給水處理培訓(xùn)講學(xué)

1、給水處理為了減輕或防止鍋爐給水對金屬材料的腐蝕， 減少隨給水帶入鍋爐的腐蝕產(chǎn)物和其它雜質(zhì)， 防止因采用給水減溫引起混合 式過熱器、再熱器和汽輪機(jī)積鹽，就必須對給水進(jìn)行處理。對不同的給水處理方式， DL/T 805.4-2004 中規(guī)定了給水氫電導(dǎo)率、 pH 、溶解氧及鐵、銅等控制指標(biāo)，其目的是在盡可能 降低給水中雜質(zhì)濃度的前提下，通過控制給水中的這些化學(xué)指標(biāo)，以抑制水、汽系統(tǒng)中的一般性腐蝕和流動加速腐蝕 （flow-accelerated corrosion 簡稱 FAC） 。鍋爐給水分低壓給水和高壓給水。 從凝結(jié)水泵到除氧器的給水稱低壓給水， 從給水泵進(jìn)入鍋爐的給水稱高壓給水。 在火電 廠的

2、給水系統(tǒng)中金屬材料主要有碳鋼、 不銹鋼或銅合金。 無論給水水質(zhì)如何， 水對金屬材料或多或少都有一定的腐蝕作用。 腐蝕是指材料與環(huán)境反應(yīng)而引起的材料的破壞或變質(zhì)，如鐵生銹、不銹鋼晶粒敏化、銅生成銅綠等。如果不對給水進(jìn)行處 理，大多數(shù)腐蝕產(chǎn)物都會隨給水帶入鍋爐，并容易沉積在熱負(fù)荷較高的部位，影響熱的傳導(dǎo)，輕則縮短鍋爐酸洗周期，重 則導(dǎo)致鍋爐爆管。對給水進(jìn)行處理是指向給水加入水處理藥劑，改變水的成分及其化學(xué)特性，如 pH 值、氧化還原電位等，以降低給水系統(tǒng) 的各種金屬的綜合腐蝕速率。相比較而言，金屬在純凈的中性水中的腐蝕速率往往比在弱堿性的水中高。所以，幾乎所有 的鍋爐給水都采用弱堿性處理。第一節(jié)

3、火電廠中與給水有關(guān)的概念及指標(biāo) 在火電廠中，不同的壓力等級的鍋爐對給水水質(zhì)要求是不同的。對于同一壓力等級的鍋爐，不同的標(biāo)準(zhǔn)（例如，國標(biāo)、行 標(biāo)）對給水水質(zhì)要求也是不同的。本節(jié)將有關(guān)概念及水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行說明。壓力等級的劃分在火力發(fā)電廠中， 一般標(biāo)準(zhǔn)所涉及到鍋爐的壓力等級通常是按鍋爐出口過熱蒸汽的壓力劃分的， 其劃分標(biāo)準(zhǔn)以及對應(yīng)的爐 型、機(jī)組容量和主要用途見表 7-1。在特殊情況下，也有按汽包壓力等級劃分，如DL/T 805.2-2004 。汽包鍋爐的產(chǎn)汽過程和對水質(zhì)要求汽包鍋爐的產(chǎn)汽過程 鍋爐給水經(jīng)省煤器加熱后進(jìn)入汽包內(nèi)的給水分配管，經(jīng)汽包下降管進(jìn)入下聯(lián)箱，再進(jìn)入水冷壁管，吸收熱量后變成汽、水 混

4、合物返回到汽包，并在汽包內(nèi)經(jīng)過多次汽、水分離后，蒸汽進(jìn)入到過熱器進(jìn)一步加熱至規(guī)定的溫度，然后進(jìn)入汽輪機(jī)做 功，而在汽包內(nèi)汽、水分離裝置分離出來的爐水與給水一起進(jìn)行再循環(huán)的產(chǎn)汽過程。汽包鍋爐對水質(zhì)要求1）與直流鍋爐相比，對鍋爐給水水質(zhì)要求相對較低；2）允許爐水在產(chǎn)生蒸汽的過程中進(jìn)行深度濃縮，但排污率不得低于0.3% ；3）是否配備凝結(jié)水精處理設(shè)備由機(jī)組容量及其它配置而定。直流鍋爐對水質(zhì)要求 所謂的直流鍋爐，就是鍋爐沒有汽包，給水經(jīng)過省煤器加熱后進(jìn)入給水分配聯(lián)箱，然后進(jìn)入水冷壁管，吸收熱量后全部變 成蒸汽。直流鍋爐對水質(zhì)要求有以下特點：1）與汽包鍋爐相比，對鍋爐給水水質(zhì)要求相對較高；2）在產(chǎn)生蒸汽

5、過程中不允許爐水濃縮；3）必須配備凝結(jié)水精處理設(shè)備。超臨界、超超臨界鍋爐 水的臨界參數(shù)為22.115MPa、374.15C。在臨界參數(shù)下，水的完全汽化會在一瞬間完成，即在飽和水與飽和汽之間不再有 汽、水共存的二相區(qū)。當(dāng)機(jī)組參數(shù)高于臨界參數(shù)時，通常稱為超臨界機(jī)組。對蒸汽動力裝置循環(huán)的理論分析表明，提高循 環(huán)蒸汽做功的初始參數(shù)和降低循環(huán)蒸汽的最終參數(shù)均可以提高循環(huán)熱效率。 由于用于發(fā)電的蒸汽的最終參數(shù)已經(jīng)接近于理 論值，要提高循環(huán)熱效率，只有提高蒸汽做功的初始參數(shù) （ 壓力、溫度 ） 。實際上，蒸汽動力裝置的發(fā)展和進(jìn)步一直是沿 著提高參數(shù)的方向前進(jìn)的。超臨界火電技術(shù)經(jīng)十幾年的發(fā)展， 在不少國家推廣

6、應(yīng)用并取得了顯著的節(jié)能和改善環(huán)境的效果。 目前實際應(yīng)用的主蒸汽壓 力已經(jīng)達(dá)到31MPa，主蒸汽溫度已經(jīng)達(dá)到 610C，容量等級在 300MW1300MW均有業(yè)績。與同容量的亞臨界火電機(jī)組 的發(fā)電效率相比，在理論上采用超臨界參數(shù)可以提高效率2%2.5%，采用超超臨界參數(shù)可提高約 4%5%。目前世界上先進(jìn)的超臨界機(jī)組的發(fā)電效率已經(jīng)超過 50%。同時， 先進(jìn)的大容量超臨界機(jī)組具有良好的運行靈活性和適應(yīng)性，大大地降低了 C02、粉塵和有害氣體（主要為SOx、NOx）等污染物的排放，具有顯著的環(huán)保、潔凈的特點。實際的運行業(yè)績表明， 超臨界機(jī)組的運行可靠性指標(biāo)已經(jīng)不低于亞臨界發(fā)電機(jī)組。另外，對于潔凈煤發(fā)電

7、技術(shù)來說，超臨界發(fā)電技術(shù)還具有良好的技術(shù)繼承性。正因為如此，超超臨界發(fā)電技術(shù)的研究與開 發(fā)越來越得到各國電力工業(yè)的重視，又進(jìn)入新的一輪發(fā)展時期。進(jìn)一步發(fā)展的方向是在保持機(jī)組的可利用率、可靠性、靈 活性和延長機(jī)組的使用壽命等的同時，進(jìn)一步提高蒸汽的參數(shù)，從而獲得更高的效率和環(huán)保性能。第二節(jié) 鍋爐給水處理關(guān)于制定標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)說明制定水汽質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的分類原則在標(biāo)準(zhǔn)的制訂過程中， 通常按各項化學(xué)指標(biāo)對熱力系統(tǒng)的重要性、可實現(xiàn)性進(jìn)行分類。第一類標(biāo)準(zhǔn)是對熱力設(shè)備影響嚴(yán)重 的各項化學(xué)指標(biāo)， 必須嚴(yán)格執(zhí)行， 否則將在短期內(nèi)會對設(shè)備造成腐蝕或損壞， 通常標(biāo)準(zhǔn)中以 “應(yīng)符合下列標(biāo)準(zhǔn) ”的術(shù)語描述。 第二類標(biāo)準(zhǔn)是對熱力

8、設(shè)備影響比第一類輕， 由于某種原因在短期內(nèi)略微超標(biāo)，對設(shè)備的正常運行影響較小的標(biāo)準(zhǔn)，通常標(biāo)準(zhǔn)中以 “可參考下列指標(biāo)控制 ”的術(shù)語描述。 第三類標(biāo)準(zhǔn)是對熱力設(shè)備影響更小的一些化學(xué)指標(biāo)，有些電廠經(jīng)過努力是可以達(dá)到的， 或國外的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)達(dá)到而在我國執(zhí)行起來尚有一定困難，電廠可根據(jù)具體情況爭取達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)， 通常標(biāo)準(zhǔn)中以 “期望值”的術(shù)語描述。隨著科學(xué)的發(fā)展，水處理技術(shù)和檢測技術(shù)在不斷進(jìn)步，以前難以達(dá)到的“期望值 ”在新的標(biāo)準(zhǔn)中有可能變成標(biāo)準(zhǔn)的極限值。國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)別所謂的國家標(biāo)準(zhǔn)就是該標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)于國內(nèi)范圍內(nèi)所有行業(yè)所涉及的這一標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容，都應(yīng)執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)，簡稱國標(biāo)。它對制造者來說是檢驗制

9、造的產(chǎn)品是否合格的檢驗標(biāo)準(zhǔn)，它對用戶來說是檢驗產(chǎn)品是否合格的驗收標(biāo)準(zhǔn)。國標(biāo)的格式和意義如下： 以“國標(biāo)”漢語拼音的每個字的第一個大寫字母開頭，緊跟著是一條斜杠，斜杠后面有時加T 表示該標(biāo)準(zhǔn)是推薦標(biāo)準(zhǔn)，有時不加 T 表示是強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，例如涉及到國家的安全、環(huán)保、食品和衛(wèi)生等都是強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)。在T 的后面空一個字母字符后緊接著就是標(biāo)準(zhǔn)號，然后是一橫杠和標(biāo)準(zhǔn)頒布的年號，例如，GB/T 121451999，就是 1999 年頒布的火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動力設(shè)備水汽質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)就屬于推薦標(biāo)準(zhǔn)。所謂行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)就是該標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)于該行業(yè)所涉及的這一標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容，都應(yīng)執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)。它是檢驗、規(guī)范本行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，簡稱 行標(biāo)。行標(biāo)的格

10、式和意義如下：以本行業(yè)簡稱每個字的漢語拼音的第一個大寫字母開頭，其它與國標(biāo)相同。例如， DL/T805.22004，就是 2004 年頒布的 “火電廠汽、水化學(xué)導(dǎo)則第 2 部分：鍋爐爐水磷酸鹽處理 ”就屬于電力行業(yè)推薦標(biāo)準(zhǔn)。 所謂企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)就是該標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)于該企業(yè)所涉及的這一標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容，都應(yīng)執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)。它是檢驗本企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)， 簡稱企標(biāo)或廠標(biāo)。企標(biāo)的格式和意義如下：以企業(yè)簡稱每個字的漢語拼音的第一個大寫字母開頭，其它與國標(biāo)相同。一般說，企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的各項指標(biāo)不得低于該行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的各項指標(biāo)不得低于相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)。也就是說，國家標(biāo)準(zhǔn) 是最寬松的標(biāo)準(zhǔn)， 企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是最嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。 有的國家標(biāo)準(zhǔn)雖然是推薦

11、標(biāo)準(zhǔn)， 但各項指標(biāo)是都應(yīng)該達(dá)到的最低標(biāo)準(zhǔn)， 否則， 會發(fā)生各種各樣問題?；痣姀S汽、水化學(xué)導(dǎo)則與火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動力設(shè)備水汽質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)別DL/T 805 火電廠汽、水化學(xué)導(dǎo)則目前分為4 部分：第 1 部分：直流鍋爐給水加氧處理；第 2 部分：鍋爐爐水磷酸鹽處理；第3部分：鍋爐爐水氫氧化鈉處理；第 4部分：鍋爐給水處理。它們分別與2002年2004年相繼頒布實施。該導(dǎo)則收集了國外最新標(biāo)準(zhǔn)和最新科研成果， 并結(jié)合國內(nèi)的科研和生產(chǎn)的具體情況而制訂， 其標(biāo)準(zhǔn)的各項內(nèi)容基本上已與國外接 軌了。導(dǎo)則的其它部分將會陸續(xù)制訂。GB/T 12145-1999火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動力設(shè)備水汽質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是 1995年

12、制訂的， 1999 年頒布執(zhí)行的。該標(biāo)準(zhǔn)的各項指 標(biāo)比較寬松，其中很多方式、方法已經(jīng)不能適應(yīng)目前電力生產(chǎn)的需要，例如， GB/T 12145-1999 只列出了氨 +聯(lián)氨的汽包 鍋爐給水處理方法，而 DL/T 805.4-2005 列出了 AVT(R) 、AVT(O) 和 OT 三種處理方法； GB/T 12145-1999 只列出了協(xié)調(diào) 磷酸鹽處理方法，而 DL/T 805.2-2004已經(jīng)不推薦使用這種方法，并提出了PT、LPT和EPT的處理方法和水質(zhì)指標(biāo)。鍋爐給水的處理方式 隨著機(jī)組參數(shù)和給水水質(zhì)的提高，給水處理工藝也在不斷發(fā)展和完善，目前有三種處理方式，即還原性全揮發(fā)處理、弱氧 化性全

13、揮發(fā)處理和加氧處理。 還原性全揮發(fā)處理是指鍋爐給水加氨和還原劑(又稱除氧劑，如聯(lián)氨 ) 的處理，英文為 all- volatile treatment(reduction) ， 簡稱 AVT(R) 。 弱氧化性全揮發(fā)處理是指鍋爐給水只加氨的處理，英文為all- volatile treatment(oxidation) ，簡稱 AVT(O) 。 加氧處理是指鍋爐給水加氧的處理，英文為oxygenated treatment，簡稱OT。目前AVT(R) 、AVT(O)和OT這三種給水處理名稱以及水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)列入中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T 805.4-2004中?？筛鶕?jù)機(jī)組的材料特性、爐型

14、及給水的純度選擇不同的給水處理方式。AVT(R)、AVT(O)和 OT的原理抑制一般性腐蝕從圖 7-1 可以看出，要保護(hù)鐵在水溶液中不受腐蝕，就要把水溶液中鐵的形態(tài)由腐蝕區(qū)移到穩(wěn)定區(qū)或鈍化區(qū)。可以采取以 下三種方法達(dá)到此目的： (1) 還原法： 通過熱力除氧并加除氧劑進(jìn)行化學(xué)輔助除氧的方法以降低水的氧化還原電位(ORP) ，使鐵的電極電位接近于穩(wěn)定區(qū)，即AVT(R)方式。(2)氧化法：通過加氧氣(或其他氧化劑)的方法提高水的 ORP，使鐵的電極電位處于 aFe2O3的鈍化區(qū)，即 OT方式。(3)弱氧化法：只通過熱力除氧(即保證除氧器運行正常)但不再加除氧 劑進(jìn)行化學(xué)輔助除氧，使鐵的電極電位處于

15、aFe2O3和Fe3O4的混合區(qū)，即AVT(O)方式。注：水的氧化還原電位 (ORP) 與鐵的電極電位是兩個不同的概念。 ORP 通常是指以銀 - 氯化銀電極為參比電極，鉑電極為測量電極，在密閉流動的水中所測出的電極電位。 在25 C時該參比電極的電極電位相對標(biāo)準(zhǔn)氫電極為+208mV。ORP是衡量水的氧化還原性的指標(biāo)。 鐵的電極電位是指以銀 - 氯化銀電極 (或其他標(biāo)準(zhǔn)電極 ) 為參比電極，鐵電極為測量電極，在密閉流動的水中所測出的電極電位，是說明在水中鐵表面形 成的狀態(tài)。在AVT(R)方式下，由于降低了 ORP，使鐵生成穩(wěn)定的氧化物和氫氧化物分別是Fe3O4和Fe(OH)2。它們的溶解度都較

16、低，在一定程度上能減緩鐵進(jìn)一步腐蝕，這是一種陰極保護(hù)法。在OT方式下，由于提高了 ORP，使鐵進(jìn)入鈍化區(qū)，這時腐蝕產(chǎn)物主要是a-Fe2O3和Fe(OH)3,它們的溶解度都很低，能阻止鐵進(jìn)一步腐蝕，這是一種陽極保護(hù)法。在AVT(O)方式下，由于提高 ORP幅度不大，使鐵剛進(jìn)入鈍化區(qū)，這時腐蝕產(chǎn)物主要是a-Fe2O3和FesO4,它們的溶解度較低，其防腐效果處于 OT 和 AVT(R) 之間。這也是一種偏向于陽極的保護(hù)法。從以上分析可以看出，無論采用哪種給水處理方式都可以抑制水、汽系統(tǒng)鐵的一般性腐蝕。對于銅合金而言，氧總是起到 加速腐蝕的作用。 所以， 對于有銅系統(tǒng)機(jī)組， 應(yīng)盡量采用 AVT(R)

17、 方式運行。 不論在含氧量高還是低的水中， pH 值在 8.8的范圍內(nèi)，銅的腐蝕速度都最低。抑制流動加速腐蝕 在湍流無氧的條件下鋼鐵容易發(fā)生流動加速腐蝕 (FAC) ，其發(fā)生過程如下：附著在碳鋼表面上的磁性氧化鐵(Fe3O4) 保護(hù)層被剝離進(jìn)入湍流水或潮濕蒸汽中，使其保護(hù)性降低甚至消除， 導(dǎo)致母材快速腐蝕， 一直發(fā)展到最壞的情況 管道腐蝕 泄漏。 FAC 過程可能十分迅速，壁厚減薄率可高達(dá) 5mm/a 以上。例如，某電廠一臺 500MW 的直流鍋爐，在高加母管分 為許多支管的彎頭處， 5mm 厚的鋼管半年就腐蝕穿透。在火力發(fā)電廠中，金屬磨損腐蝕速率取決于多個參數(shù)，其中包括： 給水化學(xué)成分、材料

18、組成以及流體的動力學(xué)特性等。選擇適宜的給水處理方式可以減輕 FAC 的損害，也能使省煤器入口 處的鐵和銅含量達(dá)到較低水平(2/L)。對于雙層氧化膜的研究表明，上層膜是不很緊密的氧化鐵，特別是Fe3O4在150200 C條件下，溶解度較高，不耐沖刷。這就是為什么在聯(lián)氨處理條件下， 爐前系統(tǒng)容易發(fā)生水流加速腐蝕 (FAC) 的原因， 也是為什么使用聯(lián)氨處理給水含鐵量高， 給水系統(tǒng)節(jié)流孔板易被 Fe3O4粉末堵塞的原因。給水加氧處理就是為了改善這種條件。給水采用AVT(R)和OT,其氧化膜組成的變化可用圖 7-2、圖 7-3 和圖 7-4的對比說明。從上面三個圖的對比可看到， 采用OT后，主要是將外

19、層的Fe3O4的間隙中以及表面覆蓋上 Fe2O3。改變了外層FesO4層空 隙率高、溶解度高，不耐流動加速腐蝕的性質(zhì)。給水采用AVT(O) 所形成的氧化膜的特性介于 OT 和 AVT(R) 之間，也就是說這種給水處理方式所形成的膜的質(zhì)量比OT差，但優(yōu)于AVT(R)。對于 AVT(R) ，給水處于還原性氣氛，碳鋼表面生成磁性氧化膜的兩個關(guān)鍵過程是：1) 內(nèi)部形貌取向連生層的生長，受穿過氧化物中的細(xì)孔進(jìn)行擴(kuò)散的氧氣(水或含氧離子)的控制；2)可溶性Fe2*產(chǎn)物溶解到了流動的水中，溶解過程受給水的pH 和 ORP 控制。一般而言，給水的還原性越強(qiáng)，在省煤器入口鐵腐蝕產(chǎn)物的溶解度就越高。正常AVT(R

20、) 情況下，ORP-3OOmV，給水中鐵腐蝕產(chǎn)物的含量小于10用/L, 一般不會發(fā)生 FAC。但值得注意的是，由于局部的流體處于湍流狀態(tài)時，碳鋼表面的磁性氧化膜(Fe3O4) 會快速脫落，使得 FAC 發(fā)展得非?？臁５珜τ?OT 和 AVT(O) ，則有完全不同的情形。在非還原性給水環(huán)境中，碳鋼表面被一層氧化鐵水合物(FeOOH) 所覆蓋，它也向下滲透到磁性氧化鐵的細(xì)孔中，而且這種環(huán)境有利于 FeOOH 的生長。此類構(gòu)成形式可產(chǎn)生效果有兩個，一是由于氧向母材中的擴(kuò)散(或進(jìn)入 ) 過程受到限制(或減弱 ) ，因而降低了整體腐蝕速率；二是減小了表面氧化層的溶解度。因此從產(chǎn)生FAC 的過程看，在與

21、AVT(R) 時具有完全相同的流體動力特性的條件下， FeOOH 保護(hù)層在流動給水中的溶解度明顯低于磁性鐵垢(至少要低 2個數(shù)量級 ) ?？偟慕Y(jié)論是：采用 OT時給水的含鐵量有時能小于1/L(原子吸收法)，并且能明顯減輕或消除 FAC現(xiàn)象。關(guān)于 DL/T 805 第 4 部分：鍋爐給水處理標(biāo)準(zhǔn)的說明還原性全揮發(fā)處理 AVT(R) 給水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及各指標(biāo)的依據(jù)AVT(R) 給水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)AVT(R)是給水加氨和聯(lián)氨的處理方式，通常ORP+100mV 。鍋爐給水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)按表 7-4 中的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。規(guī)定OT給水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)各指標(biāo)的依據(jù)氫電導(dǎo)率在較純的水中，氧使鋼鐵表面生成致密的aFe2O3保護(hù)膜，起腐

22、蝕抑制作用；在不純的水中，氧會與其他雜質(zhì)一起促進(jìn)鋼鐵的腐蝕，起加速腐蝕作用。對于加有氨的給水來說，水的純度往往用氫電導(dǎo)率來衡量。氧究竟起什么作用，由水的氫電 導(dǎo)率臨界值決定。由于溫度、鋼鐵的表面狀態(tài)等因素的影響，氫電導(dǎo)率臨界值在0.2 S/cm0.3 S/cm 之間。為了安全起見，給水加氧處理時氫電導(dǎo)率定在0.15 S/cm以下。溶解氧 在氧化膜的形成過程中，只要飽和蒸汽中沒有氧，給水中的溶解氧濃度允許高些，這時往往給水的氫電導(dǎo)率也會升高，其 原因是給水系統(tǒng)的管壁以及管壁上的Fe3O4氧化膜中所含有機(jī)物被氧化，形成低分子有機(jī)酸。當(dāng)FesO4全部轉(zhuǎn)換為a-Fe2O3后，給水的氫電導(dǎo)率就會恢復(fù)到加

23、氧前的水平。在氧化膜的轉(zhuǎn)換過程中，允許給水的氫電導(dǎo)率達(dá)到0.2 S/cm。如果超過此值就應(yīng)減少加氧量。對于汽包鍋爐，實施給水加氧處理穩(wěn)定運行后，雖然溶解氧量定在10 g/L80 g/L,但最好控制在 50 g/L70 g/L ,只有在負(fù)荷波動時，不得已可短時間可偏上限或下限運行。對于直流鍋爐，實施給水加氧處理穩(wěn)定運行后，雖然溶解氧量定在30 g/L300 g/L,但最好控制在50 g/L100 g/L),只有在負(fù)荷波動時，不得已可短時間可偏上限或下限運行。鐵加氧處理可在鋼鐵表面已經(jīng)形成的Fe3O4的表面膜以及膜中的孔隙中生成致密的a Fe2O3。這種加氧后形成的膜在兩個方面起到防腐作用。表面膜

24、致密，使水和其它雜質(zhì)難以通過a Fe2O3保護(hù)膜與鐵基體反應(yīng)；在Fe3O4的孔隙中形成的微小Fe2O3顆粒堵塞了 Fe3O4的孔隙通道，使 Fe2+擴(kuò)散不出來，腐蝕性的離子難以通過空隙通道與鐵的基體發(fā)生反應(yīng)。所以 采用 OT 時,給水的含鐵量通常在 3 g/L 以下。銅一般地，除凝汽器外水汽系統(tǒng)不含銅合金時才采用OT。凝汽器管為銅管時，由于真空除氧的作用，使蒸汽中的氧被除去,不會引起銅管的腐蝕。另外,凝結(jié)水通過精處理混床后除去大部分銅離子。因此,給水的含銅量就比較低,通常在g/L 以下。鈉、硬度、油同 AVT(R) 。下降管爐水的氫電導(dǎo)率和溶解氧規(guī)定汽包下降管爐水的氫電導(dǎo)率應(yīng)小于1.5 S/c

25、m和溶解氧含量應(yīng)小于 10 g/L的理由如下：汽包鍋爐給水采用 OT 和直流鍋爐的主要區(qū)別就是爐水濃縮問題,汽包鍋爐爐水的蒸發(fā)和再循環(huán)可使雜質(zhì)濃縮。濃縮后的 爐水,其氫電導(dǎo)率也隨之增加, 使得氧的作用由陽極鈍化劑變?yōu)殛帢O去極化劑。因為汽包中的爐水取樣受給水的影響較大,特別是溶解氧的測量影響最大,而控制汽包下降管的爐水水質(zhì),就是控制水冷壁入口的爐水水質(zhì)。 當(dāng)爐水中溶解氧量過高時, 就會使水冷壁管發(fā)生氧腐蝕。 因為少量氯化物就可降低鋼的氧化還原電位,所以要控制進(jìn)入水冷壁管的氧含量及下降管爐水中陰離子(主要是Cl-)的含量。溶解氧量達(dá)到 200400馮/L時，Cl-濃度大于100呃/L就可使鋼的氧化

26、還原電位降 到佛萊德電位以下,即可局部破壞鈍化膜而產(chǎn)生點蝕,造成水冷壁管腐蝕。由于測試條件的限制,一般爐水中的微量Cl-不易在線監(jiān)測,所以通過監(jiān)測下降管爐水的氫電導(dǎo)率來間接反映有害陰離子(主要是 Cl-) 的含量。因此,導(dǎo)則對采用 OT的汽包下降管爐水的氧含量和氫電導(dǎo)率給出了控制指標(biāo)。在25C時，100g/L Cl-對氫電導(dǎo)率的貢獻(xiàn)為1.200 S/cm。考慮到爐水本身的電離以及爐水中還可能有少量SO4和CH3COO-等，認(rèn)為下降管爐水的氫電導(dǎo)率控制小于1.5 S/cm為宜。根據(jù)對汽包鍋爐給水 OT的研究與實踐經(jīng)驗及研究資料，認(rèn)為爐水中的溶解氧濃度越小越好，可以接受的值為10曲兒。OT、CW和

27、 NWT勺區(qū)別給水加氧處理 ( OT) 是指鍋爐給水加氧的處理。也就是說,與給水的 pH 值無關(guān),可以加其他藥劑調(diào)節(jié) pH 值,也可以不再 加任何藥劑。給水聯(lián)合處理 (CWT) 是指鍋爐給水加氧和微量氨使給水呈微堿性的氧化性處理。中性水處理 (NWT) 是指鍋爐給水只加氧不再加任何藥劑,使水呈中性的氧化性處理。與 CWT 和 NWT 相比, OT 使用范圍更廣泛,它包含了 CWT 和 NWT 的全部內(nèi)容。在 90年代以前曾經(jīng)廣泛使用 CWT 和 NWT 這一名詞。近十年來,美、英、日、俄等 40 多各國家和地區(qū)統(tǒng)一使用 OT 這一名詞。為了與國際接軌,在 2002 年 2004 年制定的中華人

28、民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 火電廠汽、水化學(xué)導(dǎo)則第 1 部分：直流鍋爐給水加氧處理、第 2 部 分：鍋爐爐水磷酸鹽處理、第 3 部分：鍋爐爐水氫氧化鈉處理、第 4 部分：鍋爐給水處理均采用了 OT 這一名詞。采用OT應(yīng)具備的條件水質(zhì)。機(jī)組配有凝結(jié)水精處理設(shè)備，并且能長期穩(wěn)定運行。經(jīng)處理的凝結(jié)水的氫電導(dǎo)率能長期低于0.15 S/cm。材質(zhì)。給水系統(tǒng)不應(yīng)含有銅合金部件。監(jiān)測儀表。應(yīng)配置給水在線氫電導(dǎo)率儀和溶解氧儀。增加取樣點。對于汽包鍋爐應(yīng)加裝爐水下降管取樣點,并配置爐水在線溶解氧儀和氫電導(dǎo)率儀。安裝高、低壓給水加氧管路及閥門。6）安裝加氧裝置。如果采用自動加壓氧裝置，還應(yīng)向加氧控制柜引入凝結(jié)水流量信號

29、和/或給水流量信號。由在線溶解氧儀向 DCS（ Distributed Control System ，分散控制系統(tǒng)）系統(tǒng)引入溶解氧的測量顯示信號和由DCS 系統(tǒng)向自動加壓氧裝置引入溶解氧測量信號和加氧控制信號。加氧前應(yīng)做好的準(zhǔn)備工作1）對加氧系統(tǒng)進(jìn)行清洗，清洗介質(zhì)一般采用四氯化碳；2）對加氧系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)密性試驗，試驗介質(zhì)用氮氣；3）對加氧裝置進(jìn)行調(diào)試；4）確保加氧期間精處理出水的氫電導(dǎo)率小于0.15 S/cm，爭取小于0.10 S/cm;5）對在線化學(xué)儀表進(jìn)行校驗，并確定準(zhǔn)確無誤；6）鍋爐燃燒工況穩(wěn)定，機(jī)組處于長期運行狀態(tài)。我國的給水加氧處理與外國的差別1）對于直流鍋爐采用給水加氧處理，我國的

30、主要給水指標(biāo)為：在25C時pH值為8.09.0,氫電導(dǎo)率小于 0.15 S/cm，溶解氧量為30300/L。這與美、歐國家的標(biāo)準(zhǔn)一致。但是具體執(zhí)行時，我國采用的pH值往往偏上限，即 pH值為8.59.0;溶解氧量往往偏下限， 即為30100馮/L，而美、歐國家一般pH值偏下限，即8.08.5,溶解氧量居中，即為100 /L 左右。雖然這沒有本質(zhì)的差別，單卻體現(xiàn)各自的風(fēng)格。我們認(rèn)為，控制 pH 值略高些，有利與水的緩沖性，與給水 AVT相比, pH 值低了 0.5左右,給水的含氨量少了近 3/4,凝結(jié)水混床的運行周期延長了 4倍以上。如果再延長,混床的運行 壓差會繼續(xù)增大,這將導(dǎo)致凝結(jié)水泵的動力

31、增加。而外國認(rèn)為,應(yīng)盡可能少向水汽系統(tǒng)加入藥品。2）對于汽包鍋爐采用給水加氧處理，我國的主要給水指標(biāo)為： 在25C時給水的pH值為8.09.0,氫電導(dǎo)率小于0.15 S/cm（期望值0.10 Q/cm）,溶解氧量為1080呃/L ;汽包下降管爐水的氫電導(dǎo)率應(yīng)小于1.5 S/cm,溶解氧含量應(yīng)小于10 g/L。美、歐國家的標(biāo)準(zhǔn)的大部分指標(biāo)與我國相同，只有以下差異：給水的氫電導(dǎo)率，我國的期望值與國外的極限值相同；國外下降管爐水的溶解氧含量小于5 g/L ,比我國更加嚴(yán)格。由于這兩項指標(biāo)對防腐效果的影響沒有質(zhì)的差別并且在我國要達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)目前尚有一定的困難,所以暫時放寬這兩項指標(biāo),相信在不久的將來這

32、兩項指標(biāo)也能完全與國際接軌。超臨界機(jī)組水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)單獨制訂超臨界機(jī)組水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的理由由于水在超臨界參數(shù)狀態(tài)下的物理、化學(xué)性質(zhì)與臨界參數(shù)以下有較大的差別,機(jī)組的運行條件更加惡劣,為了防止發(fā)生各種類型的腐蝕和積鹽,就需要更嚴(yán)格地控制水汽質(zhì)量。我國已投運十多臺超臨界機(jī)組,運行時間最長的已達(dá)10年;正在建設(shè)的超臨界機(jī)組有十幾臺。 我國研制的超臨界機(jī)組也已經(jīng)投入商業(yè)運行。 超臨界發(fā)電機(jī)組已經(jīng)成為我國電力發(fā)展的方向。 但是,由于引進(jìn)機(jī)組采用不同國家的制造廠提供的標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)準(zhǔn)之間存在較大差異,國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 12145-1999 火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動力設(shè)備水汽質(zhì)量雖然有超臨界機(jī)組水汽質(zhì)量的內(nèi)容,但不夠全面。國家標(biāo)

33、準(zhǔn)考慮到機(jī)組制造商、機(jī)組運營 商、訂貨和運行各個方面不同要求,對超臨界機(jī)組水汽質(zhì)量指標(biāo)要求比較寬松;新制訂火電廠汽、水化學(xué)導(dǎo)則DL/T805.42004 雖然有超臨界機(jī)組水汽質(zhì)量的內(nèi)容,但主要偏重亞臨界以下參數(shù)的機(jī)組,沒有規(guī)定超臨界機(jī)組有關(guān)蒸汽、凝 結(jié)水和補(bǔ)給水的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。為了保證超臨界機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運行,需制訂更為嚴(yán)格、合理的超臨界機(jī)組水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。超臨界機(jī)組給水水質(zhì)指標(biāo)及制定指標(biāo)的依據(jù)超臨界機(jī)組給水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) DL/T 912 2005超臨界火力發(fā)電機(jī)組水汽質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 主要參考最新的國外標(biāo)準(zhǔn)： 歐洲標(biāo)準(zhǔn) prEN 1295212 1998 給水和爐水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn);英國標(biāo)準(zhǔn) BS

34、 2486-1997 蒸汽鍋爐和水加熱器的水處理標(biāo)準(zhǔn);日本標(biāo)準(zhǔn)JIS B8223-1999 鍋爐給水和爐水的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn);德國大電廠技術(shù)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)VGB-R450L ： 1988 68bar 以上鍋爐的給水、爐水及蒸7-5 所示。汽質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。另外,本標(biāo)準(zhǔn)的編寫還參考了引進(jìn)的超臨界機(jī)組的實際運行情況,其水質(zhì)指標(biāo)如表 為減少蒸發(fā)段的腐蝕結(jié)垢、保證蒸汽品質(zhì)，給水質(zhì)量應(yīng)符合表 7-6 7-5 所示。水質(zhì)指標(biāo)的解釋和依據(jù) 揮發(fā)處理。這里的揮發(fā)性處理是指還原性揮發(fā)處理，即AVT(R) 。 pH(25oC)、溶解氧和聯(lián)氨指標(biāo)與 DL/T 805.4 2004 中的還原性揮發(fā)處理 AVT(R) 規(guī)定值完全相同，各指

35、標(biāo)解釋和依據(jù)也相同。 氧化性處理。即加氧處理，pH(25oC)、溶解氧和聯(lián)氨指標(biāo)與 DL/T 805.1-2004規(guī)定值相同，各指標(biāo)解釋和依據(jù)也相同。 二氧化硅、鐵、銅、鈉的規(guī)定值與DL/T 805.4 2004 規(guī)定值相同，只是鈉指標(biāo)增加了期望值，各指標(biāo)解釋和依據(jù)也相 同。 TOC。水中的有機(jī)物的含量，以有機(jī)物中的主要元素一碳的量來表示，稱為有機(jī)碳。測定原理是在950 C的高溫下，使水樣中的有機(jī)物氣化燃燒，生成CO2，通過紅外線分析儀，測定其生成物CO2的量，即可得出總有機(jī)碳含量 (TC)。檢測水中碳酸鹽、重碳酸鹽等的含量可得出總無機(jī)碳含量(IC)，則TOC = TC IC。控制有機(jī)物的目的

36、是防止熱分解產(chǎn)生有機(jī)酸。與國標(biāo) GB/T 121451999 相比，去掉了含油指標(biāo)，增加了 TOC 指標(biāo)，這主要是 TOC 所包含的內(nèi)容更寬。氯離子。增加了給水氯離子濃度指標(biāo)，標(biāo)準(zhǔn)值 3 g/L，期望值104kJ/(m2 h)時，爐水含鐵量達(dá)到 100 Q/L ,就會產(chǎn)生氧化鐵垢。 由此可知，形成氧化鐵的主要原因是鍋爐水含鐵量和鍋爐的熱負(fù)荷都太高。鍋爐水中的含鐵量主要決定于給水的含鐵量， 爐管腐蝕對爐水含鐵量的影響往往較小。 氧化鐵的形成速度與熱負(fù)荷和給水含鐵量的關(guān)系如圖 8-2 所示。從圖中可以看出， 熱負(fù)荷越高、給水的含鐵量越高，氧化鐵的結(jié)垢速度就越快。2) 爐管上的金屬發(fā)生腐蝕轉(zhuǎn)化為氧化

37、鐵垢。在鍋爐運行時，如果爐管內(nèi)發(fā)生堿性腐蝕或汽、水腐蝕，其腐蝕產(chǎn)物附著在 管壁上就形成氧化鐵垢； 在鍋爐制造、 安裝或停用時， 如果保護(hù)不當(dāng)， 發(fā)生大氣腐蝕， 在爐管內(nèi)會生成氧化鐵等腐蝕產(chǎn)物， 這些腐蝕產(chǎn)物有的附著在管壁上，鍋爐啟動、運行后也會轉(zhuǎn)化為氧化鐵垢。結(jié)垢部位鍋爐熱負(fù)荷較高的部位 (如噴燃器附近 ) 或水循環(huán)不良的爐管容易形成氧化鐵垢。一般地，高參數(shù)大容量的鍋爐內(nèi)容易形 成氧化鐵垢。防止方法減少給水、爐水的含鐵量。除了對爐水進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐盼弁?，主要是防止給水系統(tǒng)發(fā)生運行腐蝕和停用腐蝕，以減少給 水的含鐵量。為了減少鍋爐在運行期間的腐蝕， 防止過量的腐蝕產(chǎn)物隨給水進(jìn)入鍋爐， 除了要嚴(yán)格控制

38、進(jìn)入給水中的各類雜質(zhì)外，還必 須對給水進(jìn)行適當(dāng)?shù)靥幚?。例如，對給水采用給水加氧處理 (OT) 或弱氧化性處理 AVT(O) ，給水中的含鐵量要比傳統(tǒng)的 加氨和聯(lián)氨除氧工況的還原性處理 AVT(R) 低得多。減少組成給水的各部分水中的含鐵量。除了對補(bǔ)給水、凝結(jié)水進(jìn)行把關(guān)外，還應(yīng)重點監(jiān)控疏水和生產(chǎn)返回凝結(jié)水。在 火電廠中，高加疏水系統(tǒng)在缺氧的環(huán)境下， 往往因疏水流速過高發(fā)生流動加速腐蝕。 疏水流速過高是因為蒸汽在尚未完全 凝結(jié)成水時，初期汽中有水，后期水中有汽造成的。低加疏水系統(tǒng)，往往因為漏入空氣，使疏水的鐵含量增高。對于熱電 廠，還應(yīng)對用戶返回的凝結(jié)水進(jìn)行質(zhì)量把關(guān)，不合格的返回水不能直接進(jìn)入鍋爐

39、。若凝汽式電廠中分段蒸發(fā)鍋爐的排污率小于1%時，則常常會因鹽段爐水的濃縮倍率過大，導(dǎo)致含鐵量增高，以致在鹽段爐管內(nèi)生成氧化鐵垢。 為了防止在鍋爐鹽段產(chǎn)生氧化鐵垢，可采取降低鹽段與凈段的濃縮倍率的措施，或者用增大排污率的臨時性措施，來控制鹽段爐水的含鐵量。對于中小鍋爐，還可以向爐水中加絡(luò)合劑，使鐵的氧化物變成穩(wěn)定的絡(luò)合物，以減緩或防止氧化鐵垢的生成。不過大 型鍋爐還未有成功的報道。銅垢形成原因及其防止方法形成原因 在熱力系統(tǒng)中，銅合金設(shè)備遭到氨和氧的共同腐蝕或單獨腐蝕后，銅的腐蝕產(chǎn)物隨給水進(jìn)入鍋爐。在沸騰的堿性爐水中， 部分銅的腐蝕產(chǎn)物是以絡(luò)合物的形式存在的。這些絡(luò)合物和銅離子形成電離平衡。所以

40、，水中的銅離子的實際濃度與這些 銅的絡(luò)合物的穩(wěn)定性有關(guān)。在高熱負(fù)荷部位，爐水中的部分銅的絡(luò)合物被破壞變成銅離子，使?fàn)t水的銅離子含量升高；另 一方面， 由于高溫?zé)嶝?fù)荷的作用， 爐管中的高熱負(fù)荷部位的金屬保護(hù)膜被破壞， 使高熱負(fù)荷部位的金屬表面與其他部分的 金屬產(chǎn)生電位差， 局部熱負(fù)荷越大時這種電位差也就越大。 結(jié)果銅離子就在帶電荷多的局部熱負(fù)荷高的區(qū)域獲得電子而析 出金屬銅(Cu2+2e t Cu);與此同時，在面積很大的鄰近區(qū)域進(jìn)行著釋放電子的過程(FeF2+2e)，所以銅垢總是在局部熱負(fù)荷高的管壁上發(fā)生。開始析出的金屬銅呈一個個多孔的小丘，小丘的直徑為0.10.8mm，隨著許多小丘逐漸連成整

41、片，形成多孔的海棉狀的沉淀層。爐水沖灌到這些小孔中，由于熱負(fù)荷很高，孔中的爐水很快就被蒸干而將水中的氧化 鐵、磷酸鈣、硅化合物等雜質(zhì)留下，這一過程直到小孔填滿為止。雜質(zhì)填充的結(jié)果就使垢層中的銅的百分含量比剛形成時而未填充雜質(zhì)時低。銅垢有很好的導(dǎo)電性， 不妨礙上述過程的繼續(xù)進(jìn)行， 所以在已經(jīng)生成的垢層中又按同樣的過程生成新 的銅垢層，結(jié)垢過程便這樣繼續(xù)進(jìn)行下去。所以在水垢的表層，含銅的可達(dá)到70%90%，越靠近金屬表面，垢層的含銅量就越低，一般只有 7%20%甚至更低，銅的總體含量一般不會很高，見表8-1。結(jié)垢部位 在局部熱負(fù)荷很高的爐管內(nèi)，容易結(jié)銅垢。高負(fù)荷區(qū)比低負(fù)荷區(qū)嚴(yán)重，向火側(cè)比背火側(cè)嚴(yán)重

42、。防止銅垢的方法 為了防止在鍋爐內(nèi)生成銅垢，在鍋爐運行方面，應(yīng)盡可能避免爐管局部熱負(fù)荷過高；在水質(zhì)方面，應(yīng)盡量降低爐水的含銅 量。降低爐水的含銅量有以下方法：加強(qiáng)鍋爐的排污。這會伴隨熱量損失和水損失。向爐水中加絡(luò)合劑，使?fàn)t水的銅離子形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，從而使銅離子不發(fā)生沉積。減少給水的銅含量。應(yīng)從防止凝結(jié)水系統(tǒng)和給水系統(tǒng)含銅設(shè)備的腐蝕著手。對于凝結(jié)水系統(tǒng)，如凝汽器管采用耐氨腐 蝕的管材或空抽區(qū)采用鎳銅合金的管材。有條件時應(yīng)對凝結(jié)水進(jìn)行精處理。對于給水系統(tǒng)，如果含有銅合金材料，應(yīng)采用 給水 AVT(R) 處理方式，使銅的腐蝕量最小。水垢、水渣對鍋爐的危害影響熱傳導(dǎo)水垢的導(dǎo)熱性能很低， 只有鋼鐵的幾

43、十分之一到幾百分之一。 水垢及其他物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)見表 8-2。當(dāng)鍋爐水冷壁結(jié)垢后， 將嚴(yán)重影響熱量的正常傳遞，使鍋爐熱效率降低。更嚴(yán)重的是因傳熱不良，將導(dǎo)致爐管壁溫升高，造成爆管事故。水冷壁 管是用優(yōu)質(zhì)低碳鋼制造的，管壁溫度超過450 C時，其抗拉強(qiáng)度會急劇下降，管子會脹粗。爐管是否超溫與熱負(fù)荷、水在管內(nèi)的流動狀態(tài)和管內(nèi)壁的結(jié)垢量有關(guān)。通常前兩項是固定的，后一項隨著鍋爐運行時間而增長。以220MW 機(jī)組為例，當(dāng)鍋爐熱負(fù)荷為 464kw/m2,爐水的溫度為 330C時，由圖8-3可知潔凈的爐管的壁溫為390C，如果管內(nèi)壁有 500g/m2的沉積物時，金屬的溫度還要增加80C。在此情況下，管外壁的

44、溫度將升高到470C,這已經(jīng)超過了 20號碳鋼的極限允許溫度。所以，火力發(fā)電廠鍋爐化學(xué)清洗導(dǎo)則DL/T 794 2001 中規(guī)定，壓力大于 12.7MPa 的鍋爐，水冷壁達(dá)到 300400g/m2 時就應(yīng)對鍋爐進(jìn)行化學(xué)清洗。引起垢下腐蝕由于沉積物的傳熱性很差，使得沉積物下的金屬壁溫升高，因而滲透到沉積物下面的爐水就會發(fā)生劇烈的蒸發(fā)濃縮。由于沉積物的阻礙，濃縮的爐水不易與爐管中部的爐水混均，其結(jié)果是沉積物下的爐水中的各種雜質(zhì)深度濃縮，其濃縮液往往 有很強(qiáng)的腐蝕性，導(dǎo)致爐管腐蝕甚至爆管。影響爐水循環(huán)如果鍋爐水中的水渣過多，也會堵塞爐管，影響爐水循環(huán)。一般地，這種現(xiàn)象只發(fā)生在中壓以下的鍋爐。嚴(yán)重時，

45、爐管堵 死，并引起爆管。增加煤耗鍋爐結(jié)垢后燃煤發(fā)出的熱量不能很好地傳遞給爐水，造成排煙溫度升高，增加了排煙熱損失。當(dāng)水冷壁結(jié)垢量達(dá)到300400 g/m2，通常每發(fā)1kw-h的電量就增加煤耗12g。減低鍋爐的使用壽命水冷壁因結(jié)垢而引起高溫蠕變，發(fā)生脹粗或減薄現(xiàn)象，或結(jié)垢后因酸洗減薄而影響使用壽命。防止產(chǎn)生水垢的方法減少進(jìn)入給水中雜質(zhì)的含量制備高純度的補(bǔ)給水， 徹底除去水中的各種容易結(jié)垢的雜質(zhì)。例如利用軟化或除鹽系統(tǒng)徹底除去鈣鎂離子，利用陰離子交換法徹底除去水中的 sq3、so2等容易形成水垢的陰離子?？傊鶕?jù)機(jī)組參數(shù)，制備出符合補(bǔ)給水要求的水質(zhì)。防止凝汽器管發(fā)生腐蝕泄漏，并及時的查漏堵漏。3

46、00MW及以上的機(jī)組，大都配備凝結(jié)水精處理設(shè)備，以防止因凝汽器管泄漏，冷卻水直接進(jìn)入鍋爐而產(chǎn)生腐蝕和結(jié)垢。對于生產(chǎn)返回的凝結(jié)水、疏水必須嚴(yán)格控制，必要是也要進(jìn)行相應(yīng)軟化或除鹽處理，有時還要進(jìn)行除油、除鐵處理。防止水、汽系統(tǒng)發(fā)生腐蝕，盡量減少給水的銅、鐵含量采用的方法有，高壓給水系統(tǒng)采用除氧、加氨水的方法防止鐵腐蝕；低壓給水系統(tǒng)如果加熱器含銅合金時，加聯(lián)氨和氨水 的方法防止銅腐蝕，不含銅合金時也可以不加聯(lián)氨，但必須加氨水調(diào)節(jié)pH值。凝汽器管為銅管時，空抽區(qū)選用鎳銅管防止氨腐蝕。此外，在機(jī)組啟動過程中，要加強(qiáng)水、汽質(zhì)量監(jiān)督，對不合格的水質(zhì)要及時排放或換水。采用適當(dāng)?shù)臓t水處理方法汽包鍋爐爐水采用磷酸

47、鹽處理之所以應(yīng)用廣泛，就是因為這種方法能將鈣鎂雜質(zhì)生成水渣，通過鍋爐連續(xù)排污排出爐外， 能有效地防止鍋爐結(jié)鈣鎂水垢。但是要注意磷酸鹽過量或使用不當(dāng)，容易發(fā)生隱藏現(xiàn)象并生成磷酸鹽鐵垢。4易溶鹽的隱藏現(xiàn)象和防止易溶鹽的隱藏大部分汽包鍋爐在運行過程中，當(dāng)鍋爐負(fù)荷升高時，爐水中的某些易溶鹽(Na3PO4、Na2SiO3和Mg2SO4等)的濃度明顯降低，當(dāng)負(fù)荷降低或停爐時，這些鹽類的濃度重新增高，這種現(xiàn)象稱為鹽類的隱藏現(xiàn)象，也稱為鹽類的暫時消失”現(xiàn)象。這種現(xiàn)象的實質(zhì)是，鍋爐負(fù)荷增高時，靠近爐管的爐水因深度蒸發(fā)，某些易溶的鹽類有一部分從爐水中析出，沉積在爐管 的管壁上，或與水冷壁管的垢發(fā)生了可逆的化學(xué)反應(yīng)

48、，結(jié)果使它們在爐水中的濃度降低；而當(dāng)負(fù)荷降低或停爐時，沉積在 爐管的管壁上的這些鹽類重新被溶解下來，使它們在爐水中的濃度重新增高。由此可見，出現(xiàn)隱藏現(xiàn)象時，在熱負(fù)荷較高 的爐管上必然有易熔鹽的附著物形成。在火電廠中，爐水中最常見的易溶鹽類有磷酸鹽、硅酸鹽，只有小型鍋爐的爐水才有硫酸鹽和碳酸鹽等，這些鹽類發(fā)生隱 藏現(xiàn)象有以下原因：與鹽類的特性有關(guān)在高溫爐水中，某些鈉鹽在水中的溶解度是隨著水溫的升高而降低的。鈉鹽在水中的溶解度與溫度的關(guān)系見圖8-4。由該圖可知，當(dāng)水溫超過 200C以后，磷酸鈉和硅酸鈉的溶解度急劇下降，在高溫爐水中磷酸三鈉的溶解度是非常小的。在中壓及以上的鍋爐中，爐水的溫度都很高，

49、例如，300MW的機(jī)組，汽包壓力為18.63MPa時，爐水的溫度可達(dá)到 3598C,磷酸鹽的溶解度不足 10mg/L，硅酸鈉的溶解度不足 0.210mg/L，這些鹽類容易因超過其溶解度而從水中析出。與某些化學(xué)反應(yīng)有關(guān)如果爐水中某些易溶鹽類與爐管上的氧化膜或爐管上的垢發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成某些難溶的化合物，而這一反應(yīng)隨著爐管管壁溫度的增高，更傾向于生成難溶的化合物，這時就產(chǎn)生鹽類的隱藏現(xiàn)象。當(dāng)爐管管壁溫度降低時，難溶的化合物更傾向于 解離，即鹽類再溶出現(xiàn)象。例如，當(dāng)爐水采用磷酸三鈉處理時，磷酸鹽水解后會與爐管表面的Fe3O4(s)發(fā)生如下的反應(yīng)：32PO4 +H2O = HPO 4 +OH-Fe3O4

50、(s)+9HPO 4 (aq)+21 首 Na+(aq) +3 3 OH-(aq) = 5Na2.6Fe：2 PO4(s) +2Na4Fe3+OH(PO4)2 NaOH(s) +5H 2O在爐管內(nèi)表面上的 Fe3O4垢量和爐水中的 HPO 2的濃度一定時，管壁的溫度越高，越容易生成磷酸鐵鈉和磷酸亞鐵鈉， 管壁的溫度降低，磷酸鐵鈉和磷酸亞鐵鈉容易解離。這一反應(yīng)方程式可以很好的解釋以下問題：鍋爐負(fù)荷上升時，爐水中 的磷酸根濃度下降、pH值上升，鍋爐負(fù)荷下降時，爐水中的磷酸根濃度上升、pH值下降。與鍋爐熱負(fù)荷有關(guān)爐管的熱負(fù)荷不同時，爐管內(nèi)水的沸騰和流動工況也不同。在鍋爐的出力增大和減小的兩種情況下，

51、爐管的熱負(fù)荷有很大的不同，現(xiàn)將這兩種情況分別敘述：1）鍋爐熱負(fù)荷上升時可能發(fā)生以下現(xiàn)象膜狀沸騰。當(dāng)鍋爐出力增大時，爐管的熱負(fù)荷就增加，這容易使?fàn)t管的管壁處產(chǎn)生過多的氣泡。當(dāng)很多氣泡連成一片成 為氣膜后，阻礙了爐管與爐水的正常熱量傳遞，導(dǎo)致靠近爐管的爐水幾乎被完全蒸干，像磷酸鹽、硅酸鹽溶解度小的鹽類 就會在管壁上析出。汽、水分層。當(dāng)鍋爐水循環(huán)不良時， 在水平或傾斜度很小的上升管內(nèi)，會出現(xiàn)上部是蒸汽， 下部是水的汽、水分層現(xiàn)象。這時因蒸汽的傳熱能力很差， 故管子的上部溫度很高。 加上細(xì)小的水滴不斷飛濺到管子上部， 使這里容易發(fā)生爐水蒸干和 鹽類的析出現(xiàn)象。自由水面。 有的自然循環(huán)鍋爐在出力增加時，

52、 因爐膛的熱負(fù)荷不均勻性相對增大， 某些與汽包的蒸汽空間相連的上升管， 由于熱負(fù)荷較低，會出現(xiàn)自由水面的現(xiàn)象。此時，管內(nèi)上部管段為蒸汽，下部管段為不流動的爐水。特別是當(dāng)爐膛內(nèi)結(jié)渣 時，因為上升管的下段被渣覆蓋，熱負(fù)荷較小，而在上升管的上段因未被覆蓋，故熱負(fù)荷較大，最容易出現(xiàn)自由水面。處 在自由水面的下部的爐水會逐漸蒸發(fā)濃縮， 使水中的鹽類濃度不斷增高， 這樣某些鹽類會在靠近管壁的水層中析出。 此外， 在自由水面的分界處，由于水的沸騰，有些水滴會飛濺到水面上部的管段中，當(dāng)遇到熱負(fù)荷很高的管壁時，這些水滴會被 很快的蒸干，使鹽類析出并附著在上部的管壁上?，F(xiàn)代大型鍋爐很少發(fā)生這種現(xiàn)象。強(qiáng)制循環(huán)汽包鍋

53、爐，不會發(fā)生自由水面現(xiàn)象。汽、水倒流。有的自然循環(huán)鍋爐在出力增加時，因爐膛的熱負(fù)荷不均勻性相對增大，某些與汽包相連的上升管，由于熱 負(fù)荷比其它上升管低得多，靠重力差循環(huán)的鍋爐會導(dǎo)致上升管的爐水往下流的現(xiàn)象，稱之為汽、水倒流。在汽、水倒流的 爐管，爐水所產(chǎn)生的氣泡仍然上升，但當(dāng)爐水的下降速度與氣泡的上升速度相等時，氣泡會停滯，形成所謂的汽塞。有汽 塞的管子壁溫會升高，形成局部過熱，容易使鹽類析出?，F(xiàn)代大型鍋爐很少發(fā)生這種現(xiàn)象。強(qiáng)制循環(huán)汽包鍋爐，不會發(fā)生 汽、水倒流現(xiàn)象。2）鍋爐熱負(fù)荷下降時可能發(fā)生以下現(xiàn)象 當(dāng)鍋爐的出力減少或停爐時， 鍋爐內(nèi)的熱負(fù)荷降低，爐管內(nèi)的爐水處于氣泡狀沸騰狀態(tài)。這時沸騰產(chǎn)

54、生的氣泡靠浮力和水流的沖力離開管壁；與此同時，靠近管壁的水流，使管壁得到及時的冷卻。這樣不僅使管壁不再出現(xiàn)過熱，而且管壁受爐 水的沖刷，使原來析出并附著在管壁上的易溶鹽重新溶于爐水中。此外，當(dāng)鍋爐的出力減少或停爐時，由于爐膛內(nèi)熱負(fù)荷 的不均勻性減少或消除，使?fàn)t水流動工況不正常的上升管，也恢復(fù)正常的工況，此管壁上的易溶鹽也會重新溶解于水中。5 水垢和腐蝕產(chǎn)物的分析方法常規(guī)方法1985 年原水利電力部西安熱工研究所 （現(xiàn)在更名西安熱工研究院有限公司 ） 組織制訂了 火力發(fā)電廠垢和腐蝕產(chǎn)物分析 方法（簡稱方法）。方法的標(biāo)準(zhǔn)號為 SD202 86。自1987年1月1日起執(zhí)行。該方法具有簡便、快速、準(zhǔn)確

55、的特點。對火力發(fā)電廠熱力設(shè)備及其系統(tǒng)內(nèi)垢和腐蝕產(chǎn)物的化學(xué)成分能夠定性、定量測定。但是，由于當(dāng)時分析儀器的限制，不能對其物質(zhì)結(jié)構(gòu)及其分子式進(jìn)行準(zhǔn)確的描述，為了統(tǒng)一起見，對于各項分析結(jié)果統(tǒng)統(tǒng) 都換算成高價氧化物的形成，這顯然掩蓋了物質(zhì)的真實性。例如，對于給水采用AVT（R） 處理的鍋爐，省煤器管的氧化鐵垢往往是以 Fe3O4 為主要成分；對于給水采用加氧處理的鍋爐，省煤器管的氧化鐵垢往往是以Fe2O3 為主要成分。采用以上方法分析， 只是人為的將所有的鐵都按 3 價鐵計算， 然而這種氧化鐵結(jié)構(gòu)成分的分析是判斷加氧處理是否轉(zhuǎn)換完全的主 要分析指標(biāo)。另外，對于爐水采用磷酸鹽處理，采用以上方法分析，只是

56、人為的將垢中的磷都按P2O5 計算，后來儀器分析證明，實際上水垢中根本沒有這種物質(zhì)。儀器分析法進(jìn)入 90 年代以后，隨著各種分析儀器的出現(xiàn)，使得水垢和腐蝕產(chǎn)物的分析更加快捷，對各物質(zhì)成分的定性更加準(zhǔn)確，對 組成垢的各元素的定量也達(dá)到了火電廠的要求。1）元素分析對組成垢的各元素進(jìn)行分析，可使用能譜分析儀，如EDAX-9900能譜分析儀。對垢樣的處理要求：研磨成粉狀，垢樣的用量為覆蓋1cm2即可，或?qū)Ч傅慕饘黉彸?x1cm左右后直接進(jìn)行分析。不同的元素分析儀對元素的檢出限不同，甚至有的元素?zé)o法分析。目前能譜分析儀只能定量分析原子量在氧元素以上的元素，相信在不久的將來對0、N、C和H元素也能定量分

57、析。2）物相結(jié)構(gòu)分析對組成垢的各物質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行成分分析，使用的儀器有 X 射線衍射分析儀，如日本理學(xué) D/max-3cX 射線衍射儀。目前 X 射 線衍射分析是根據(jù) X 射線衍射分析的能譜圖與標(biāo)準(zhǔn)譜圖比對得出物質(zhì)結(jié)構(gòu)，對于物質(zhì)的定性分析比較準(zhǔn)確，屬于半定量 分析。對于非晶體形式的物質(zhì)，X射線衍射不能檢測出來，如無定型的Si02等。對垢樣的處理要求與元素分析相同，也可以使用能譜分析儀使用后的垢樣或樣品。通常的分析方法是將元素分析和物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析結(jié)合起來，互相彌補(bǔ)不足之處，例如，首先進(jìn)行能譜分析，確定垢樣中有哪 些元素，再根據(jù)鍋爐水垢的知識，提出可能的物質(zhì)結(jié)構(gòu)，提交計算機(jī)檢索出該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)譜圖，然后與

58、X 射線衍射分析的能譜圖對比。整個過程由計算機(jī)自動完成。這樣不僅快速、準(zhǔn)確，還可以彌補(bǔ)能譜不能檢測氧原子量以下的元素，X 射線衍射不能檢測出無定型的 Si02等的不足。第二節(jié) 爐水處理由于直流鍋爐中所有的給水一次性全部加熱為蒸汽，給水的水質(zhì)與蒸汽的質(zhì)量相當(dāng)，不存在爐水濃縮現(xiàn)象，所以直流鍋爐不進(jìn)行爐水處理。 所謂的爐水處理是指對汽包鍋爐的爐水進(jìn)行處理。 雖然對鍋爐給水的水質(zhì)進(jìn)行了嚴(yán)格地質(zhì)量控制，但是 給水中微量溶解鹽類、懸浮物、膠體以及溶解氣體等各種雜質(zhì)進(jìn)入鍋爐后，經(jīng)高溫、高壓蒸發(fā)，爐水不斷濃縮。對于電力 鍋爐，爐水中的某些雜質(zhì)濃度可達(dá)到給水的50300倍。如果不對爐水進(jìn)行處理，必然會使鍋爐發(fā)生

59、腐蝕、結(jié)垢和汽水共騰等故障。不僅降低了爐管的傳熱效果，增加了燃料消耗，導(dǎo)致熱效率下降，而且還會使鍋爐的使用壽命縮短，甚至發(fā)生 爆管，威脅鍋爐的安全運行。為了防止因鍋爐水質(zhì)引起的故障，確保鍋爐安全運行，提高鍋爐的運行效率，除了應(yīng)提高給水水質(zhì)，盡量減少雜質(zhì)和腐蝕 產(chǎn)物進(jìn)入鍋爐外，還需要采取各種方法對爐水進(jìn)行處理。加強(qiáng)鍋爐排污，補(bǔ)充大量的新鮮水是最簡單的方法之一。但是， 這不但損失了大量的水， 也浪費了熱能。所謂的爐水處理是指向爐水中加入適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)藥品，使?fàn)t水在蒸發(fā)過程中不發(fā)生結(jié)垢現(xiàn)象， 并能減緩爐水對爐管的腐蝕， 在保證鍋爐安全運行的前提下盡量降低鍋爐的排污率，以保證鍋爐運行的經(jīng)濟(jì)性。因此，不管是

60、從保證鍋爐安全運行的角度，還是從提高鍋爐的熱效率與節(jié)水、節(jié)能等方面考慮，都應(yīng)對爐水進(jìn)行必要的處 理。目前爐水的處理方式有三種，即磷酸鹽處理、氫氧化鈉處理和全揮發(fā)處理。磷酸鹽處理： 為了防止?fàn)t內(nèi)生成鈣、 鎂水垢和減少水冷壁管腐蝕， 向爐水中加入適量磷酸三鈉的處理， 英文為 phosphate treatme nt,簡稱 PT。氫氧化鈉處理：為了減緩水冷壁管腐蝕，向爐水中加入適量氫氧化鈉的處理，英文為caustic treatment，簡稱CT。全揮發(fā)處理：鍋爐給水加氨和聯(lián)氨或只加氨,爐水不再加任何藥劑的處理,英文為all-volatile treatment ,簡稱 AVT 。目前在全世界范圍內(nèi)