贵宾会员zhuh提供----浅谈炉水中氯离子浓度高的原因分析与防止
黄丽萍
宁夏马莲台电厂
[摘 要] 氯离子对热力机组的腐蚀危害极大,其腐蚀表现形式主要是破坏水冷壁管金属表面的钝化膜,进而向金属晶格里面渗透,引起金属表面性质的变化。本文分析了炉水系统中氯离子对金属腐蚀的现象,并针对炉水系统内部氯离子的来源,提出了相应的解决措施。
[关键词] 炉水、氯离子、控制
1 前言
热力机组水汽系统内部金属表面保持良好的状态对其安全经济运行有着重要的意义。然而由于水汽系统内部水质总会含有少量的杂质离子,使得金属表面常常出现腐蚀、结垢等现象,威胁着机组的正常运行。杂质离子中以氯离子的危害最为严重。溶解氧是通过给水系统带入锅炉的杂质来间接加剧炉管腐蚀的;锅炉
给水中的溶解氧大部分会消耗在省煤器的受热面上,而绝不会跑到炉管的受热面上。但是近年来的研究表明,一些动力锅炉和工业锅炉在运行中发生了由溶解氧和氯离子共同作用产生的破坏作用。实验表明,在阳极极化条件下,介质中的氯离子可使金属发生孔蚀,而且随着氯离子浓度的增加,孔蚀电位下降, 更容易引发孔蚀,而后又加速孔蚀。
《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》中规定火电机组锅炉过热蒸汽压力为15.7-18.3Mpa、炉水采用磷酸盐处理时，炉水中氯离子含量在电力行业标准中有一个参考控制的数据小于500μg/L，当炉水的温度和PH 值控制不当，会破坏炉本体金属表面氧化膜，使炉管遭到腐蚀，而且氯离子会以溶解携带和机械携带的形式进入汽轮机中，氯离子的蒸汽携带系数相当可观，其总溶解携带系数为0.4%，机械携带系数约为0.2%，会造成汽轮机蒸汽通流部位积盐、结垢，国外有的资料表明，过热蒸汽中氯离子的浓度大于3μg/L，有造成汽轮机叶片等材质的点蚀及应力腐蚀的危险，因此，必须对炉水中的氯离子含量进行控制。
宁夏马莲台电厂现机组装机容量为2×330MW，机组水源主要取自灵武宁东鸭子荡水库水（黄河水），锅炉补给水方式为弱酸+超滤+反渗透+一级除盐系统+混床, 给水、凝结水均进行加氨、加联胺处理，凝结水加氨和联胺点设在精处理出水母管上；给水加药点设在除氧器出水下降管上；炉水处理方式为磷酸盐处理，加药点设在汽包加药管上。本厂凝结水处理系统采用单元制，每台机组配备一套凝结水处理装置，两套机组共用一套体外再生系统。机组启动初期，凝结水含铁量大于1000μg/l 时或混床进出口母管压差大于0.35MP、温度超过50℃旁路自动打开，不进入精处理装置，循环水采用提高浓缩倍率的运行方式，浓缩倍率控制在4.7 左右。
2 氯离子在炉水中的存在形式以及被携带情况
由于给水中总是含有微量的氯离子并采用加氨处理，所以炉水中有NH4Cl、NaCl、HCl 的混合物存在，NH4Cl 的汽、水分配系数取决于炉水中的氨的分布状态以及炉水中HCL 和NH3 的浓度以及水和氨的离子化程度。通常氯离子是以HCl 和NH4Cl 的形式同时被溶解携带到蒸汽中去，两者的比例取决于炉水的PH和温度。在低氨浓度时，以HCL 形式为主；并且在高温时，水解出的氢离子和氯离子以HCl 的形式溶解携带提供了主要的途径。在AVT 工况下，高挥发性的氨可以导致比预测的的炉水的PH 值低得多，例如在25℃时测得炉水的PH 值为9.3，而在300℃的炉水中PH 仅为5.9，这就增加了以HCl 为主要形式的溶解携带。如果炉水采用磷酸盐或氢氧化钠处理，由于这两种物质在高温炉水中仍然有较强的碱性，所以氯离子的携带就以NH4Cl 的形式为主。
3 氯离子分析方法的说明
日常我们检测水中的氯离子含量采用GB6905.1-86 摩尔法，而摩尔法的检测范围在5-100mg/L 之间，但炉水中氯离子的控制标准按化学监督导则要求控制在500μg/L，实际中炉水氯离子含量也很低，超出了该测定方法的检测下限的范围，所以一般炉水中的氯离子不易检测。也有通过检测下降管的氢电导率来间接反映有害阴离子（主要是Cl-）的含量。控制氢电导率可以间接控制阴离子的含量，例如炉水中氯离子含量达到0.2mg/L 时就可使氢电导率增加2.4μs/cm。氢电导率是指水样中所有的阳离子都转变为氢离子（H+）而阴离子不变，是衡量除OH-离子以外所有阴离子的综合指标。据资料介绍，在25℃时，35.5μg/LCl-、
48μg/LSO4 和59μg/LCH3COO-，对氢电导氯的贡献分别是0.426、0.430 和0.391μs/cm,而纯水本身的电导率仅为0.05478 μs/cm。 例如给水的氢电导率规定为0.2 μs/cm 如果水中的阴离子除OH-离子以外只有Cl-,那么氯离子的浓度就不应超过12.1μg/L。当发生异常时想准确得到其准确浓度时，最好采用离子色谱或其它的方法进行检测，下面所提到的炉水中的氯离子的检测结果均采用离子色谱法，而垢样分析中的氯化物现有方法SD202-1986《火力发电厂垢和腐蚀产物实验方法专集》。
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