火電廠鍋爐給水加氧處理技術(shù)研究

劉勛

摘 要：隨著科技和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)對(duì)電力的需求越來(lái)越大。我國(guó)主要的用電來(lái)源是火力發(fā)電。現(xiàn)階段，我國(guó)的火電廠鍋爐還存在氧化污垢、鍋爐壓差速度上升快的問(wèn)題。究其主要原因是給水系統(tǒng)的含鐵量過(guò)高。本文介紹了火電廠鍋爐給水加氧處理技術(shù)適用的范圍極其理論基礎(chǔ)，并闡述了采用鍋爐給水加氧處理技術(shù)的條件。由于我國(guó)機(jī)組容量增大，所以本文還介紹了直流爐的給水加氧處理。并討論了鍋爐給水加氧處理對(duì)疏水系統(tǒng)和蒸汽系統(tǒng)的影響。

關(guān)鍵詞：火電廠；鍋爐；給水加氧處理技術(shù)；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.11.178

1 引言

我國(guó)是用電大國(guó)，其主要的用電來(lái)源是火力發(fā)電，可見(jiàn)對(duì)火力發(fā)電的研究是很有意義的。鍋爐的氧化污垢和鍋爐壓差速度上升快一直是發(fā)電廠比較突出的問(wèn)題。其主要產(chǎn)生的原因是給水系統(tǒng)的含鐵量太高，導(dǎo)致鍋爐給水系統(tǒng)腐蝕速度非常的快。所以抑制給水系統(tǒng)的腐蝕問(wèn)題是我們急需要解決的問(wèn)題。目前很多國(guó)家都采用了給水加氧處理技術(shù)，并且在汽包爐上實(shí)施了給水加氧處理技術(shù)。

2 給水加氧處理技術(shù)的適用范圍

火電廠鍋爐容易造成氧化污垢，必須要進(jìn)行給水處理。而給水加氧處理就是在改變給水處理的方式，能有效的降低給水系統(tǒng)的含鐵量，同時(shí)減緩鍋爐的腐蝕速度。火電廠鍋爐給水加氧處理技術(shù)是在高純度水的環(huán)境下進(jìn)行的，因?yàn)楦呒兌人梢院芎玫囊种平饘侔l(fā)生反應(yīng)。要實(shí)現(xiàn)高純度的水質(zhì)要求給水系統(tǒng)配置凝結(jié)水精處理混床。或者是通過(guò)降低給水系統(tǒng)的氣壓的同時(shí)對(duì)器材進(jìn)行加熱。但是在選擇器材的時(shí)候要注意不要選擇銅制器材，因?yàn)殂~在高溫下可以與氧氣發(fā)生反應(yīng)。

3 給水加氧處理技術(shù)的原理

采用給水加氧技術(shù)主要是為了給給水系統(tǒng)中的金屬材質(zhì)表面不斷的加氧，致使金屬表面形成一層致密的保護(hù)膜，從而隔絕金屬與反應(yīng)物，減緩金屬的腐蝕程度。比如不采用給水加氧處理技，水與碳鋼容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而且在不同的溫度下水可以和碳鋼發(fā)生不同的化學(xué)反應(yīng)。同時(shí)反應(yīng)的氧化物會(huì)沉淀在鍋爐底部，降低鍋爐的導(dǎo)熱效果。沉淀的存在改變了鍋爐內(nèi)部液體的流速，繼而造成了鍋爐內(nèi)部的氣壓差。

4 給水加氧處理技術(shù)的應(yīng)用

（1）凝結(jié)水精處理水質(zhì)優(yōu)化。通過(guò)給水加氧，使其氧化還原點(diǎn)位由全揮發(fā)處理（AVT）工況時(shí)，熱力系統(tǒng)各部位的鐵濃度大大降低，僅為AVT處理時(shí)的1/2-1/4，碳鋼表面的磁性氧化物（四氧化三鐵）被一層薄而致密的覆蓋和保護(hù)。由于三價(jià)鐵的溶解度很低，降低了鍋爐中腐蝕產(chǎn)物的遷移和沉積。實(shí)踐證明，給水加氧處理所形成的氧化膜具有較強(qiáng)的耐蝕性。降低給水的鐵含量，防止?fàn)t前系統(tǒng)發(fā)生流動(dòng)加速腐蝕，降低鍋爐管的結(jié)垢速率，減緩直流爐運(yùn)行壓差的上升速率，耗汽量相應(yīng)減少，機(jī)組效率提高。延長(zhǎng)鍋爐化學(xué)清洗周期和凝結(jié)水精處理混床的運(yùn)行周期， 凝結(jié)水除鹽設(shè)備運(yùn)行周期延長(zhǎng)采用CWT處理后，凝結(jié)水除鹽設(shè)備再生頻率只有AVT處理時(shí)的1/5-1/10，周期制水率增長(zhǎng)4-5倍，從而減少了再生劑用量，降低了運(yùn)行費(fèi)用，也有利于環(huán)境保護(hù)。

（2）取樣檢測(cè)。 一般我們會(huì)對(duì)鍋爐流出來(lái)的爐水進(jìn)行含鐵量檢測(cè)，雖然檢測(cè)的含鐵量很低，但是結(jié)垢的情況還是很?chē)?yán)重，說(shuō)明我們的檢測(cè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問(wèn)題。給水中的氧存在部分進(jìn)入到受熱面，受熱分解的氧隨水進(jìn)入到水冷壁而產(chǎn)生氧腐蝕，所以我們?yōu)榱朔乐顾浔诒桓g，我們必須對(duì)進(jìn)入到水冷壁的水進(jìn)行含氧量檢測(cè)。

（3）加氧控制系統(tǒng)。給水加氧處理中所涉及到的氧是指氣態(tài)的氧，我們通過(guò)高壓氧氣瓶提供我們所需要的氧氣。在給水系統(tǒng)中需要加氧的地方有兩處，第一處是凝結(jié)水精處理的出水口；另外一個(gè)地方是除氧器出水口。加氧控制系統(tǒng)采用是自動(dòng)調(diào)節(jié)和手動(dòng)調(diào)節(jié)的結(jié)合。在除氧器出口處我們采用自動(dòng)控制的模式進(jìn)行加氧，能采用自動(dòng)控制是因?yàn)槌跗鞯呐艢忾T(mén)不用嚴(yán)格的控制。

（4）鍋爐結(jié)垢量。鍋爐遺留的污垢和氧化物會(huì)對(duì)鍋爐的工作產(chǎn)生很大的影響，所以在進(jìn)行給水加氧處理之前必須要對(duì)鍋爐進(jìn)行化學(xué)清洗。因?yàn)榻o水加氧處理是沒(méi)辦法對(duì)鍋爐的污垢進(jìn)行清洗的，如果鍋爐的結(jié)垢量過(guò)大且沒(méi)有進(jìn)行清洗時(shí)，就算是進(jìn)行給水加氧處理也只會(huì)延緩之后污垢的產(chǎn)生，對(duì)鍋爐的工作效率是沒(méi)有提升的效果的。所以對(duì)于鍋爐污垢的清洗是非常重要的。

（5）熱力系統(tǒng)材料的選擇。我們?cè)谶x擇鍋爐的材質(zhì)時(shí)，必須要遵循在一定范圍的溫度下不易與氧及水發(fā)生反應(yīng)的金屬材質(zhì)。國(guó)外比較常采用的金屬材質(zhì)是鎢鉻鉆合金以及含銅量小于1%的鐵基合金，我國(guó)比較常采用的是銅合金。上述材質(zhì)的采用在一定程度上都有效的抑制了金屬的氧化問(wèn)題。

5 直流爐給水加氧處理

現(xiàn)今，隨著機(jī)組容量加大，直流爐給水加氧處理是各國(guó)都比較關(guān)注的熱點(diǎn)。在直流爐采用上述給水加氧處理技術(shù)，發(fā)現(xiàn)對(duì)鍋爐的結(jié)垢現(xiàn)象有所改善。對(duì)直流爐進(jìn)行給水加氧處理時(shí)，主要是對(duì)系統(tǒng)的給水和疏水系統(tǒng)給予一定的保護(hù)。所以對(duì)直流爐進(jìn)行給水加氧處理時(shí)，必須要控制水質(zhì)的純度，減少對(duì)鍋爐的腐蝕。因?yàn)楫?dāng)水質(zhì)不純時(shí)，水會(huì)電離出陰離子，而陰離子會(huì)與氧氣結(jié)合發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，故而對(duì)鍋體造成危害。

6 對(duì)疏水系統(tǒng)的影響

在鍋爐工作時(shí)，對(duì)疏水系統(tǒng)進(jìn)行加熱導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)的氣體和液體發(fā)生分離，而在運(yùn)行的過(guò)程中水流速度加快故而加速系統(tǒng)的腐蝕程度。產(chǎn)生的腐蝕物會(huì)隨著工作著的疏水系統(tǒng)進(jìn)入到除氧器中，進(jìn)而進(jìn)入到熱力系統(tǒng)，在鍋爐底部沉淀。積累的沉淀物又會(huì)造成整個(gè)鍋爐系統(tǒng)的不穩(wěn)定，造成系統(tǒng)效率的下降。采用給水加氧處理，可以在疏水系統(tǒng)金屬的表面形成一層致密的保護(hù)膜，即使疏水系統(tǒng)的水流加快也不會(huì)造成金屬的腐蝕，從而不會(huì)產(chǎn)生沉淀物，也不會(huì)對(duì)設(shè)備造成腐蝕。

7 對(duì)蒸汽系統(tǒng)的影響

加氧技術(shù)的已經(jīng)問(wèn)世了30多年，給水加氧處理技術(shù)已經(jīng)比較成熟，而全世界有90%以上的鍋爐采用了給水加氧處理技術(shù)對(duì)鍋爐進(jìn)行保護(hù)。我國(guó)在研究給水加氧處理技術(shù)的過(guò)程中曾經(jīng)遇到過(guò)很多的問(wèn)題，比如說(shuō)氧氣中斷、氣門(mén)卡澀等問(wèn)題，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的研究發(fā)現(xiàn)氣門(mén)卡澀與加氧處理技術(shù)并無(wú)直接的聯(lián)系。目前只能通過(guò)去除氣門(mén)表面的氧化物來(lái)解決氣門(mén)卡澀的問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

[1]DL/ T 805.1-2002，火電廠汽水化學(xué)導(dǎo)則第一部分：直流鍋爐給水加氧處理導(dǎo)則[S].

[2]П.A.阿科利津.熱能動(dòng)力設(shè)備金屬的腐蝕與保護(hù)[M].北京：水利電力出版社，1998.

[3]火電廠蒸汽通流部件高溫氧化皮的影響與防治對(duì)策研討會(huì)論文集[C].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)火電分會(huì)，2002.