摘要：通过对大唐保定热电厂两台机组蒸汽氢电导长期超标及其低压缸部位酸性腐蚀问题的查定分析，找出了蒸汽氢电导超标产生的原因是由于水汽样品中乙酸根含量偏高，锅炉补给水中有机物含量高所造成的。为此，提出了去除补给水中有机物和防止阳树脂被过量氧化剂氧化的解决方案，结合不同工艺对两种滤料去除水中有机物的效果进行了现场试验研究。
关键词：氢电导率 低分子有机酸 树脂分解 酸性腐蚀 活性炭
1引言
锅炉蒸汽氢电导率是衡量热力系统水汽品质的重要指标，它可消除给水加氨处理时对电导率测量的影响，综合反映水汽质量的优劣；尤其当水汽系统阴离子含量异常时，通过氢电导率的测量能够准确反映锅炉水汽系统阴离子杂质含量的变化。蒸汽氢电导上升，预示着蒸汽样品中杂质含量增加，杂质若在锅炉高热负荷区域析出成垢，便可引发垢下腐蚀；此外，当水汽中酸根离子，尤其是氯离子或某些低分子有机酸根含量较高时，由于碱化剂－氨的分配系数远高于酸根离子，在汽轮机低压缸初凝区，氨主要分配于汽相，初凝水中氨含量较低，无法起到调节pH的作用，将导致初凝水pH降低，引发金属基体的酸性腐蚀。同时，在汽轮机蒸汽初凝区，由于蒸汽带水，水滴对叶片等部位的冲刷作用，更加快了腐蚀过程。由于产生机理相同，汽轮机低压缸部位的酸性腐蚀通常与氢电导率升高现象结伴出现。本文针对大唐保定热电厂两台机组蒸汽氢电导率超标并发生汽轮机低压缸酸性腐蚀现象，对机组水汽系统进行了全面的查定分析，找到了蒸汽氢电导超标的原因，并通过试验确定了解决方案。
2 问题分析
2.1存在问题
大唐保定热电厂#8、#9锅炉为由东方锅炉股份有限公司引进美国福斯特－惠勒公司技术生产的国内首台DG450/9.81-1型循环流化床锅炉，配备上海汽轮机有限公司设计开发的新型高压100MW等级系列CC100-8.83/1.98/0.196型双抽汽凝汽式汽轮机。锅炉给水加氨调pH值，辅以联氨除氧，炉水采用磷酸盐处理。补给水二级除盐，原水为保定市城市管网供地表水，预处理以亚硫酸钠除余氯并通过高效纤维球过滤器除浊。两台机组分别于2002年、2003年投产发电。投产后不久，发现水、汽氢电导率超标（>0.3μS/cm），最高曾达到0.9μS/cm，平均为0.53μS/cm。此问题长期未能得到解决。在2004年4月机组投产后的第一次大修中，揭缸检查发现汽轮机低压缸最末二级叶片边缘出现锯齿状水冲刷性酸腐蚀。
2.2原因分析
大唐保定热电厂#8、#9机组在投产初期，由于运行不稳定，在频繁启停过程中，蒸汽带水量偏高，加大了对低压缸的冲刷作用；另外，从汽机低压缸已发生酸性腐蚀的事实，怀疑机组水汽中存在过量酸性物质，造成水汽品质下降、金属腐蚀，同时表现为氢电导超标。当机组正常运行时，炉水中杂质含量较低；但机组存在泄漏，或补给水品质下降，或有水处理树脂进入锅炉时，炉水中的杂质含量将急剧升高，使蒸汽中相应的离子携带量增加，造成蒸汽氢电导率超标；随着蒸汽在汽轮机内做功，温度及压力逐级降低，蒸汽中溶解杂质逐渐达到饱和而析出，杂质若以盐型析出，则发生结垢；若以酸型析出，便形成腐蚀，保定电厂#8、#9机组出现的问题属于后者。
2.3查定思路
降低炉水中酸性物质含量，是解决酸性腐蚀的最根本方法，这就要求明确炉内杂质的来源。通常水汽系统中的杂质来源不外乎两种：补给水带入或换热系统泄漏[1]。补给水质不合格将使原水中的杂质进入锅炉，包括各种离子、有机物、二氧化硅等；换热系统接触的冷却介质通常含有大量杂质，若发生泄漏，冷却介质进入锅炉水汽系统，也将导致锅炉水质的大幅下降。由以上两种来源引起的炉水杂质增加，各自处理方法不尽相同。所以，必须首先确定水汽中的杂质来源，才能制定相应的解决方案。
2.4水质查定
大唐保定热电厂#1~#7机组补给水水源与#8、#9机组不同，前者为#1除盐送出的除盐水，水源为地下水；后者为#2除盐送出的除盐水，水源为地表水。两套除盐系统独立运行，补给水系统由联络管连通。表1为2006年10月25日联络门关闭后对#4机组和#8、#9机组水汽品质阴离子色谱分析与氢电导率测试结果。表2和表3为联络门开启后#1除盐送出的除盐水供#8机组补水，#2除盐送出的除盐水供#9机组补水情况下水汽品质阴离子色谱分析与氢电导率及TOC值测试结果。
表1. 水汽品质阴离子色谱分析与氢电导率测试结果
序号 水样  被测组分含量(单位: μg•L-1)  氢电导μS/cm
氟离子  乙酸根  甲酸根  氯离子  硫酸根  硝酸根  磷酸根  
1  4#凝结水  1.5  7.8  ／  2.1  1.3  1.2  ／  0.237
2  4#给水  8.7  17.6  ／  12.7  2.7  ／  ／  
3  4#炉水  37.1  35.9  ／  1019  33.2  3.9  4533  
4  4#饱和蒸汽  9.2  19.7  ／  21.5  2.3  ／  ／  
5  8#凝结水  0.10  20.0  ／  0.03  0.89  0.17  ／  0.564
6  8#给水  3.5  27.0  ／  0.12  1.35  ／  ／  0.562
7  8#炉水  286.3  207.8  24.5  720.7  3.2  ／  7021  
8  8#饱和蒸汽  5.6  28.5  1.31  0.64  1.5  ／  ／  0.647
9  9#凝结水  0.52  21.6  ／  1.9  0.69  ／  ／  0.41
10  9#给水  0.67  59.3  ／  1.7  1.3  ／  ／  0.544
11  9#炉水  23.8  233.8  31.4  181.7  1.9  ／  6433  
12  9#饱和蒸汽  1.6  28.7  2.2  8.4  /  ／  ／  0.519
注：表中“/”表示未检测到；空白为未检测；以下相同。
表2. #8机组水源置换后水汽品质阴离子色谱分析与氢电导率测试结果
序号  水样  被测组分含量(单位: μg•L-1)  氢电导μS/cm
氟离子  乙酸根  甲酸根  氯离子  硫酸根  硝酸根  磷酸根  
1  8#给水  /  4.7  ／  1.2  /  0.6  ／  0.219
2  8#炉水  14.3  436.8  /  577.7  2.3  3.4  4323  
3 8#饱和蒸汽  3.2  19.6  /  1.4  /  ／  ／  0.243
4  9#给水  /  202.7  ／  2.3  /  ／  ／  0.736
5  9#炉水  18.5  704.2  /  220.8  21.2  4.5  5212  
6  9#饱和蒸汽  3.4  108.9  1  1.6  /  ／  ／  0.675