第四章直流锅炉水化学工况

•           一、直流锅炉对水化学工况的基本要求

•           1、直流锅炉水汽系统的工作特点

•           在直流锅炉中，水流一次通过，完成水的加热、蒸发和过热过程，全部变成过热蒸汽送出锅炉。给水中的杂质若进入直流锅炉，或者在炉管内生成沉积物，或者被蒸汽带往汽轮机后发生腐蚀或生成沉积物，二者必居其一。超临界直流炉更因为蒸汽参数高，对杂质溶解度大，炉内不存在汽水二相界面，随给水带入的杂质大部分进入蒸汽，带来的危害更为严重，所以超临界直流炉对给水品质要求更严。

•           2、直流炉水处理特点

•           1）在补给水制备方面，水处理系统和设备的选用要求较高，运行管理要求严格。

•           2）凝结水净化方面，要求100％处理，完全除去进入蒸汽凝结水中的各种杂质。

•           3）给水－－凝结水水质调节处理方面，要求采用适宜的挥发性样品处理（即AVT、NWT、CWT），以保证机组在稳定工况和变工况运行时都能抑制机组各个部位的腐蚀，且不会使受热面上沉积物量增加。

•           3、直流锅炉的给水水质

•           制定直流炉给水水质标准时，既应考虑到防止锅内产生沉积物的要求，又应考虑到汽轮机运行安全的要求。

•           4、直流锅炉水化学工况的基本要求

•           1）尽量减少直流锅炉内的沉积物，延长间隔清洗时间

•           2）尽量减少汽轮机通流部分的杂质沉积物

•           所以水化学工况应能保证锅炉受热面管内，汽轮机通流部分，凝结水－－给水系统管壁内不产生沉积物，并保证热力设备水汽侧不发生腐蚀。

•           5、水化学工况优劣的评价

•           1）从水质指标的化学监测数据方面评价

•           2）从锅炉水冷壁内表面的沉积物量来评价

•           3）从汽轮机通流部分沉积物量来评价

•           4）从水汽系统不同部分金属材料的腐蚀速度和机械磨蚀速度来评价

•           5）从凝结水净化设备的运行效果来评价

•           二、直流锅炉机组的水化学工况

•           1、联氨－氨碱性水化学工况（全挥发性处理，AVT）

•           在“直流锅炉－汽轮机”机组的凝结水－给水系统中，加入联氨和氨，以调节水、汽系统中工质的PH值，使之呈碱性，并且完全除掉给水中残余溶解氧，这种水化学工况就叫“联氨－氨”碱性水化学工况。

•           采用AVT处理，可以减少热力系统金属材料的腐蚀，从而减少给水携带腐蚀产物到锅炉内，以达到减少锅炉内和汽轮机内沉积物的目的。

•           控制碱性水化学工况以降低水的含铁量，受到了黄铜材料对PH值的限制。

•           联氨可加在低加前，氨可加在给水泵前或加到凝结水精除盐出口。

•           联氨－氨碱性水化学工况的缺点是：a.给水含铁量较高，且锅内下辐射区局部产生铁的沉积物多；b.缩短凝结水除盐设备的运行周期。

•           2、中性水化学工况（中性处理，NWT）

•           中性水化学工况是一种使凝结水－给水系统中的高纯水保持中性（PH为6.5～7.5，氢电导率小于0.15ìs/cm）并添加微量氧化剂（H₂O₂或气态O₂）的水化学工况。它能提高热力系统金属防腐蚀能力，减少钢铁腐蚀，因此它能降低给水带铁进入锅炉，防止锅内铁沉积，且降低锅炉蒸发受热面的结垢速率。

•           中性处理的原理是：在中性高纯水中，有氧化剂存在时，在碳钢表面形成Fe₃O₄和Fe₂O₃双层钝化膜，因而碳钢或低合金钢的耐蚀性大大提高。

•           NWT对水质的要求：1）给水纯度必须很高；2）给水的PH（25℃ ）值应大于7；3）在给水中应经常维持足够的氧化剂浓度。

•           加药方式为：关闭除氧器排汽门，并加氧化剂到水中。用H₂O₂作氧化剂，浓度为220～280ppb；用气态氧作氧化剂，浓度为300～500ppb。

•           国外大容量机组实施中性处理有以下效果：1）给水含铁量降低；2）下辐射区水冷壁管铁沉积量减少；3）锅炉化学清洗间隔时间延长；4）凝结水除盐设备的运行周期增长；5）锅炉的启动时间缩短。

•           实施中性处理应注意以下事项：1）因为氧化剂要和铜化合物发生络合作用，所以中性处理前，低压加热器要用不锈钢管代替原来的铜合金管；2）中性处理前，应进行化学清洗；3）凝结水必须经过深度除盐处理，给水水质应保持高纯度，以免影响碳钢表面磁性氧化膜的形成和降低氧化还原电位；4）要注意防止凝汽器和凝结水系统漏入少量空气；5）实行中性处理时，不能停止或间断加药。

•           3、氨－氧水化学工况（联合处理，CWT）

•           顾名思义，CWT是由AVT和NWT联合而成，实际上是在中性处理的基础上发展起来的一种处理方法，是针对NWT的缺点，作以改进而出现的一种方法，现已开始广泛应用。

•           联合处理的物理化学原理是：1）形成了氧化保护层，此氧化层是不溶性的、无裂缝的和无孔的，且具有修复损坏部位的条件；2）PH处于适中位置，兼顾了Fe、Cu合金的保护；3）由于O₂的存在，限制了Fe²⁺从氧化层表面释放出来。

•           联合处理控制PH8.3～8.5，氧浓度50～200ppb；近来德国又改为PH8～9，氧浓度50～150ppb。

•           联合处理的加药方式与中性处理相同，加在凝结水处理装置的出口母管上。

•           联合处理的优点是：1）较好地利用了中性水工况和碱性水工况的优点，避免了各自的缺点；2）在整个水汽循环中，同时使用铁和铜材时，防腐效果处于最佳位置，腐蚀产物浓度最低；3）水汽循环中，各个设备上的垢层减小；4）有利于环保，凝结水处理设备再生周期延长。