火電廠鍋爐給水加氧處理技術探討
2010-12-31 00:00:00鄭華偉
現代商貿工業 2010年17期
摘 要:探析火電廠鍋爐給水加氧處理適用范圍、原理、條件、汽包爐給水加氧處理、對疏水系統的影響，以及給水加氧處理的效果評定。
關鍵詞:火電廠;鍋爐給水;加氧處理
中圖分類號:TB
文獻標識碼:A
文章編號:1672-3198(2010)17-0350-01
1 適用范圍
給水處理采用加氧處理的目的就是通過改變給水處理方式，降低含鐵量和抑制爐前系統(特別鍋爐省煤器入口管和高壓加熱器管)的流動加速腐蝕，降低鍋爐水冷壁管氧化鐵的沉積速率和延長鍋爐化學清洗周期。工藝的核心是氧在水質純度很高的條件下對金屬有鈍化作用。為保證水質純度，要求系統必須配置凝結水精處理混床;再者是低壓加熱器管材最好不是銅材。
2 給水加氧的原理
在給水加氧方式下，由于不斷向金屬表面均勻地供氧，使金屬表面形成了致密穩定的“雙層保護膜”。這是因為在流動的高純水中添加適量氧，可提高碳鋼的自然腐蝕電位數百毫伏，使金屬表面發生極化或使金屬的電位達到鈍化電位，在金屬表面生成致密而穩定的保護性氧化膜。直流爐應用給水加氧處理技術，在金屬表面形成了致密光滑的氧化膜，不但很好地解決了爐前系統存在的水流加速腐蝕問題，還消除了水冷壁管內表面波紋狀氧化膜造成的鍋爐壓差上升的缺陷。
3 給水加氧處理的條件
3.1 凝結水精處理出水水質
應用前提是機組配置有全流量凝結水精處理設備。運行條件和出水品質的好壞，是鍋爐給水加氧處理是否能正常進行的前提。凝結水精處理必須保證出水的氫電導小于0.075μS/cm。
3.2 取樣監控
盡管有些汽包鍋爐從連續排污管引出的爐水鐵含量很小，但結垢速率很高，與實際情況不符。說明以前爐水取樣點主要是為監測爐水含鹽量而設計的。亞臨界鍋爐的汽包結構與中、高壓鍋爐不同，給水分配管布置在汽包的底部緊靠下降管的入口。給水中的氧進入汽包后大部分自然要向汽包空間逸出，剩余部分混入鍋水通過下降管進入受熱面。為防止水冷壁氧腐蝕，進入水冷壁的氧含量必須受到監測和控制。
3.3 加氧控制系統
氧化劑采用氣態氧，高壓氧氣瓶提供的氧氣經減壓閥針形流量調節閥加入系統。加氧點為凝結水精處理出口母管;另點為除氧器出口母管。
3.4 鍋爐結垢量
應用給水加氧處理前，鍋爐應進行化學清洗，除去熱力系統中的腐蝕產物。因為給水加氧處理工藝沒有“除垢”作用，只是在原來的Fe3O4氧化膜上通過部分Fe3O4轉換為Fe2O4，形成雙層保護膜，厚度變化不大。水冷壁管的氧化膜表面的波紋狀垢在加氧后消失，可能與組成表面波紋狀垢的大顆粒Fe3O4被轉化為細小的顆粒或被剝離有關。但水冷壁管的氧化鐵垢層的厚度并沒有明顯減薄。原先熱力系統金屬表面沉積的黑色Fe3O4粉會轉換為棕紅色的α-Fe3O4，仍覆蓋在熱力系統金屬的表面，易造成在高溫區氧氣對金屬仍有鈍化作用的誤解。如果沒有去除沉積在熱力系統中的銅氧化物，在加氧處理開始后，銅的腐蝕產物會轉到汽輪機高壓缸沉積。
3.5 熱力系統材質一般選用司太立合金(鎢鉻鈷合金)
含銅量小于1%的鐵基合金;銅合金。
4 汽包爐給水加氧處理
汽包爐能否應用加氧技術，已成為國內倍受關注的問題。因為有些亞臨界汽包爐的給水盡管采用了AVT處理，該方式下給水含鐵量仍較高，已造成鍋爐結垢率較高和高壓加熱器等設備結垢等問題。根據直流爐加氧處理的經驗，給水加氧處理是最有效的降低給水含鐵量的方法。汽包爐給水加氧處理時，水中的溶解氧主要是對給水系統和疏水系統進行保護，而對鍋爐本體的保護作用有限。關鍵要控制爐水水質，并避免爐水中有害陰離子在氧存在的條件下對鍋爐本體產生的不良影響。
汽包爐給水加氧處理主要控制以下內容:
(1)氫電導率;(2)爐水pH值;(3)爐水中含氧量;(4)給水含氧量和下降管爐水含氧量的關系控制;(5)汽水品質指標。
5 對疏水系統的影響
在給水全揮發處理(AVT)條件下，加熱器疏水系統的管材和殼體的汽液分界區在運行中可能發生水流加速腐蝕，在停備用期間易受氧腐蝕。高壓加熱器的腐蝕產物隨疏水進入除氧器，特別是機組啟動時，大量的銹蝕產物會進入熱力系統，沉積在鍋爐受熱面。給水處理采用加氧處理，可使加熱器疏水系統的水相金屬表面生成保護性氧化膜，有效地抑制水流加速腐蝕和停備用腐蝕。
6 對蒸汽系統的影響
加氧處理工藝應用30年來，在全球85%的直流爐和5%以上汽包爐上已成功應用。最新發展的超超臨界機組的給水處理工藝采用加氧處理也得到公認，并大面積的推廣應用。
7 給水加氧處理的效果評定
評定應用給水加氧處理技術所產生的效果，主要有氧化還原電位、給水鐵含量、水冷壁結垢速率和鍋爐壓差等指標，還可用凝結水精處理混床的運行周期和運行成本等經濟效益指標進行評定。
參考文獻
[1]DL/T 805.1-2002，火電廠汽水化學導則 第一部分:直流鍋爐給水加氧處理導則[S].
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