给水加氧处理技术在600MW及以上机组中应用探讨

摘要介绍将给水加氧处理法(CWT)用于600MW调峰机组的给水处理中所取得的经验和成果。包括基本原理,应用条件与注意事项等等。

关键词给水加氧处理;600MW机组

中图分类号TM621.2文献标识码A 文章编号1673-9671-(2010)032-0108-01

给水加氧处理法的英文全称是Combined Water Treatment,简写为CWT,它是一种最新研究出的给水处理方法,在微碱性的水环境中,比如,pH在9~10之间的情况,可以通过给水中放入微量的氧,来形成较低溶解度的氧化铁保护膜,目的是用来达到防止腐蚀。此技术最早来自于1977年的德国,然后是被意大利、荷兰和丹麦等等多个欧洲国家所使用,应用在火电厂的给水处理系统中,美国和日本也接着把此技术应用在火电厂或者核电站的给水处理系统中。CWT法更加完善了锅炉的给水处理方式,因此,它被认为是最佳的处理直流炉机组的给水处理方式。

1加氧处理技术的基本原理

在大多的热力设备水汽系统中,出现的腐蚀一般都是属于电化学性质的腐蚀的,金属处于该介质中时容易受到腐蚀,倾向性由金属的自然腐蚀电位来决定,即若腐蚀电位越高的话,那么就越不容易受到腐蚀,反之,同样道理。在加氧处理的正常工况条件下,碳钢的自然腐蚀电位一般在0.10～0.3 V之间,而如果处在全挥发工况条件下时,则为-0.6 V。按照电位―pH图,如果碳钢处在加氧处理工况下的时候,发生的主要反应如下:

水中溶解的氧把铁-水体系的电位提高了,而铁进入了三氧化二铁钝化区,从而制止了腐蚀的发生。而在全挥发处理工况的条件下,发生的反应如下:

因为铁提高了pH值而进入了四氧化三铁钝化区,进而抑制了腐蚀,上述即电化学理论。

2给水加氧处理的条件

1)仅当锅炉机组已经达到了连续稳定的运行状态后,才能采取氧化处理,这是个重要的前提,否则不能够进行。

2)仅当锅炉中的水质不存在腐蚀结垢的风险时,特别是已经消除了酸腐蚀的风险之后,即不会再有意外污染的可能性存在了,此时才可以采取氧化处理措施。加氧处理时还有一点必须注意到,即水质需要特别的纯,通常情况下的氢的电导率应该不大于0.1μS/cm才行,只能够在水质比较纯的时候,高浓度的氧才能钝化金属,进而形成致密的保护膜,而如果水质不纯的话,加氧就会造成严重的腐蚀,是有害无益的,这是十分值得重视和强调的。在我国火电厂水汽化学导则规定,省煤器入口给水氢电导率如果是在0.10～0.15μS/cm之间,就被视为水质出现了异常,需要迅速的查找原因,若在72 小时之内,使氢电导率下降到了0.1μS/cm以下的话,那么在氢电导率大于0.2μS/cm的时候,就必须停止加氧处理。

3)只能够当受热面附着物量远远小于需清洗的阈值的时候,才进行氧化处理。

4)凝结水需要经过全流量处理之后,有全面的精处理设备和水质控制的时候,精处理水质需要严格进行控制,而且补给水的水质也需要严格进行控制,再有就是要求凝汽器不存在泄漏。

5)水汽系统进行加氧处理的话一般需要是无铜的系统,如果使用铜加热器,进行加氧处理需要十分的慎重,必须要在专门的试验之后才能进行。

6)要想使得加氧处理形成金属氧化膜,并起保护作用的话,需要有两个先决条件才行,第一氧化物层要是不溶性的,且是无裂缝和无孔的,需要小的金属溶出速度;第二,如果在运行中,由于机械和化学等原因,造成了氧化膜层的损坏,那么就必须先对这些损坏的氧化膜进行修复。具体应用结构图见下图1所示。

图1某600MW机组热力设备及加氧系统

3加氧处理的运行注意事项

1)正常且持续运行时对于水质的控制。在OT方式运行下的时候,要求机组的给水保证是很低的电导率才行,给水应是有效的除盐水,电导率必须不能大于0.15μS/cm。基于上述,多数采用OT方式运行的大型机组,一般都配有阳床加混床的除盐系统,用来作为净化凝结水的装置,而树脂则采用的是强酸型或者强碱型的,在实际中,差不多所有的采用OT等中性处理的机组,给水的电导率一般都控制在不大于0.1μS/cm的范围下。

2)发生局部腐蚀与应力腐蚀破裂的可能性。因为给水电导率一般控制在不大于0.1μS/cm的范围,这就意味着是一种极低含量的给水氯化物的状态,给水加了氨之后进而提高了pH值后,但也提高了可能引起孔蚀的氯化物浓度,因此,在停运状况下,有可能会因为供氧出现不均匀而导致局部腐蚀。

4小结

本文介绍了将给水加氧处理法(CWT)用于600 MW及以上调峰机组的给水处理中所取得的经验和成果。包括了给水加氧处理技术的基本原理和应用条件,还有注意事项等等,其中注意事项中重点讲了正常时候持续运行的水质控制和局部腐蚀与发生应力腐蚀破裂的可能性。

参考文献

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