會(huì)發(fā)生下述反應(yīng):HCOONH4+RHRNH4+HCO

7、OHCH3COONH4+RHRNH4+CH3COOH(NH4)2CO3+2RH-2RNH4+H2CO3根據(jù)反應(yīng)的結(jié)果,表明水汽樣品中總有機(jī)碳質(zhì)量濃度越高,氫電導(dǎo)率越大,同時(shí)對(duì)熱力設(shè)備的腐蝕和危害程度也越大J.針對(duì)有機(jī)物質(zhì)量濃度,國(guó)標(biāo)僅對(duì)亞臨界機(jī)組補(bǔ)給水TOC(<d00L),給水TOC(<200L)設(shè)置了參考值,其他機(jī)構(gòu)的規(guī)定和建議包括:VGBMerkblattM418Le規(guī)定的補(bǔ)給水TOC<200L;INPO88021規(guī)定的補(bǔ)給水TOC100oe,/L;EPRI規(guī)定的補(bǔ)給水TOC400L;以及GE公司的GEK72281C規(guī)定的蒸汽TOC100L.參照這

8、些規(guī)定,可以得出一個(gè)基本的結(jié)論,國(guó)際上對(duì)鍋爐補(bǔ)給水的TOC質(zhì)量濃度的規(guī)定值最高不超過(guò)400L.因此,可以根據(jù)這一指標(biāo)來(lái)衡量電廠的6號(hào)爐.在對(duì)該爐水汽樣品中的總有機(jī)碳質(zhì)量濃度進(jìn)行了測(cè)定后,結(jié)果如表2所示.表2水汽系統(tǒng)TOC質(zhì)量濃度檢測(cè)結(jié)果項(xiàng)目給水飽和蒸汽過(guò)熱蒸汽凝結(jié)水氫電導(dǎo)(s?cm)1.191.071.Olo.63TOC/(Ixg?L)630527506613從表2得出,電廠6號(hào)爐水汽系統(tǒng)中TOC質(zhì)量濃度都處于500g/L以上,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出規(guī)定值.這就表明該臺(tái)鍋爐水汽系統(tǒng)中較高的有機(jī)物是導(dǎo)致其氫電導(dǎo)率偏高的主要原因之一.1.3水汽中可溶性氣體二氧化碳的影響電廠鍋爐水汽系統(tǒng)中的可溶性氣體主要是二氧化

9、碳和氧氣,其中二氧化碳會(huì)與水汽中的氨反應(yīng)生成(NH)CO,其對(duì)氫電導(dǎo)率的測(cè)量影響很大.二氧化碳的主要來(lái)源一方面是隨機(jī)組補(bǔ)充水帶入,從凝汽器負(fù)壓系統(tǒng)中漏人,另一方面是有機(jī)物在高溫高壓下的分解產(chǎn)生.機(jī)組補(bǔ)給水經(jīng)過(guò)除碳器的處理,大部分二氧化碳被去除,爐6凝汽器泄漏的幾率也相對(duì)較低,因此主要來(lái)源是有機(jī)物的分解.水汽系統(tǒng)中二氧化碳的質(zhì)量濃度與氫電導(dǎo)率之間也存在以下的關(guān)系,見圖2.0I暑-tV料加確圖2二氧化碳物質(zhì)的量濃度對(duì)氫電導(dǎo)率的影響從圖2可見,水汽中二氧化碳質(zhì)量濃度對(duì)氫電導(dǎo)率的影響值是比較大的.為了驗(yàn)證電廠爐6水汽系統(tǒng)中二氧化碳對(duì)氫電導(dǎo)率的實(shí)際影響到底有多大,技術(shù)人員專門做了脫氣氫導(dǎo)試驗(yàn),測(cè)試結(jié)果見

10、表3.由表3中可見,爐6水汽系統(tǒng)在脫除二氧化碳?xì)怏w后的氫電導(dǎo)率有明顯下降,說(shuō)明水汽系第1期(2012)言濤.影響電廠鍋爐水汽氫電導(dǎo)率的因素分析統(tǒng)中含有豐富的二氧化碳?xì)怏w,這些二氧化碳?xì)怏w也是導(dǎo)致水汽系統(tǒng)氫電導(dǎo)率偏高的主要原因之一.而二氧化碳?xì)怏w的主要來(lái)源也是水汽中的有機(jī)物分解帶來(lái),因此爐6水汽系統(tǒng)氫電導(dǎo)率超標(biāo)根本原因就是水汽中TOC質(zhì)量濃度過(guò)高.表3水汽系統(tǒng)脫氣氫導(dǎo)試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果Is/cm2解決方案2.1水汽中TOC質(zhì)量濃度超標(biāo)原因上海石化自備電廠承擔(dān)著重要的供熱任務(wù),供熱量常年保持在1kt/h以上,鍋爐補(bǔ)水量很大,所以補(bǔ)給水水質(zhì)直接決定了鍋爐的水汽品質(zhì).也就是說(shuō),電廠6號(hào)爐水汽系統(tǒng)中TOC質(zhì)量

11、濃度超標(biāo)的原因就是鍋爐的補(bǔ)給水中TOC質(zhì)量濃度過(guò)高,補(bǔ)給水系統(tǒng)TOC,無(wú)機(jī)碳(Ic)和總碳(TC)分析結(jié)果見表4.表4化學(xué)補(bǔ)給水中TOC質(zhì)量濃度檢測(cè)結(jié)果g/L從表4針對(duì)電廠化學(xué)補(bǔ)給水系統(tǒng)TOC測(cè)試結(jié)果來(lái)看,原水TOC質(zhì)量濃度高達(dá)4.65mg/L(即陽(yáng)床進(jìn)水),而電廠對(duì)原水預(yù)處理又無(wú)法控制且補(bǔ)給水處理工藝相對(duì)陳舊,無(wú)去除有機(jī)物工藝設(shè)備,單靠離子交換難以有效去除有機(jī)物,導(dǎo)致補(bǔ)給水TOC質(zhì)量濃度明顯偏高.機(jī)組在供熱工況下,高補(bǔ)水率運(yùn)行,使得高有機(jī)物質(zhì)量濃度的補(bǔ)給水進(jìn)入熱力系統(tǒng),直接影響熱力系統(tǒng)水汽,這也是機(jī)組熱力系統(tǒng)水汽TOC質(zhì)量濃度偏高的癥結(jié)所在.2.2水汽中ToC物質(zhì)處理方案我們知道,水中絕大多

12、數(shù)有機(jī)物為含苯環(huán)的疏水性有機(jī)物,相對(duì)分子質(zhì)量適中(小于1000),對(duì)這類有機(jī)物的處理方法首選物理吸附法.我們選用在電廠水處理系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的活性炭對(duì)原水進(jìn)行有機(jī)物吸附的試驗(yàn).試驗(yàn)時(shí),讓原水依次經(jīng)過(guò)活性炭過(guò)濾器,陽(yáng)床,陰床,混床方式運(yùn)行3個(gè)除鹽周期,分別監(jiān)測(cè)TOC質(zhì)量濃度平均值的變化情況,如圖3所示.O.80.7O.6譽(yù)0.5蠢0?40.3寒0.2o.10原水過(guò)濾器I蟈床陰床混床圖3TOC質(zhì)量濃度變化情況原水TOC質(zhì)量濃度為0.78mg/L,經(jīng)活性炭過(guò)濾器后,出水TOC質(zhì)量濃度達(dá)到0.15mg/L,由此得出活性炭對(duì)水中有機(jī)物的截留率約為81%;經(jīng)陽(yáng)床后出水TOC質(zhì)量濃度略有升高,這是由于樹脂降

13、解溶出少量有機(jī)物造成的;經(jīng)陰床后水中部分有機(jī)物為陰樹脂所吸附,出水TOC質(zhì)量濃度為0.05mg/L;經(jīng)混床后為0.047mg/L.試驗(yàn)表明,原水經(jīng)活性炭過(guò)濾器,陽(yáng)床,陰床,混床方式運(yùn)行3個(gè)除鹽周期后,出水TOC質(zhì)量濃度大大降低,表明活性炭去除有機(jī)物的效果是比較理想的.2.3控制鍋爐爐水pI-I值高限運(yùn)行鍋爐蒸汽氫電導(dǎo)率是衡量熱力系統(tǒng)水汽品質(zhì)的重要指標(biāo),它能夠準(zhǔn)確反映鍋爐水汽系統(tǒng)陰離子雜質(zhì)質(zhì)量濃度的變化,當(dāng)氫電導(dǎo)率上升時(shí),預(yù)示著蒸汽中雜質(zhì)質(zhì)量濃度增加,雜質(zhì)若在鍋爐高熱負(fù)荷區(qū)域析出成垢,便可引發(fā)垢下腐蝕.當(dāng)水汽中酸根離子,包括某些低分子有機(jī)酸根質(zhì)量濃度較高時(shí),將引發(fā)金屬基體的酸性腐蝕.因此,目前應(yīng)

14、將爐水pH值盡量控制在高限運(yùn)行,將原水水質(zhì)有機(jī)物對(duì)水汽系統(tǒng)的影響降至最低.3結(jié)論鍋爐水汽系統(tǒng)的氫電導(dǎo)率監(jiān)督指標(biāo)是綜合反映熱力系統(tǒng)水汽品質(zhì)的重要指標(biāo),氫電導(dǎo)率越大,表明水汽對(duì)熱力設(shè)備的腐蝕和危害程度也越大.通過(guò)對(duì)上海石化熱電部6號(hào)爐水汽品質(zhì)的綜合分析,找到了影響氫電導(dǎo)率超標(biāo)的主要原因,即水汽石油化工技術(shù)與經(jīng)濟(jì)Technology&EconomicsinPetrochemicals第28卷第1期2012年2月系統(tǒng)中TOC質(zhì)量濃度超標(biāo).針對(duì)這個(gè)原因,提出參考文獻(xiàn)寰譬:在原掌翼床前加等活冀王杏卿.熱力設(shè)備的腐蝕與防護(hù)M¨E京:水利電力出版炭過(guò)濾器來(lái)去除有機(jī)物;一是控制鍋爐爐水

15、pH值社.1988.在高限運(yùn)行,降低水汽中酸根離子的質(zhì)量濃度.2馮敏.現(xiàn)代水處理技術(shù)M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社通過(guò)這兩點(diǎn)方法,可將原水水質(zhì)有機(jī)物對(duì)水汽系.2806.統(tǒng)的影響降至最低.AnalysisontheFactorsAffectingHydrogenConductivityofVaporSysteminBoilerofPowerPlantranTao(ThermalPowerDivision,SINOPECShanghaiPetrochemicalCo.,Ltd.200540)ABSTRACTThecausesforoverstandardofhydrogenconductivityofv

16、aporsystemin6boilerofThermalPowerDivisionofSINOPECShanghaiPetrochemicalCompanyLimitedwereanalyzed.Basedonanalysisofanions,totalorganiccarbonandsolublegasofthevaporsysteminthisboiler,thispaperconcludedthatexcessivemolarconcentrationoftotalorganiccarboninthevaporsystemofboilerwasmaincauseofoverstandar

17、dofhydrogenconductivity.Countermeasureswereraisedtosolvethisproblem.Keywords:boiler,hydrogenconductivity,totalorganiccarbon,watertreatment新型高效聚氨酸增效肥料開發(fā)成功中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所利用生物工程技術(shù)研發(fā)的聚氨酸類長(zhǎng)效緩釋劑是經(jīng)過(guò)精致提純后獲得具有活性的有機(jī)高分子聚合物,是一種新型,環(huán)保的生物型化肥增效劑,是專用于生產(chǎn)聚氨酸類肥料的技術(shù)產(chǎn)品.遼寧元亨生物科技有限公司與中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所,中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所合作,采用聚氨酸類長(zhǎng)效緩釋劑,已成功開發(fā)了聚氨酸增效肥料,日前該肥料順利通過(guò)科技成果鑒定.專家一致認(rèn)為,研制聚氨酸增效肥料符合國(guó)家循環(huán)經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展的要求,其應(yīng)用是肥料減施增效的重要措施之一.該項(xiàng)目選題準(zhǔn)確,技術(shù)路線可行,數(shù)據(jù)可靠,該成果達(dá)到了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平,建議擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模,加大推廣應(yīng)用面積,提高經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益.聚氨酸富含多種氨基酸,是微生物發(fā)酵過(guò)程中的高活性有機(jī)分子聚合物,含帶有負(fù)電荷的離子,并經(jīng)過(guò)精致提純,可以快速分解和吸引土壤中的養(yǎng)分,具有超強(qiáng)親水性和保水能力,在作物根部形成高濃度的養(yǎng)分環(huán)境,從而有效促進(jìn)作物根系發(fā)育和加快養(yǎng)分吸收和轉(zhuǎn)化,促進(jìn)作物高產(chǎn)豐收