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有机添加剂与水汽TOC 标准的讨论
发布时间:2011/3/25  阅读次数:3175  字体大小: 【】 【】【
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5 国外电厂水汽TOC 的标准制订情况
国外制定火电厂水汽中TOC 标准的,主要是美国EPRI 和德国VGB,以及一些汽轮机制造厂等单位。后来有些电力公司,如南非的Eskom 电力公司等也制定了本系统电厂水汽中TOC 的标准。实际上,国外一些汽轮机制造厂,为了保证他们生产的汽轮机的安全运行,提出的蒸汽中TOC 标准,最为严格。如有的制造厂提出,电厂凝结水的TOC 应小于50μg/kg,但这并没有得到运行部门的接受。
EPRI 早在1986 年的暂行导则中,就已提出了控制水汽中TOC 的建议值。如下表。
表3 水汽中TOC 的建议
水汽样品                                                                                                         TOC (μg/kg)
补给水处理系统出水                                                                                     < 300
凝结水                                                                                                                         < 200
过热蒸汽                                                                                                                   < 100
后来EPRI 在1994 年发表的加氧处理导则中,以及在1996 年发表的全挥发处理导则中,全部沿用此建议的控制值。EPRI 在1999 年10 月份再版的补给水处理导则中,也仍将火电机组补给水的TOC 定300μg/kg。
VGB 在1999 年举行的会议中,建议除盐补给水中的TOC 不得超过 200 ppb,而没有对水汽系统中其他水汽中的TOC 控制值进行规定。而且在文件叙述中提到,要给出普遍应用的TOC 指标值是不可能的。当时曾对27 个不同水源的补给水进行分析,发现出水符合100μg/kg 的,仅有15%; 而符合200μg/kg,也仅有67%。说明要达到要求的标准,并不很容易。
许多文章认为,水汽中TOC 的危害,主要表现在对汽轮机部件的影响上。因此,虽然EPRI 在不同的水汽中,均制订了不同的TOC 标准值,但最重要的是蒸汽中的TOC 值。强调保持蒸汽中的TOC 小100μg/kg。但TOC 主要是从补给水和凝结水进入的,从操作角度考虑,应控制补给水和凝结水的TOC。因此,当前有些资料又认为,应控制补给水的TOC 值。
VGB 就是提出要求控制补给水的TOC< 200μg/kg 的。看来,当前国外在水汽中TOC 的控制值上,并不统一,而且尚属建议性质的。
从提高化学监督的可靠性,提高热力设备的安全性考虑,降低水汽中的TOC 含量是有必要的。但要降低水汽中的TOC,涉及到水处理系统设备的设计水平和改造工作。需通过研究,确定合理可行的方案后,才能实现。
6 如何确定TOC 是否含有有害成分
TOC 是否会引起设备腐蚀,取决于TOC 中是否含有会引起设备腐蚀的杂原子(例如,卤素,硫,磷等),这些杂原子进入系统的可能性是存在的。如污染严重的冷却水漏入凝结水,采用的有机添加剂成分不纯,补给水水源污染严重,除盐系统除有机物效率不高等,均有可能会在系统中引进这类化合物。所以应有简单的测试手段,检查是否存在这类有害成分。
为了查明水汽中的TOC 是否含有有害成分,国外开发了如下的专用测试方法。
这是一种利用紫外-电导相结合的方法。其方法是将通过阳树脂的水样,用紫外(UV)照射,并测定照射前后水样的电导率。若水样TOC 中含有氯,硫,磷等元素,则会分解形成现相应的酸,会使水样电导率明显增大。这样就可区分不同形式的有机物,鉴定有机物中是否含有杂原子。其测定系统如下图1:

图片
7 在火电厂是否可采用有机添加剂处理给水和炉水处理
在EPRI 和VGB 提出水汽中TOC 标准后,有人认为,采用有机添加剂处理给水和炉水,就会造成水汽中TOC 超标,有机添加剂就难以采用。EPRI 的专家就提过,在较高参数的火电厂中,不宜采用有机胺处理。但此观点在国外,并不完全认同。,特别是在欧洲,发表不同看法的文章不少。因欧洲采用有机胺处理的电厂不少。欧洲的电厂化学权威如Bursik 就抱怨,至今在国际权威机构出版的水汽控制导则中,还没有列入有关有机添加剂的导则。影响了有机添加剂的使用。
值得讨论的是,在当前电厂水处理设备如此良好,补给水水质非常好的条件下,除了添加有机胺提高给水pH 外,是否还有必要添加其它有机添加剂。这问题在欧洲有不同的看法。
有专家认为,在某些特定条件下,为了某些目的,使用有机添加剂,还是有它的用途的。他们介绍了一些事例。
如2003 年,在比利时的火电厂中,有二台压力为12.8Mpa 汽包炉,由于电网需要,变成了礼拜炉,每周末停机,周一启动,运行时负荷变化很大。在这条件下,发现锅炉情况变差,发生了爆管事故,锅炉被迫频繁酸洗。该厂从1999 年10 月开始,就采用一种成膜胺和中和胺的混合物进行给水处理,以代替原来的给水氨和联氨处理以及炉水的磷酸盐处理,结果取得了良好的结果。近年在德国就一直推荐在火电厂中,采用一种名为HELAMINE 的有机添加剂处理锅炉给水和炉水。可起锅炉运行条件下洗炉的作用,。具体事例是在一台已运行25 年的旧锅炉上,在130 巴条件下运行中清洗,使原来0.5mm 的垢,降低到25~50μm。
这说明,为了满足一定的需求,有机添加剂还是有使用的。由于这种情况,欧洲不少单位反对严格控制水汽中的TOC。欧洲一些电厂化学权威,在2003 年写文章呼吁,要给有机添加剂在水汽标准的导则中给予一个合理的地位。
这些讨论,目前仍在继续中。
8 几点看法
水汽中的TOC 对化学监督的准确性,特别是对电导率的精确监控有影响。应采取措施,减少它的影响。减少水汽中的TOC,是有效的措施。
水汽中的TOC,若含有杂原子 (例如卤素,硫,磷)等物质,由于分解后会产生强酸性物质,会引起设备的腐蚀。在TOC 含量较高的水汽中,应加强这些情况的监控。应认识到,水汽中在含有较高TOC 时,若水汽的pH 能得到很好中和,TOC 又不含杂原子,这对设备是安全的,只是会影响水汽电导率的准确性,但若由于运行疏忽,中和措施不力,或发生了凝汽器泄漏,漏入污染的冷却水,或水源严重污染,除盐设备不能有效除去污染物,就有可能会引起设备腐蚀。
在电厂中,为了解决某些特定的问题,是可以采用有机添加剂的。但必须通过试验,严格监控在添加有机添加剂后,会引起汽轮机腐蚀的一些指标。对添加剂的质量应严格控制。
水汽中的TOC 标准,是一项期望性的指标。在达到合理的TOC 标准值后,设备的损坏风险就能洚到较抵。化学监督的质量能保证较佳。但要降低水汽的TOC,涉及一些设备水平的提升问题。应根据国内的实际情况,确定一些可能实行的标准和措施,使电厂系统水汽中的TOC,达到较理想的水平。
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