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给水的加氧处理

发布时间：2010/6/5 阅读次数：786 字体大小: 【小】【中】【大】

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给水的加氧处理
给水加氧处理（简称 OT）是在高纯度给水中加入适量的氧化剂（O2 或H2O2）以达到
减缓热力设备腐蚀的目的。它与给水除氧的全挥发处理（AVT）还原性水工况截然相反，是
一种氧化性水工况。加氧处理是20 世纪70 年代德国开发出来的一种新型的炉水处理方式，
不久便应用于前苏联、意大利、丹麦等欧洲国家，近30 年来，澳大利亚、日本、美国等国
家也相继应用了这一技术[26]。
采用 OT 处理后，系统形成了一个氧化性的环境，而不是在AVT 中应用的还原环境，
炉前系统中表层的磁性氧化铁被在氧化条件下形成的一层很薄致密的FeOOH 所保护。汽水
系统中铁浓度显著降低，锅内沉积物量减少，腐蚀损坏降低，直流炉炉管和加热器压降快速
升高问题得到了解决，锅炉清洗频率降低，凝结水净化装置运行周期延长，凝汽器铜合金管
的腐蚀减少，抑制炉前系统特别是锅炉省煤器入口管和高压加热器管的流动加速腐蚀（FAC）
[26-28]。因此，目前中国、德国、日本和俄罗斯等许多国家将OT 处理方式列入国家标准。
一般给水加氧处理是从凝结水精处理混床出口和除氧器出口加入氧气和氨，在微碱性的
高纯度水中，氧气能够使碳钢表面形成双层氧化膜，内层是紧贴碳钢表面的磁性氧化铁
（Fe3O4），表层是以Fe2O3 为主的阻挡层。在高温流动的水中致密的Fe2O3 溶解度很低，起
到防止碳钢腐蚀的作用。另外从电化学的角度看，在流动的高纯水中添加适量氧，可以提高
钢的自然腐蚀电位数百毫伏，使金属表面发生极化或使金属的自然腐蚀电位超过钝化电位，
金属表面因而生成致密而稳定的氧化性保护膜，从而起到了抑制钢铁腐蚀的作用。
加氧处理必须在水质很纯的条件下才能进行，用不纯的水将导致锅炉腐蚀的大幅度增
加。碳钢表面形成的钝化膜的成分和结构，受水溶液电导率、pH 值、阴离子种类和浓度、
含氧量、流速等因素的影响。在加氧水中，电导率与碳钢的腐蚀速度近似于线性关系，碳钢
的腐蚀速度随着给水的电导率增加而显著增大。实际上，水的电导率是水中杂质含量的综合
反映，电导率越高，杂质含量越多。水中的杂质特别是氯离子可以阻碍氧化铁保护膜的生成，
反应如下：
2
2 2 4
2 1 8 2[ ] 2
2
Fe + + H O+ O + Cl− → FeCl − + OH−
因此，给水必须满足高纯度方能进行加氧处理。在有氧的纯水中，碳钢的腐蚀速度在
pH 值为7 时降得很低，并不再随着pH 值的升高有所变化。溶解氧浓度的确定与纯水的流
动状况和温度有关。日本砂川电厂4 号机组采用加氧处理时，将给水pH 值由6.5~7.0 提至
8.0~8.5，水中溶解氧在20~50μg/L 时，电位可以进入Fe2O3 稳定存在的钝化区域，加氧最低
浓度为20μg/L。此外，试验还发现维持Fe2O3 的电位所需氧浓度比生成Fe2O3 的电位所需氧
浓度低得多[27]。另外在加氧情况下，使水保持适当的流速有利于碳钢表面形成均匀的氧化
膜。
直流炉给水加氧处理时，只需考虑给水含氧量和给水含铁量的关系，只要严格控制给水
的电导率即可。但汽包炉给水加氧处理除控制给水的电导率、含氧量和含铁量外，还要考虑
炉水的电导率、含氧量。因此，汽包炉给水加氧处理的控制要比直流炉的复杂和困难些。由
于汽包炉汽包对盐类的浓缩作用，除研究炉水水质的控制条件外，还要研究进一步改善凝结
水精处理的运行条件，提高凝结水精处理的出水水质[29-30]。
为了严格控制给水电导率，锅炉应用给水加氧处理的机组必须配置全流量凝结水精处理
设备。凝结水精处理设备的运行条件和出水品质的好坏，是锅炉给水加氧处理是否能正常进
行的重要前提条件，直流炉要求给水的氢电导要小于0.15μS/cm，凝结水精处理必须保证出
水的氢电导小于0.10 μS/cm。汽包炉要求给水的氢电导要小于0.10μS/cm，因而凝结水精处
理必须保证出水的氢电导小于0.075μS/cm[30]。

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