超临界机组水质控制技术精选文档.ppt

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1、超临界机组水质控制技术本讲稿第一页，共五十页21 1 超超临临界界、超超超超临临界界机机组组水水质质要要 求和热力系统氧化膜特点求和热力系统氧化膜特点1.1 1.1 超超临临界界压压力力下下的的水水冷冷壁壁管管可可能能发发生生类类膜膜态态沸沸腾腾,主主要要是是由由于于在在管管子子内内壁壁附附近近的的流流体体粘粘度度、比比热热、导导温温系系数数和和比比容容等等物物理理参参数数发发生生了了显显著著变变化化而而引引起起的的。水水的的盐盐类类杂杂质质极极易易浓浓缩缩，这这对对超超临界、超超临界机组的水质要求高。临界、超超临界机组的水质要求高。本讲稿第二页，共五十页31 1 超超临临界界、超超超超临临界

2、界机机组组水水质质要要 求和热力系统氧化膜特点求和热力系统氧化膜特点1.2 1.2 超临界机组热力系统氧化膜的特点超临界机组热力系统氧化膜的特点 （1 1）在在300300以以下下的的无无氧氧纯纯水水中中，金金属属铁铁和和水水发发生生电电化化学学反反应应生生成成的的氧氧化化膜膜由由致致密密的的FeFe3 3O O4 4 内内伸伸层层和和多多孔孔、疏疏松松的的FeFe3 3O O4 4 外外延延层层构构成成。氧氧化化膜膜的的溶溶解解度度较高，因而致使给水系统的铁含量较高。较高，因而致使给水系统的铁含量较高。本讲稿第三页，共五十页4 （2 2）在在300300400400高高温温区区，水水具具有有

3、的的能能量量使使二二价价铁铁氧氧化化为为三三价价铁铁，因因此此在在省省煤煤器器的的出出口口段段到到水水冷冷壁壁的的金金属属表表面面形形成成了了内内层层薄薄而而致致密密、外外层层也也较较为为致致密密的的四氧化三铁氧化膜。四氧化三铁氧化膜。1 1 超超临临界界、超超超超临临界界机机组组水水质质要要 求和热力系统氧化膜特点求和热力系统氧化膜特点本讲稿第四页，共五十页51 1 超超临临界界、超超超超临临界界机机组组水水质质要要 求和热力系统氧化膜特点求和热力系统氧化膜特点 （3 3）随随着着温温度度的的升升高高，氧氧化化膜膜生生成成的的反反应应控控制制过过程程逐渐由电化学反应转向由化学反应为主。逐渐由

4、电化学反应转向由化学反应为主。本讲稿第五页，共五十页6 尽尽量量纯纯化化水水质质，减减少少水水中中盐盐类类杂杂质质，降降低低给给水水中中的的含含铁铁量量，控控制制腐腐蚀蚀产物的沉积量，是超、超超临界机组水处理和水质控制的主要目标。产物的沉积量，是超、超超临界机组水处理和水质控制的主要目标。2 2 超临界、超超临界机组的水质标准超临界、超超临界机组的水质标准 主要控制项目给水蒸汽精处理后水质启动时给水质量冲转前蒸汽质量挥发处理加氧处理氢电导率(25)(S/cm)0.150.100.150.100.650.5Na（g/kg）222120Cl（g/kg）221SiO2（g/kg）1010105303

5、0Fe（g/kg）55535050Cu（g/kg）1111115溶解氧（g/kg）730-15030TOC2000.4S/cm,0.4S/cm,如如果果水水质质仍仍不不好好转转,应在应在4 4小时内停炉。小时内停炉。给水给水PHPH值低于值低于7.07.0，应立即停炉。，应立即停炉。用用海海水水冷冷却却的的电电厂厂，当当凝凝结结水水中中的的含含钠钠量量大大于于400g/L400g/L时，应紧急停机。时，应紧急停机。本讲稿第七页，共五十页8 3.1 3.1 锅炉运行压差上升速度快锅炉运行压差上升速度快 3 3 超临界、超超临界机组运行中存在的问题超临界、超超临界机组运行中存在的问题 采用挥发处理

6、水化学工况的超临界、超超临界机组，采用挥发处理水化学工况的超临界、超超临界机组，由于从给水带入的铁沉积在高压加热器和锅炉水冷壁由于从给水带入的铁沉积在高压加热器和锅炉水冷壁上，这种垢是摩擦系数大、波纹状的水垢，造成锅炉上，这种垢是摩擦系数大、波纹状的水垢，造成锅炉压差上升速度快、压差大，当锅炉压差达到限制值时，压差上升速度快、压差大，当锅炉压差达到限制值时，必须进行化学清洗必须进行化学清洗。这是目前超临界、超超临界机组在运。这是目前超临界、超超临界机组在运行中遇到的主要问题之一。行中遇到的主要问题之一。本讲稿第八页，共五十页9 低加和高加疏水带入系统中的铁含量较大，其低加和高加疏水带入系统中的

7、铁含量较大，其溶解度达到饱和后，在除氧器出口到高加管段析出溶解度达到饱和后，在除氧器出口到高加管段析出和沉积。曾经在一台和沉积。曾经在一台500MW500MW超临界机组运行的第一年中，超临界机组运行的第一年中，从高加管段上清洗出从高加管段上清洗出8080公斤的水垢。部分超临界机组由于公斤的水垢。部分超临界机组由于锅炉压差大导致限负荷运行，也有的机组因给水泵叶轮附锅炉压差大导致限负荷运行，也有的机组因给水泵叶轮附着水垢后引起振动增大。着水垢后引起振动增大。3 3 超临界、超超临界机组运行中存在的问题超临界、超超临界机组运行中存在的问题 本讲稿第九页，共五十页103 3 超临界、超超临界机组运行中

8、存在的问题超临界、超超临界机组运行中存在的问题 3.2 3.2 在全挥发处理水工况下超临界机组的锅炉化在全挥发处理水工况下超临界机组的锅炉化 学清洗学清洗周期短周期短 从从热热力力系系统统在在无无氧氧条条件件下下氧氧化化膜膜的的特特点点可可看看出出，在在给给水水采采用用加加氨氨和和联联氨氨的的挥挥发发处处理理水水工工况况下下，除除高高温温段段外外，中中低低温温段段的的氧氧化化膜膜不不够够致致密密，即即使使水水质质接接近近理理论论纯纯度度，给给水水系系统统氧氧化化膜膜释释放放出出微微量量铁铁离离子子仍仍会会在在下下游游热热力力设设备备发发生生氧氧化化铁铁的的污污堵堵和和沉沉积积，而而且且氧氧化化

9、铁铁的的沉沉积积速速度度较较快快，国国内内外外运运行行的的超超临临界界机组经验表明，锅炉平均化学酸洗周期约为机组经验表明，锅炉平均化学酸洗周期约为2-32-3年。年。本讲稿第十页，共五十页113.3 3.3 过热器等管段的氧化皮生长速率快并容易剥过热器等管段的氧化皮生长速率快并容易剥 落。落。3.4 3.4 凝结水精处理运行周期短，酸碱用量大，树脂凝结水精处理运行周期短，酸碱用量大，树脂磨损量大。磨损量大。3 3 超临界、超超临界机组运行中存在的问题超临界、超超临界机组运行中存在的问题 本讲稿第十一页，共五十页12 4.1 4.1 应从化学角度考虑选材问题应从化学角度考虑选材问题为为防防止止凝

10、凝汽汽器器泄泄漏漏造造成成热热力力系系统统污污染染，凝凝汽汽器器管管要要使使用用耐蚀管材，海水冷却的机组必须用钛管。耐蚀管材，海水冷却的机组必须用钛管。为为防防止止给给水水系系统统的的腐腐蚀蚀和和降降低低腐腐蚀蚀产产物物向向受受热热面面转转移移，低低压压加加热热器器应应采采用用不不锈锈钢钢管管，高高压压加加热热器器应应采采用用不不锈锈钢钢管或高铬钢。管或高铬钢。过过热热器器和和再再热热器器管管管管材材的的选选择择应应在在考考虑虑抗抗氧氧化化性性能能好好的的同同时时，更更应应兼兼顾顾抗抗氧氧化化皮皮剥剥离离性性能能好好这这一一指标。指标。4 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制超临界、超超临界

11、机组水汽品质的控制 本讲稿第十二页，共五十页13 4.2 4.2 凝结水精处理系统出水水质控制凝结水精处理系统出水水质控制 （1 1）在在超超临临界界、超超超超临临界界参参数数工工况况条条件件下下，锅锅炉炉受受热热面面的的温温度度很很高高，容容易易发发生生化化学学物物质质的的沉沉积积。其其中中，最最常常见见的的是是NaNa2 2SOSO4 4和和NaOHNaOH，这这类类物物质质溶溶解解在在蒸蒸汽汽中中后后，会会对对后后续续的的过过热热器器、再再热热器器及及汽汽轮轮机机产产生生腐腐蚀蚀。因因此此，必必须须控控制制蒸蒸汽汽中中的的NaNa含含量量小小于于1g/kg1g/kg，这这样样才才有有可可

12、能能控控制制二二级级再再热热器器中中形形成成的的氢氢氧氧化化钠钠浓浓缩缩液液对对奥奥氏氏体体钢钢的的腐腐蚀蚀和锅炉停用时和锅炉停用时NaNa2 2SOSO4 4引起的再热器腐蚀。引起的再热器腐蚀。4 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制超临界、超超临界机组水汽品质的控制 本讲稿第十三页，共五十页14 控制蒸汽中的钠含量小于控制蒸汽中的钠含量小于1g/kg1g/kg，必须控制凝，必须控制凝结水精处理出水水质的钠含量小于结水精处理出水水质的钠含量小于1g/kg1g/kg。另外，还。另外，还需确保凝汽器在微泄漏的情况下系统仍能达到相应的水需确保凝汽器在微泄漏的情况下系统仍能达到相应的水质标准。质标

13、准。建建议议超超临临界界机机组组凝凝结结水水精精处处理理系系统统出出水水水水质质的的控控制制指标按行业标准的期望值进行控制。指标按行业标准的期望值进行控制。4 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制超临界、超超临界机组水汽品质的控制 本讲稿第十四页，共五十页15主要控制项目标准主要控制项目标准氢电导率（25C）（S/cm）0.08SiO2（g/L）2Na（g/L）0.5Fe（g/L）1Cl（g/L）0.5悬浮物（g/L）5SO4-（g/L）0.54 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制超临界、超超临界机组水汽品质的控制 建议精处理的出水的控制指标 超超临界机组凝结水精处理系统出水水质的控制指

14、超超临界机组凝结水精处理系统出水水质的控制指标建议如下表。标建议如下表。本讲稿第十五页，共五十页164 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制超临界、超超临界机组水汽品质的控制 （2 2）凝结水精处理系统配置）凝结水精处理系统配置 凝凝结结水水精精处处理理设设备备的的设设计计，要要充充分分考考虑虑尽尽量量减减少少硫硫酸酸盐盐和和钠钠的的漏漏出出，为为了了满满足足以以上上出出水水指指标标，凝凝结结水水精精处处理理系系统统必必须须采采用用设设置置有有前前置置过过滤滤的的深深层层混混床床处处理理系统。系统。本讲稿第十六页，共五十页17 前前置置过过滤滤的的配配置置重重点点除除了了应应考考虑虑机机组组

15、在在启启动动阶阶段段去去除除固固体体腐腐蚀蚀产产物物、杂杂质质和和长长期期运运行行后后氧氧化化皮皮颗颗粒粒，更更主主要要的的是是要要考考虑虑去去除除钠钠、非非晶晶型型腐腐蚀蚀产产物物以以及及凝凝汽汽器器泄泄漏漏引引入入的的各各种种盐盐类类杂杂质质。对对于于非非晶晶型型腐腐蚀蚀产产物物和和盐盐类类杂杂质质则则必须用离子交换加以去除。必须用离子交换加以去除。4 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制超临界、超超临界机组水汽品质的控制 本讲稿第十七页，共五十页18 超超超超临临界界机机组组在在启启停停时时锅锅炉炉给给水水采采用用全全发发挥挥处处理理(AVT(AVT）方方式式，热热力力系系统统的的腐腐

16、蚀蚀产产物物为为颗颗粒粒状状悬悬浮浮物物。正正常常运运行行后后，锅锅炉炉给给水水应应采采用用加加氧氧处处理理，给给水水的的pH pH 值值一一般般控控制制在在8.08.08.58.5，运运行行中中大大多多产产生生非非晶晶型型腐腐蚀蚀产产物物。同同时时，任任何何材材料料的的凝凝汽汽器器均均可可能能发发生生泄泄漏漏或或渗渗漏漏，循循环环水水中中的的盐盐类类杂杂质质会会漏漏入入热热力力系系统统。根根据据这这一一特特点点，前前置置过过滤滤的的配配置置有有如如下下几几点点建议。建议。4 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制超临界、超超临界机组水汽品质的控制 本讲稿第十八页，共五十页19 由由于于粉粉末

17、末树树脂脂凝凝结结水水精精处处理理系系统统的的机机组组所所发发生生的的汽汽轮轮机机腐腐蚀蚀积积盐盐问问题题较较多多，而而且且粉粉末末树树脂脂凝凝结结水水精精处处理理系系统统对对降降低低出出水水的的含含钠钠量效果不高，故不推荐使用该系统。量效果不高，故不推荐使用该系统。4 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制超临界、超超临界机组水汽品质的控制 本讲稿第十九页，共五十页20 尽尽管管滤滤芯芯式式过过滤滤器器的的除除铁铁效效率率较较高高，但但由由于于国国内内尚尚无无可可靠靠的的运运行行业业绩绩，而而且且滤滤芯芯式式过过滤滤器器对对进进一一步步降降低低出出水水的的含含钠钠量量和和除除去去非非晶晶型型

18、腐腐蚀蚀产产物物无效，也不是最好的选择。无效，也不是最好的选择。4 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制超临界、超超临界机组水汽品质的控制 本讲稿第二十页，共五十页21 根根据据国国内内外外的的运运行行经经验验，尽尽管管前前置置阳阳床床的的除除铁铁效效率率不不如如滤滤芯芯式式过过滤滤器器和和粉粉末末树树脂脂过过滤滤器器，但但它它具具有有降降低低水水中中含含钠钠量量、改改善善精精处处理理系系统统混混床床的的运运行行工工况况，以以及及可可除除去去离离子子态态铁铁、综综合合除除铁铁效效率率可可满满足足要要求求等等优优点点，同同时时国国内内已已经经有有成成功功配配置置和和运运行行经经验验等等，所所以

19、以采采用用前前置置阳阳床床是是超超超超临临界界机机组组凝凝结结水水精精处处理理前前置置过过滤滤配配置置的的最好选择。最好选择。4 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制超临界、超超临界机组水汽品质的控制 本讲稿第二十一页，共五十页22 4.3 4.3 对腐蚀产物的控制对腐蚀产物的控制 超超临临界界机机组组和和超超超超临临界界机机组组的的腐腐蚀蚀产产物物来来源源有有：（1 1）机机组组停停用用期期间间产产生生停停用用腐腐蚀蚀，其其腐腐蚀蚀产产物物在在机机组组启启动动后后带带入入热热力力系系统统；（2 2）炉炉前前热热力力系系统统包包括括加加热热器器汽汽侧侧在在运运行行中中产产生生腐腐蚀蚀，腐腐蚀

20、蚀产产物物随随给给水水带带入入热热力力系系统统；（3 3）氧氧化化皮皮的的剥剥落落，除除了了引引起起蒸蒸汽汽通通流流部部件件的的冲冲蚀蚀和和腐腐蚀蚀外外，氧氧化化皮皮变变成成细细小小的的氧氧化化铁铁颗颗粒粒，穿穿过过凝凝结结水水精精处处理理系系统统进进入入热热力力系系统统。这这些些腐腐蚀蚀产产物物沿沿着着热热力力系系统统的的各各个个设设备备流流动动或或沉沉积积下下来来，最最终终都都会会转转移移到到受受热热面面沉沉积积，造造成成机机组组的的腐腐蚀蚀和结垢。和结垢。4 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制超临界、超超临界机组水汽品质的控制 本讲稿第二十二页，共五十页23 国国内内许许多多亚亚临临

21、界界和和超超临临界界机机组组都都有有所所谓谓的的“两两高高现现象象”，即即存存在在汽汽水水品品质质合合格格率率高高，但但省省煤煤器器和和水水冷冷壁壁管管的的结结垢垢速速率率也也很很高高的的现现象象。研研究究已已确确定定其其主主要要原原因因与与给给水水采采用用加加氨氨和和联联氨氨的的还还原原性性处处理理工工况况有有关关。在在还还原原性性条条件件下下，尽尽管管在在给给水水中中通通过过提提高高pHpH值值可可以以减减少少四四氧氧化化三三铁铁的的溶溶解解度度，但但在在热热力力系系统统的的低低温温段段，二二价价铁铁的的溶溶出出率率仍仍然然较较高高，特特别别是是在在给给水水系系统统湍湍流流部部位位存存在在

22、流流动动加加速速腐腐蚀蚀现现象象，腐腐蚀蚀产产物物会会随随水水流流迁迁移移到到高高温温段段沉沉积积，造造成成省省煤煤器器节节流流阀阀严严重重污污堵堵、省省煤煤器器管管和和水水冷冷壁壁管管结结垢垢速速率率高等问题。高等问题。4 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制超临界、超超临界机组水汽品质的控制 （1 1）对于炉前系统腐蚀产物控制）对于炉前系统腐蚀产物控制 本讲稿第二十三页，共五十页24 对对于于炉炉前前系系统统腐腐蚀蚀产产物物的的控控制制方方法法，国国内内外外毫毫无无例例外外地地首首推推给给水水加加氧氧处处理理（OTOT）技技术术。加加氧氧处处理理是是利利用用纯纯水水中中溶溶解解氧氧对对金

23、金属属的的钝钝化化作作用用，使使给给水水系系统统金金属属表表面面形形成成致致密密的的保保护护性性氧氧化化膜膜，可可以以使使省省煤煤器器入入口口的的铁铁含含量量由由原原先先的的5g/L5g/L10g/L10g/L降降低低至至小小于于1g/L1g/L，大大大大降降低低了了锅锅炉炉管管的的结结垢垢速速率率，消消除除了了炉炉管管表表面面的的波波纹纹状状结结构构，达达到到热热力力系系统统防防腐腐防垢的最佳效果。防垢的最佳效果。4 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制超临界、超超临界机组水汽品质的控制 本讲稿第二十四页，共五十页25 目目前前国国外外已已经经投投运运的的超超超超临临界界机机组组的的给给水

24、水处处理理均均采采用用加加氧氧处处理理。德德国国大大部部分分直直流流锅锅炉炉只只有有4%4%的的多多孔孔四四氧氧化化三三铁铁外外层层来来源源于于迁迁移移的的腐腐蚀蚀产产物物，这这显显然然是是使使用用给给水水加加氧氧处处理理的的效效果果。国国内内早早期期投投运运的的超超临临界界机机组组几几乎乎全全部部采采用用了了给给水水加加氧氧处理工艺，也均取得了良好的效果。处理工艺，也均取得了良好的效果。因因此此，加加氧氧处处理理是是超超超超临临界界机机组组正正常常运运行行工工况况下下必必需需的的给水处理工艺。给水处理工艺。4 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制超临界、超超临界机组水汽品质的控制 本讲稿第

25、二十五页，共五十页26 停停用用腐腐蚀蚀的的控控制制对对减减少少沉沉积积物物是是非非常常必必要要的的，因因此此不不能能将将其其作作为为临临时时措措施施，而而应应作作为为必必备备的的配配套套设设备备，在在设设计计时时就就应应考考虑虑完完整整的的充充氮氮保保护护系系统统、干干风风系系统统和和保保护护液液加加药药系系统统等等，以满足机组不同停备用周期的保护。以满足机组不同停备用周期的保护。机机组组短短期期停停用用时时锅锅炉炉一一般般采采用用热热炉炉放放水水余余热热烘烘干干方方法法进进行保护。行保护。4 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制超临界、超超临界机组水汽品质的控制 （2 2）停用保养和启动

26、水冲洗）停用保养和启动水冲洗 本讲稿第二十六页，共五十页27 长长期期停停用用时时，挥挥发发处处理理水水工工况况的的机机组组在在停停机机前前提提高高水水汽汽系系统统的的PHPH值值，增增加加高高、低低加加给给水水联联氨氨加加入入量量的的方方法法进进行行保保护护；也也可可采采用用加加十十八八胺胺进进行行保保护护（石石洞洞口口二二厂厂、南南京京电电厂厂、吕吕四四电电厂厂都都采采用用过过，效效果果良良好好）；加加氧氧处处理理水水工工况况的的机机组组在在停停用用前前提提高高水水汽汽系系统统的的PHPH值值，采采用用热热炉炉放放水水，负负压压抽抽干干的的方方法法进进行行保保护护（国国华华盘盘山山电电厂厂

27、采采用用此此方方法法进进行行停停用用保保护护，效效果果很很好好，机机组启动时冷态和热态冲洗时间很短。）组启动时冷态和热态冲洗时间很短。）4 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制超临界、超超临界机组水汽品质的控制 本讲稿第二十七页，共五十页28 超超临临界界、超超超超临临界界机机组组启启动动时时的的水水质质控控制制非非常常重重要要，应应严严格格执执行行有有关关标标准准。在在锅锅炉炉点点火火之之前前，锅锅炉炉给给水水的的参参数数应应达达到到下下列列极极限限要要求求：溶溶解解氧氧小小于于50g/L50g/L，铁铁小小于于50g/L50g/L。只只有有严严格格按按照照有有关关机机组组启启停停的的标标

28、准准进进行行控控制制，才才有有可能最大限度地阻止停用期间产生的腐蚀产物进入热力系统。可能最大限度地阻止停用期间产生的腐蚀产物进入热力系统。4 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制超临界、超超临界机组水汽品质的控制 本讲稿第二十八页，共五十页29 除除氧氧器器水水箱箱水水质质必必须须符符合合标标准准要要求求，在在启启动动、停停用用或或者者负负荷荷剧剧变变时时，由由于于有有些些沉沉积积物物会会释释放放出出来来，若若不不经经过过精精处处理理设设备备进进行行处处理理，水水质质会会变变差差。所所以以，系系统统所所有有疏疏水水应应排排至至凝凝汽器并通过精处理设备处理。汽器并通过精处理设备处理。4 4 超

29、临界、超超临界机组水汽品质的控制超临界、超超临界机组水汽品质的控制 （3 3）除氧器水箱的水质控制）除氧器水箱的水质控制 本讲稿第二十九页，共五十页30 4.4 4.4 高温氧化和氧化皮的控制高温氧化和氧化皮的控制 4 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制超临界、超超临界机组水汽品质的控制 已已运运行行的的超超临临界界机机组组实实践践表表明明，高高温温氧氧化化和和氧氧化化皮皮堵堵塞塞引引起起的的短短期过热现象比较严重。期过热现象比较严重。奥奥氏氏体体钢钢的的氧氧化化层层厚厚度度超超过过150m150m时时就就会会剥剥落落，在在运运行行条条件件的的影影响下，氧化层厚度超过响下，氧化层厚度超过2

30、0m20m也可能剥落。也可能剥落。改善的措施有：改善的措施有：（1 1）修改运行条件以尽量减少氧化层剥落。）修改运行条件以尽量减少氧化层剥落。（2 2）用细晶粒奥氏体钢取代粗晶粒奥氏体钢。）用细晶粒奥氏体钢取代粗晶粒奥氏体钢。本讲稿第三十页，共五十页314 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制超临界、超超临界机组水汽品质的控制 从从控控制制高高温温氧氧化化和和氧氧化化层层剥剥落落的的角角度度来来看看，最最根根本本的的办办法法是是合合理理设设计计锅锅炉炉和和选选材材。在在运运行行控控制制方方面面，应应该该严严格格控控制制过过热热器器和和再再热热器器的的金金属属壁壁温温不不超超过过金金属属在在水

31、水蒸蒸气气条条件件下下高高温温氧氧化化的的突突变变点点。实实时时准准确确地地监监测测受受热热面面的的温温度度和和蒸蒸气气的的氢氢含含量量是是及及时时把把握握高高温温氧氧化和氧化皮问题的有效手段。化和氧化皮问题的有效手段。本讲稿第三十一页，共五十页32 锅锅炉炉给给水水加加氧氧处处理理技技术术的的原原理理是是：在在纯纯水水的的条条件件下下，一一定定浓浓度度的的氧氧能能使使碳碳钢钢表表面面形形成成比比磁磁性性四四氧氧化化三三铁铁保保护护性性更更好好的的三三氧氧化化二二铁铁+磁磁性性四四氧氧化化三三铁铁“双层保护膜双层保护膜”。5.1 5.1 直流锅炉加氧处理水工况原理直流锅炉加氧处理水工况原理 5

32、 5 超超临临界界、超超超超临临界界机机组组给给水水加加氧氧处处理理水水工工况况本讲稿第三十二页，共五十页33 全全挥挥发发处处理理时时，在在纯纯水水中中与与水水接接触触的的金金属属表表面面覆覆盖盖的的铁铁氧氧化化物物主主要要是是FeFe3 3O O4 4。在在FeFe3 3O O4 4形形成成过过程程中中，由由金金属属表表面面逐逐步步向向金金属属内内部部氧氧化化生生成成了了比比较较紧紧密密而而薄薄的的内内伸伸FeFe3 3O O4 4层层，FeFe3 3O O4 4层层呈呈微微孔孔状状（1 11515孔孔隙隙）。部部分分二二价价铁铁离离子子从从铁铁素素体体颗颗粒粒中中扩扩散散进进入入水水相相

33、，生生成成多多孔孔的的，附附着着性性较较差差的的FeFe3 3O O4 4颗颗粒粒，沉沉积积在在较较紧紧密密的的FeFe3 3O O4 4内内伸伸层层上上，形形成传热性也较差的外延层。该膜在高温纯水中具有一定的溶解性。成传热性也较差的外延层。该膜在高温纯水中具有一定的溶解性。本讲稿第三十三页，共五十页34 在在加加氧氧处处理理工工况况下下,由由于于不不断断向向金金属属表表面面均均匀匀地地供供氧氧,金金属属的的表表面面仍仍保保持持一一层层稳稳定定、完完整整的的FeFe3 3O O4 4内内伸伸层层，而而由由FeFe3 3O O4 4微微孔孔通通道道中中扩扩散散出出来来进进入入水水相相的的二二价价

34、铁铁离离子子则则被被氧氧化化，生生成成三三氧氧化化二二铁铁，沉沉积积在在外外延延生生成成的的FeFe3 3O O4 4层层的的微微孔孔或或颗颗粒粒的的空空隙隙中中，使使金金属属表表面面形形成致密的成致密的“双层保护膜双层保护膜”。本讲稿第三十四页，共五十页35挥发处理工况下金属表面状态 本讲稿第三十五页，共五十页36加氧工况下金属表面状况 本讲稿第三十六页，共五十页37 统统计计8 8台台国国内内超超临临界界机机组组采采用用加加氧氧处处理理水水工工况况后后，主要取得如下效果：主要取得如下效果：（1 1）采采用用加加氧氧处处理理后后，热热力力系系统统中中铁铁含含量量大大大大降降低低，八八台台超超

35、临临界界机机组组给给水水、高高低低加加疏疏水水的的铁铁含含量量降降低低了了50%-80%50%-80%。大大唐唐潮潮洲洲电电厂厂加加氧氧前前给给水水铁铁含含量量为为15-20g/L15-20g/L，加氧稳定运行后，给水的铁含量为，加氧稳定运行后，给水的铁含量为1-2g/L1-2g/L。5 5 超超临临界界、超超超超临临界界机机组组给给水水加加氧氧处处理理水水工工况况 5.2 5.2 超临界机组采用加氧处理水工况后取得的效果超临界机组采用加氧处理水工况后取得的效果 本讲稿第三十七页，共五十页38 （2 2）锅锅炉炉水水冷冷壁壁结结垢垢速速率率降降低低了了。华华能能石石洞洞口口二二电电厂厂加加氧氧

36、处处理理后后，水水冷冷壁壁的的结结垢垢速速率率从从100g/m100g/m2 2.a.a降降到到30g/m30g/m2 2.a.a，锅锅炉炉化化学学酸酸洗洗周周期期从从每每3 3年年延延长长至至1010年年；国国华华盘盘山山电电厂厂的的水水冷冷壁壁结结垢垢速速率率从从89g/m89g/m2 2.a.a降降到到10g/m10g/m2 2.a.a，锅锅炉炉化化学学酸酸洗洗周周期期从从每每3 3年年延延长长至至1010年年以以上。上。5 5 超临界、超超临界机组给水加氧处理水工况超临界、超超临界机组给水加氧处理水工况本讲稿第三十八页，共五十页39 （3 3）锅锅炉炉压压差差的的上上升升速速率率降降低

37、低了了，从从挥挥发发处处理理工工况况转转 化化为为加加氧氧处处理理工工况况运运行行后后，锅锅炉炉压压差差不不但但不不再再上上升升，反反而而有有所所降降低低。国国华华盘盘山山电电厂厂2 2号号机机组组在在挥挥发发处处理理工工况况运运行行的的二二年年多多时时间间里里，锅锅炉炉压压差差从从4.4MPa4.4MPa上上升升至至7.6MPa7.6MPa；而而在在加加氧氧处处理理工工况况运运行行半半年年后后，锅锅炉炉压压差差从从7.6MPa7.6MPa降降至至6.1MPa6.1MPa；随随着着压压差差的的下下降降，给给水水泵泵（汽汽泵泵）的的转转速速也也下下降降了了，满满负负荷荷下下汽汽泵泵的的转转速速从

38、从4425r/min4425r/min下下降降至至4222r/min4222r/min，因因此此耗耗汽汽量量也也相相应应减减少少。石石洞洞口口二二电电厂厂2 2台台超超临临界界机机组组在在挥挥发发处处理理工工况况运运行行时时，每每年年锅锅炉炉压压差差上上升升约约0.5 0.5 MPaMPa，采采用用加加氧氧处处理后，锅炉压差不上升了。理后，锅炉压差不上升了。5 5 超超临临界界、超超超超临临界界机机组组给给水水加加氧氧处处理理水水工工况况 本讲稿第三十九页，共五十页40 （4 4）机机组组凝凝结结水水精精处处理理运运行行周周期期大大幅幅度度延延长长，石石洞洞口口二二电电厂厂的的精精处处理理运运

39、行行周周期期从从平平均均7 7天天延延长长至至5050天天，国国华华盘盘山山电电厂厂从从1515天天延延长长至至9090天天。再再生生用用酸酸碱碱量量、自自用用水水率率和和树树脂脂损损耗耗量量大大幅幅度度减减少少，相相应应精精处处理理运运行行费费用用也也降降低了。低了。5 5 超超临临界界、超超超超临临界界机机组组给给水水加加氧氧处处理理水水工工况况 本讲稿第四十页，共五十页41 6.1 6.1关键控制指标关键控制指标 超临界、超超临界机组化学监督的关键监测指标是超临界、超超临界机组化学监督的关键监测指标是PHPH、电导率、氢电导率、氧含量、氢含量和钠含量，水质、电导率、氢电导率、氧含量、氢含

40、量和钠含量，水质控制的关键在于凝结水精处理的出水水质控制，良好的控制的关键在于凝结水精处理的出水水质控制，良好的出水水质除了与设计和设备配置有关外，还与树脂、再出水水质除了与设计和设备配置有关外，还与树脂、再生工艺、监测仪表的精度和设备运行水平等有关。生工艺、监测仪表的精度和设备运行水平等有关。腐蚀产物的控制指标主要是铁，应重视提高铁样品腐蚀产物的控制指标主要是铁，应重视提高铁样品取样的代表性和样品测量的准确性。取样的代表性和样品测量的准确性。6 6 超临界、超超临界机组的化学监督超临界、超超临界机组的化学监督本讲稿第四十一页，共五十页42 6.2 6.2 汽水取样点的设置和在线仪表的配置汽水

41、取样点的设置和在线仪表的配置 直直流流炉炉的的水水汽汽工工况况是是从从凝凝结结水水到到主主蒸蒸汽汽一一次次完完成成，给给水水水水质质的的好好坏坏取取决决于于凝凝结结水水精精处处理理系系统统的的出出水水水水质质，所所以以超超临临界界机机组组的的化化学学监监督督取取样样点点的的设设置置和在线仪表的配置应该充分考虑到上述特点。和在线仪表的配置应该充分考虑到上述特点。6 6 超临界、超超临界机组的化学监督超临界、超超临界机组的化学监督本讲稿第四十二页，共五十页43 为为了了密密切切监监视视金金属属材材料料发发生生高高温温氧氧化化的的状状态态，建建议议增增加加汽汽水水分分离离器器蒸蒸汽汽出出口口和和再再

42、热热器器出出口口的的取取样样点点，并并在在汽汽水水分分离离器器蒸蒸汽汽出出口口、主主蒸蒸汽汽和和再再热热器器出出口口的的取取样样点点上上安安装装氢氢表表，通通过过监监测测系系统统内内不不同同取取样样点点的的氢氢气气含含量量的的变变化化来来推推测测过过热热器器和和再再热热器器内内金金属属材材料料发发生生高高温温氧化的状态。氧化的状态。6 6 超临界、超超临界机组的化学监督超临界、超超临界机组的化学监督本讲稿第四十三页，共五十页44 在在线线仪仪表表的的选选型型应应做做到到仪仪表表工工作作性性能能可可靠靠，维维护护工工作作量量小小，受受环环境境影影响响小小，反反映映的的状状态态直直观观、真真实实、

43、明明了了。从从保保证证机机组组正正常常运运行行的的实实际际情情况况出出发发，每每台台超超临临界界机机组组配配置置如如下下表表所所示示的的取取样样点点和和在在线线仪仪表表，即即可可全全面面监监测测机机组的汽水品质。组的汽水品质。6 6 超临界、超超临界机组的化学监督超临界、超超临界机组的化学监督本讲稿第四十四页，共五十页45超临界机组较经济的取样点和在线仪表的建议配置 本讲稿第四十五页，共五十页46 在在线线仪仪表表配配置置少少而而精精的的同同时时，实实验验室室可可适适当当配配置置一一些些较较高高精精度度的的便便携携式式电电导导率率表表、溶溶解解氧氧表表、pHpH值值表表及及一一些些高高级级的的

44、实实验验室室仪仪器器如如原原子子吸吸收收分分光光光光度度计计等等作作为为系系统统查查定定和和校校验验用用，这这样样就就可可对对超超临临界界机组的水汽进行快速、全面且有效的监督。机组的水汽进行快速、全面且有效的监督。6 6 超临界、超超临界机组的化学监督超临界、超超临界机组的化学监督本讲稿第四十六页，共五十页477 7 结论结论(1)(1)蒸蒸汽汽化化学学和和沉沉积积物物化化学学的的影影响响研研究究表表明明，超超、超超超超临临界界机机组组的的腐腐蚀蚀和和沉沉积积的的控控制制可可以以通通过过严严格格的的水水汽汽品品质质控控制制来来实实现现，其其中中凝凝结结水水精精处处理理是是主主要要的控制手段。的

45、控制手段。(2)(2)要要保保持持超超、超超超超临临界界机机组组高高纯纯度度的的水水质质，必必须须考考虑虑高高效效率率去去除除腐腐蚀蚀产产物物和和盐盐类类杂杂质质的的凝凝结结水水精精处处理理工工艺艺，凝凝结结水水精精处处理理系系统统的的最最佳佳配配置置为为前前置置阳阳床床加加除除盐盐装装置置的的系系统统，要要求求凝凝结结水水精精处处理理系系统统运运行稳定和可靠。行稳定和可靠。本讲稿第四十七页，共五十页487 7 结论结论 (3)(3)加加氧氧处处理理是是超超、超超超超临临界界机机组组正正常常运运行行工工况况下下必必须须采采用用的的给给水水处处理理工工艺艺，给给水水加加氧氧处处理理工工艺艺应应得

46、得到到足足够高的重视。够高的重视。(4)(4)水水蒸蒸气气高高温温氧氧化化的的研研究究表表明明，材材料料的的选选择择是是防防止止高高温温氧氧化化的的关关键键；设设法法使使受受热热面面金金属属避避开开氧氧化化加加速速的的高高温温区区域域是是机机组组运运行行控控制制的的重重点点；蒸蒸汽汽中中的的微微量量氧氧气气对对高高温温氧氧化化的影响很小。的影响很小。本讲稿第四十八页，共五十页497 7 结论结论 (5)(5)机机组组启启停停期期间间的的水水质质控控制制室室超超（超超）临临界界机机组组防防腐腐垢垢技技术术的的重重要要环环节节，要要通通过过系系统统冲冲洗洗和和水水质质控控制制并并结结合合有有效效的

47、的停停运运保保护护措措施施来来控控制制腐腐蚀蚀产产物物的的产产生、迁移和积累。生、迁移和积累。(6)(6)汽汽水水氢氢电电导导率率、钠钠含含量量、铁铁含含量量和和蒸蒸汽汽氢氢含含量量是是超超超超临临界界机机组组的的主主要要控控制制指指标标，必必须须制制订订科科学学合合理理的的汽汽水水品品质质控控制制指指标标。超超超超临临界界设设置置正正确确的的取取样样点点，配配置置必必要要的的仪仪器器仪仪表表和和提提高高在在线线仪仪表表的的可可靠靠性性和和准准确确性性均均可可以以有有效效地地监监测测超超超超临临界界机机组组的的汽水品质状况。汽水品质状况。本讲稿第四十九页，共五十页50 谢谢 谢！谢！本讲稿第五十页，共五十页