電廠化學(xué)

華北電力大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院劉忠培訓(xùn)講座1電廠化學(xué)華北電力大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院培訓(xùn)講座1第12章水化學(xué)工況1概述2AVT水化學(xué)工況2第12章水化學(xué)工況1概述21.1雜質(zhì)在鍋爐內(nèi)的沉積特性如果不考慮爐水過飽和引起的雜質(zhì)沉積，某種雜質(zhì)在過熱蒸汽中的溶解度大于它在給水中的含量，則它就會(huì)完全被過熱蒸汽溶解并帶入汽輪機(jī)；反之，它就會(huì)部分、甚至幾乎全部沉積在爐管中。因此，根據(jù)正常情況下各種雜質(zhì)在給水中的含量及其在過熱蒸汽中的溶解度可推斷：對(duì)于超臨界機(jī)組來說，爐管中可能存在的沉積物主要是鐵氧化物、鈣鎂化合物和Na2SO4等在過熱蒸汽中溶解度很小鈉化合物，并且它們?cè)诮o水中的含量越高，則沉積量越大；被過熱蒸汽帶入汽輪機(jī)的雜質(zhì)則主要是硅酸化合物、鈉化合物和Fe的氧化物，并且它們?cè)诮o水中的含量越高，則帶入汽輪機(jī)的量越大。31.1雜質(zhì)在鍋爐內(nèi)的沉積特性如果不考慮爐水過飽和引起的雜質(zhì)影響雜質(zhì)沉積過程的因素（1）雜質(zhì)在給水中的含量及其在蒸汽中的溶解度（2）雜質(zhì)在高溫爐水中的溶解度在高溫爐水中，鈣鎂等鹽類的溶解度隨溫度的升高而降低。鍋爐參數(shù)越高，爐水溫度也越高，水中雜質(zhì)就越容易達(dá)到飽和濃度，于是在蒸汽濕分較高的區(qū)域中就開始沉積。對(duì)于氧化鐵等在高溫爐水中的溶解度很小的雜質(zhì)，當(dāng)給水中的含量較高時(shí)，甚至可能在沸點(diǎn)以前(爐膛下輻射區(qū)水冷壁及以前)的爐管中沉積。4影響雜質(zhì)沉積過程的因素4（3）水冷壁管的熱負(fù)荷鍋爐爐膛各部分的熱負(fù)荷不可能是非常均勻的，爐管熱負(fù)荷越高，靠近管壁的爐水蒸發(fā)越劇烈，雜質(zhì)越容易濃縮達(dá)到飽和濃度，進(jìn)而在管壁上沉積。因此，鍋爐參數(shù)越高，爐管中沉積過程開始得越早。此外，某些在給水中含量小于它在過熱蒸汽中溶解度的雜質(zhì)，也能在爐管上沉積。55（4）鍋爐的運(yùn)行工況鍋爐的運(yùn)行工況的變化可使本已沉積在爐管中的鈉鹽又有一部分被蒸汽帶入汽輪機(jī)。在鍋爐水冷壁的流程中，蒸發(fā)區(qū)的位置會(huì)隨水冷壁熱負(fù)荷的降低和升高而前后移動(dòng)。例如，當(dāng)燃燒工況變化使水冷壁的熱負(fù)荷降低時(shí)，蒸發(fā)區(qū)就向前推進(jìn)。此時(shí)，含水量較多的汽水混合物或未飽和的水就進(jìn)入工況變化前蒸汽即將被蒸干和微過熱的管區(qū)，將先前沉積在那里管壁上的鈉鹽溶解下來，帶入工況變化前的過熱管區(qū)。在那里，水分又被蒸干，一部分鈉鹽再次沉積在管壁上，另一部分鈉鹽被蒸汽帶走。當(dāng)燃燒工況恢復(fù)正常后，這部分沉積在過熱區(qū)的鈉鹽會(huì)陸續(xù)被過熱蒸汽溶解帶走。因此，鍋爐經(jīng)過給水長(zhǎng)期不良的運(yùn)行后，在給水改善的初期，還有可能出現(xiàn)蒸汽含鈉量高于給水含鈉量的異常情況。而這個(gè)高出來的鈉，正是給水改善之前沉積在管壁上的鈉鹽——再次被過熱蒸汽溶解帶走。6（4）鍋爐的運(yùn)行工況6雜質(zhì)在鍋爐中的沉積部位鍋爐爐管內(nèi)的沉積物主要是鐵氧化物、鈣鎂化合物和Na2SO4等鈉鹽。這些雜質(zhì)隨給水進(jìn)入鍋爐后，由于水的急劇蒸發(fā)而在尚未汽化的水中迅速濃縮、飽和、析出。鍋爐運(yùn)行參數(shù)越高，爐管中沉積過程開始得越早。超臨界直流鍋爐沉積物主要出現(xiàn)在蒸汽微過熱的管區(qū)。對(duì)于中間再熱式鍋爐，在再熱器中、特別是出口管段可能會(huì)有鐵的氧化物沉積。因?yàn)殍F的氧化物在蒸汽中的溶解度隨蒸汽溫度的升高而降低，而再熱器出口管段的溫度最高。除了再熱蒸汽中鐵的氧化物之外，再熱器本身的腐蝕也會(huì)使再熱器中沉積鐵的氧化物，這可能導(dǎo)致再熱器管過熱而損壞。7雜質(zhì)在鍋爐中的沉積部位7水質(zhì)指標(biāo)除了硬度以及Na、Si、Fe、Cu這五項(xiàng)指標(biāo)之外，為了防止熱力系統(tǒng)腐蝕，使給水中鐵、銅含量符合標(biāo)準(zhǔn)，還應(yīng)按照給水化學(xué)工況的要求，對(duì)給水氫電導(dǎo)率、溶解氧含量、pH值、聯(lián)氨過剩量等各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)作出具體規(guī)定。給水水質(zhì)調(diào)節(jié)處理要求采用適宜的揮發(fā)性藥品處理，以保證機(jī)組在穩(wěn)定工況和變工況運(yùn)行時(shí)都能抑制機(jī)組各個(gè)部位、特別是凝結(jié)水——給水系統(tǒng)的腐蝕，從而使給水中腐蝕產(chǎn)物的含量符合給水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。8水質(zhì)指標(biāo)81.2水化學(xué)工況的基本要求鍋爐的水化學(xué)工況就是指鍋爐給水的處理方式及其所控制的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。水化學(xué)工況應(yīng)能保證鍋爐受熱面管內(nèi)，汽輪機(jī)通流部分、凝結(jié)水——給水系統(tǒng)管壁內(nèi)不產(chǎn)生沉積物，并保證熱力設(shè)備水汽側(cè)不發(fā)生腐蝕。鍋爐水化學(xué)工況的基本要求如下：

91.2水化學(xué)工況的基本要求鍋爐的水化學(xué)工況就是指鍋爐給水(1)盡量減少直流鍋爐內(nèi)的沉積物，延長(zhǎng)清洗間隔時(shí)間。在鍋爐內(nèi)，特別是下輻射區(qū)水冷壁管內(nèi)總是不可避免地會(huì)產(chǎn)生沉積物，主要是氧化鐵的沉積物，為了排除這些沉積物以保證鍋爐安全運(yùn)行，應(yīng)定期進(jìn)行化學(xué)清洗。鍋爐水化學(xué)工況的基本要求之一就是必須使機(jī)組兩次化學(xué)清洗間隔的時(shí)間能與設(shè)備大修的間隔時(shí)間相適應(yīng)。從經(jīng)濟(jì)角度考慮，越是大容量機(jī)組，越是希望延長(zhǎng)設(shè)備大修間隔時(shí)間。10(1)盡量減少直流鍋爐內(nèi)的沉積物，延長(zhǎng)清洗間隔時(shí)間。10(2)盡量減少汽輪機(jī)通流部分的雜質(zhì)沉積物。蒸汽參數(shù)越高，蒸汽溶解雜質(zhì)的能力很大，給水中的鹽類物質(zhì)幾乎全部被蒸汽溶解帶到汽輪機(jī)中去。11(2)盡量減少汽輪機(jī)通流部分的雜質(zhì)沉積物。11第12章水化學(xué)工況1概述2AVT水化學(xué)工況12第12章水化學(xué)工況1概述12鍋爐水汽系統(tǒng)的工作特點(diǎn)要求鍋爐給水水質(zhì)調(diào)節(jié)處理應(yīng)采用適宜的揮發(fā)性藥品，因此，AVT水化學(xué)工況應(yīng)運(yùn)而生。AVT是在對(duì)給水進(jìn)行熱力除氧的同時(shí)，向給水中加入氨和聯(lián)氨，以維持一個(gè)除氧堿性水工況，從而達(dá)到抑制水汽系統(tǒng)金屬腐蝕的目的。由于除氧和聯(lián)氨的加入，給水具有較強(qiáng)的還原性，所以AVT水工況是一種還原性水工況。給水的除氧通常是采用熱力除氧和化學(xué)除氧相結(jié)合的方法，即在給水系統(tǒng)設(shè)置熱力除氧器作為除氧的主要措施，同時(shí)向給水中加入化學(xué)除氧劑N2H4作為除氧的輔助措施。向給水中加氨不僅可中和水中的CO2等酸性物質(zhì)，防止酸性腐蝕，而且可提高給水的pH值，以增強(qiáng)金屬表面鈍化膜在水中的穩(wěn)定性。13鍋爐水汽系統(tǒng)的工作特點(diǎn)要求鍋爐給水水質(zhì)調(diào)節(jié)處理應(yīng)采用適宜的揮2.1給水pH值的調(diào)節(jié)原理給水的pH值調(diào)節(jié)就是往給水中加一定量的堿性物質(zhì)，使給水的pH值保持在適當(dāng)?shù)膲A性范圍內(nèi)，從而將凝結(jié)水一給水系統(tǒng)中鋼和銅合金材料的腐蝕速度控制在較低的范圍，以保證給水中鐵和銅的含量符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。目前火電廠中用來調(diào)節(jié)給水pH值的堿化劑一般都采用氨(NH3)。給水加氨處理的實(shí)質(zhì)就是用氨來中和給水中的游離CO2，同時(shí)將給水的pH值提高到水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的堿性范圍。142.1給水pH值的調(diào)節(jié)原理給水的pH值調(diào)節(jié)就是往給水中加（1）氨的性質(zhì)及其在水汽系統(tǒng)中的理化過程在常溫常壓下，氨是一種有刺激性氣味的無色氣體，極易溶于水，其水溶液稱為氨水。一般商品濃氨水的濃度約為28％，密度為0.91g/cm3。在常溫下加壓，氨很容易液化而變成液氨，液氨的沸點(diǎn)為-33.4℃。由于氨在高溫高壓下不會(huì)分解、易揮發(fā)，因此可以在各種壓力等級(jí)的機(jī)組及各種類型的電廠中使用。給水加氨后，氨在水中電離：NH3·H2ONH4++OH-產(chǎn)生的OH-可以中和游離CO2產(chǎn)生的H2CO3，并使水呈堿性。由于H2CO3二元弱酸，該中和反應(yīng)有以下兩步：NH3·H2O+CO2

NH4HCO3NH3·H2O+NH4HCO3

(NH4)2CO3+H2O15（1）氨的性質(zhì)及其在水汽系統(tǒng)中的理化過程15運(yùn)行過程中，水汽系統(tǒng)中有液相的蒸發(fā)和汽相的凝結(jié)，以及抽汽等過程。氨是一種易揮發(fā)的物質(zhì)，因而氨進(jìn)入鍋爐后會(huì)揮發(fā)進(jìn)入蒸汽，隨蒸汽通過汽輪機(jī)后排入凝汽器。在凝汽器中，富集在空冷區(qū)的氨，一部分會(huì)被抽氣器抽走，還有一部分氨溶入了凝結(jié)水中。當(dāng)凝結(jié)水進(jìn)入除氧器后，氨會(huì)隨除氧器排汽而損失一些，剩余的氨則進(jìn)入給水中繼續(xù)在水汽系統(tǒng)中循環(huán)。AVT運(yùn)行試驗(yàn)表明，氨在凝汽器和除氧器中的損失率約在20％~30％。如果機(jī)組設(shè)置有凝結(jié)水凈化處理系統(tǒng)，則氨將在其中全部被除去。因此，在加氨處理時(shí)，估計(jì)加氨量的多少，要考慮氨在水汽系統(tǒng)中的實(shí)際損失情況。加氨量一般通過加氨量調(diào)整試驗(yàn)來確定。16運(yùn)行過程中，水汽系統(tǒng)中有液相的蒸發(fā)和汽相的凝結(jié)，以及抽汽等過（2）水的pH值對(duì)金屬表面保護(hù)穩(wěn)定性的影響不同溫度下Fe—H2O體系的φ—pH圖從Fe—H2O體系電位—PH圖上可以看出，在除氧條件下，給水的pH=9.0~9.5，鐵的電極電位在-0.5V附近(A點(diǎn))，正處于Fe3O4鈍化區(qū)，所以鋼鐵不會(huì)受到腐蝕.17（2）水的pH值對(duì)金屬表面保護(hù)穩(wěn)定性的影響不同溫度下Fe—H（2）水的pH值對(duì)金屬表面保護(hù)穩(wěn)定性的影響不同溫度下Fe—H2O體系的φ—pH圖若單從減緩鋼材腐蝕來說，給水的pH值高于9.5為好。但在熱力系統(tǒng)中，低壓加熱器及疏水冷卻器、凝汽器都使用了銅合金材料，當(dāng)pH值大于9.5時(shí)，銅的腐蝕隨pH值增大而明顯加快。從銅鐵防腐效果上全面考慮，目前一般將給水的pH值調(diào)節(jié)在9.0～9.5范圍內(nèi)。18（2）水的pH值對(duì)金屬表面保護(hù)穩(wěn)定性的影響不同溫度下Fe—H（3）給水加氨處理存在的問題給水加氨調(diào)節(jié)pH值，防腐效果明顯，但因氨本身的性質(zhì)和熱力系統(tǒng)的特點(diǎn)，存在不足。由于氨的分配系數(shù)較大，所以氨在水汽系統(tǒng)各部位的分布不均勻。氨水的電離平衡受溫度影響很大。NH3·H2ONH4++OH-

K

25℃

=1.8×10-5↘K

270℃

=1.12×10-6T↑→K↓→↓。這樣，給水溫度較低時(shí)，為中和游離CO2和維持必要的pH值所加的氨量，在給水溫度升高后就顯得不夠，不足以維持必要的給水pH值。這是造成高壓加熱器碳鋼管束腐蝕加劇的原因之一，由此還造成高壓加熱器后給水含鐵量增加的不良后果。為了維持高溫給水中較高的pH值，必須增加給水的含氨量，這就可能使水汽中氨濃度過高，造成腐蝕。因此，防止游離CO2腐蝕首先應(yīng)盡量降低給水中的碳酸化合物的含量和防止空氣漏入系統(tǒng)，加氨處理只能作為輔助性的措施。19（3）給水加氨處理存在的問題19聯(lián)氨是還原劑，它可以和水中溶解氧直接反應(yīng)：N2H4+O2→N2十2H2O另外，聯(lián)氨還能將金屬高價(jià)氧化物還原為低價(jià)氧化物，如將Fe2O3還原為Fe3O4，從而促進(jìn)鋼鐵表面上生成Fe3O4保護(hù)膜。2.3聯(lián)氨處理的原理20聯(lián)氨是還原劑，它可以和水中溶解氧直接反應(yīng)：2.3聯(lián)氨處理（1）氨加藥方法因?yàn)榘笔菗]發(fā)性很強(qiáng)的物質(zhì)，不論在水汽系統(tǒng)的那個(gè)部位加入，整個(gè)系統(tǒng)的各個(gè)部位都會(huì)有氨，但在加入部位附近的設(shè)備及管道中水的pH值會(huì)明顯高一些。而經(jīng)過凝汽器和除氧器后，水中的氨含量將會(huì)顯著的降低，通過凝結(jié)水凈化處理（氫型混床）系統(tǒng)時(shí)水中的氨將全部被除去。為抑制凝結(jié)水—給水系統(tǒng)設(shè)備和管道，以及鍋爐水冷壁系統(tǒng)爐管的腐蝕，在軸封加熱器入口管道上設(shè)置加氨點(diǎn)，將給水的pH值調(diào)節(jié)到9.0~9.5，以使系統(tǒng)中鐵和銅含量都符合水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。21（1）氨加藥方法因?yàn)榘笔菗]發(fā)性很強(qiáng)的物質(zhì)，不論在水汽系統(tǒng)的那加氨處理的藥劑可用液態(tài)氨和濃氨水。加藥前，應(yīng)先將其配成0.3％~0.5％的稀溶液。然后，用柱塞加藥泵加入凝結(jié)水凈化裝置的出水母管和除氧器下水管中。加藥過程中，應(yīng)根據(jù)凝結(jié)水和給水pH值手工調(diào)整氨計(jì)量泵的行程，也可根據(jù)凝結(jié)水和給水pH值監(jiān)測(cè)信號(hào)，采用可編程控制器或工控機(jī)通過變頻器控制加藥泵進(jìn)行自動(dòng)加藥。22加氨處理的藥劑可用液態(tài)氨和濃氨水。加藥前，應(yīng)先將其配成0.3（2）聯(lián)氨加藥方法聯(lián)氨加入部位及方法聯(lián)氨一般加在軸封加熱器入口管道。當(dāng)給水中溶解氧量低于10μg/L時(shí)，氧不會(huì)和聯(lián)氨起作用，而優(yōu)良的除氧器調(diào)整在最佳工況下運(yùn)行時(shí)，給水中的溶解氧一般可低于10μg/L。23（2）聯(lián)氨加藥方法聯(lián)氨加入部位及方法23聯(lián)氨的加藥系統(tǒng)。聯(lián)氨處理所用藥劑一般為含40％聯(lián)氨的水合聯(lián)氨溶液，也可能用更稀一些的水合聯(lián)氨溶液，如24％的水合聯(lián)氨。為了避免操作人員接觸濃聯(lián)氨，系統(tǒng)設(shè)有濃聯(lián)氨計(jì)量箱。加藥前先將濃聯(lián)氨通過輸送泵注入該計(jì)量箱進(jìn)行計(jì)量，然后再打開加藥箱進(jìn)口門將濃聯(lián)氨引入加藥箱，并加除鹽水稀釋至一定濃度(如0.1％)，攪拌均勻，然后即可啟動(dòng)加藥泵把聯(lián)氨加入系統(tǒng)。加藥過程中，應(yīng)根據(jù)凝結(jié)水和給水含氧量手工調(diào)整聯(lián)氨計(jì)量泵的行程，也可根據(jù)凝結(jié)水和給水含氧量監(jiān)測(cè)信號(hào)，采用可編程控制器或工控機(jī)通過變頻器控制加藥泵進(jìn)行自動(dòng)加藥，以控制水中含氧量＜7μg/L。24聯(lián)氨的加藥系統(tǒng)。242.5AVT水工況的缺點(diǎn)給水含鐵量較高，且鍋爐內(nèi)下輻射區(qū)局部產(chǎn)生鐵的沉積物多。AVT水工況下，水汽系統(tǒng)中鐵化合物含量變化的特征是：高壓加熱器至鍋爐省煤器入口這部分管道系統(tǒng)中，由于磨損腐蝕和腐蝕，水中含鐵量是上升的；在下輻射區(qū)，由于鐵化合物在受熱面上沉積，水中含鐵量是下降的。在過熱器中，由于汽水腐蝕的結(jié)果，含鐵量會(huì)有所上升。252.5AVT水工況的缺點(diǎn)給水含鐵量較高，且鍋爐內(nèi)下輻射區(qū)TheENDThanksforlisteningAnyquestions…26TheENDThanksforlistening26電廠化學(xué)

華北電力大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院劉忠培訓(xùn)講座27電廠化學(xué)華北電力大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院培訓(xùn)講座1第12章水化學(xué)工況1概述2AVT水化學(xué)工況28第12章水化學(xué)工況1概述21.1雜質(zhì)在鍋爐內(nèi)的沉積特性如果不考慮爐水過飽和引起的雜質(zhì)沉積，某種雜質(zhì)在過熱蒸汽中的溶解度大于它在給水中的含量，則它就會(huì)完全被過熱蒸汽溶解并帶入汽輪機(jī)；反之，它就會(huì)部分、甚至幾乎全部沉積在爐管中。因此，根據(jù)正常情況下各種雜質(zhì)在給水中的含量及其在過熱蒸汽中的溶解度可推斷：對(duì)于超臨界機(jī)組來說，爐管中可能存在的沉積物主要是鐵氧化物、鈣鎂化合物和Na2SO4等在過熱蒸汽中溶解度很小鈉化合物，并且它們?cè)诮o水中的含量越高，則沉積量越大；被過熱蒸汽帶入汽輪機(jī)的雜質(zhì)則主要是硅酸化合物、鈉化合物和Fe的氧化物，并且它們?cè)诮o水中的含量越高，則帶入汽輪機(jī)的量越大。291.1雜質(zhì)在鍋爐內(nèi)的沉積特性如果不考慮爐水過飽和引起的雜質(zhì)影響雜質(zhì)沉積過程的因素（1）雜質(zhì)在給水中的含量及其在蒸汽中的溶解度（2）雜質(zhì)在高溫爐水中的溶解度在高溫爐水中，鈣鎂等鹽類的溶解度隨溫度的升高而降低。鍋爐參數(shù)越高，爐水溫度也越高，水中雜質(zhì)就越容易達(dá)到飽和濃度，于是在蒸汽濕分較高的區(qū)域中就開始沉積。對(duì)于氧化鐵等在高溫爐水中的溶解度很小的雜質(zhì)，當(dāng)給水中的含量較高時(shí)，甚至可能在沸點(diǎn)以前(爐膛下輻射區(qū)水冷壁及以前)的爐管中沉積。30影響雜質(zhì)沉積過程的因素4（3）水冷壁管的熱負(fù)荷鍋爐爐膛各部分的熱負(fù)荷不可能是非常均勻的，爐管熱負(fù)荷越高，靠近管壁的爐水蒸發(fā)越劇烈，雜質(zhì)越容易濃縮達(dá)到飽和濃度，進(jìn)而在管壁上沉積。因此，鍋爐參數(shù)越高，爐管中沉積過程開始得越早。此外，某些在給水中含量小于它在過熱蒸汽中溶解度的雜質(zhì)，也能在爐管上沉積。315（4）鍋爐的運(yùn)行工況鍋爐的運(yùn)行工況的變化可使本已沉積在爐管中的鈉鹽又有一部分被蒸汽帶入汽輪機(jī)。在鍋爐水冷壁的流程中，蒸發(fā)區(qū)的位置會(huì)隨水冷壁熱負(fù)荷的降低和升高而前后移動(dòng)。例如，當(dāng)燃燒工況變化使水冷壁的熱負(fù)荷降低時(shí)，蒸發(fā)區(qū)就向前推進(jìn)。此時(shí)，含水量較多的汽水混合物或未飽和的水就進(jìn)入工況變化前蒸汽即將被蒸干和微過熱的管區(qū)，將先前沉積在那里管壁上的鈉鹽溶解下來，帶入工況變化前的過熱管區(qū)。在那里，水分又被蒸干，一部分鈉鹽再次沉積在管壁上，另一部分鈉鹽被蒸汽帶走。當(dāng)燃燒工況恢復(fù)正常后，這部分沉積在過熱區(qū)的鈉鹽會(huì)陸續(xù)被過熱蒸汽溶解帶走。因此，鍋爐經(jīng)過給水長(zhǎng)期不良的運(yùn)行后，在給水改善的初期，還有可能出現(xiàn)蒸汽含鈉量高于給水含鈉量的異常情況。而這個(gè)高出來的鈉，正是給水改善之前沉積在管壁上的鈉鹽——再次被過熱蒸汽溶解帶走。32（4）鍋爐的運(yùn)行工況6雜質(zhì)在鍋爐中的沉積部位鍋爐爐管內(nèi)的沉積物主要是鐵氧化物、鈣鎂化合物和Na2SO4等鈉鹽。這些雜質(zhì)隨給水進(jìn)入鍋爐后，由于水的急劇蒸發(fā)而在尚未汽化的水中迅速濃縮、飽和、析出。鍋爐運(yùn)行參數(shù)越高，爐管中沉積過程開始得越早。超臨界直流鍋爐沉積物主要出現(xiàn)在蒸汽微過熱的管區(qū)。對(duì)于中間再熱式鍋爐，在再熱器中、特別是出口管段可能會(huì)有鐵的氧化物沉積。因?yàn)殍F的氧化物在蒸汽中的溶解度隨蒸汽溫度的升高而降低，而再熱器出口管段的溫度最高。除了再熱蒸汽中鐵的氧化物之外，再熱器本身的腐蝕也會(huì)使再熱器中沉積鐵的氧化物，這可能導(dǎo)致再熱器管過熱而損壞。33雜質(zhì)在鍋爐中的沉積部位7水質(zhì)指標(biāo)除了硬度以及Na、Si、Fe、Cu這五項(xiàng)指標(biāo)之外，為了防止熱力系統(tǒng)腐蝕，使給水中鐵、銅含量符合標(biāo)準(zhǔn)，還應(yīng)按照給水化學(xué)工況的要求，對(duì)給水氫電導(dǎo)率、溶解氧含量、pH值、聯(lián)氨過剩量等各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)作出具體規(guī)定。給水水質(zhì)調(diào)節(jié)處理要求采用適宜的揮發(fā)性藥品處理，以保證機(jī)組在穩(wěn)定工況和變工況運(yùn)行時(shí)都能抑制機(jī)組各個(gè)部位、特別是凝結(jié)水——給水系統(tǒng)的腐蝕，從而使給水中腐蝕產(chǎn)物的含量符合給水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。34水質(zhì)指標(biāo)81.2水化學(xué)工況的基本要求鍋爐的水化學(xué)工況就是指鍋爐給水的處理方式及其所控制的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。水化學(xué)工況應(yīng)能保證鍋爐受熱面管內(nèi)，汽輪機(jī)通流部分、凝結(jié)水——給水系統(tǒng)管壁內(nèi)不產(chǎn)生沉積物，并保證熱力設(shè)備水汽側(cè)不發(fā)生腐蝕。鍋爐水化學(xué)工況的基本要求如下：

351.2水化學(xué)工況的基本要求鍋爐的水化學(xué)工況就是指鍋爐給水(1)盡量減少直流鍋爐內(nèi)的沉積物，延長(zhǎng)清洗間隔時(shí)間。在鍋爐內(nèi)，特別是下輻射區(qū)水冷壁管內(nèi)總是不可避免地會(huì)產(chǎn)生沉積物，主要是氧化鐵的沉積物，為了排除這些沉積物以保證鍋爐安全運(yùn)行，應(yīng)定期進(jìn)行化學(xué)清洗。鍋爐水化學(xué)工況的基本要求之一就是必須使機(jī)組兩次化學(xué)清洗間隔的時(shí)間能與設(shè)備大修的間隔時(shí)間相適應(yīng)。從經(jīng)濟(jì)角度考慮，越是大容量機(jī)組，越是希望延長(zhǎng)設(shè)備大修間隔時(shí)間。36(1)盡量減少直流鍋爐內(nèi)的沉積物，延長(zhǎng)清洗間隔時(shí)間。10(2)盡量減少汽輪機(jī)通流部分的雜質(zhì)沉積物。蒸汽參數(shù)越高，蒸汽溶解雜質(zhì)的能力很大，給水中的鹽類物質(zhì)幾乎全部被蒸汽溶解帶到汽輪機(jī)中去。37(2)盡量減少汽輪機(jī)通流部分的雜質(zhì)沉積物。11第12章水化學(xué)工況1概述2AVT水化學(xué)工況38第12章水化學(xué)工況1概述12鍋爐水汽系統(tǒng)的工作特點(diǎn)要求鍋爐給水水質(zhì)調(diào)節(jié)處理應(yīng)采用適宜的揮發(fā)性藥品，因此，AVT水化學(xué)工況應(yīng)運(yùn)而生。AVT是在對(duì)給水進(jìn)行熱力除氧的同時(shí)，向給水中加入氨和聯(lián)氨，以維持一個(gè)除氧堿性水工況，從而達(dá)到抑制水汽系統(tǒng)金屬腐蝕的目的。由于除氧和聯(lián)氨的加入，給水具有較強(qiáng)的還原性，所以AVT水工況是一種還原性水工況。給水的除氧通常是采用熱力除氧和化學(xué)除氧相結(jié)合的方法，即在給水系統(tǒng)設(shè)置熱力除氧器作為除氧的主要措施，同時(shí)向給水中加入化學(xué)除氧劑N2H4作為除氧的輔助措施。向給水中加氨不僅可中和水中的CO2等酸性物質(zhì)，防止酸性腐蝕，而且可提高給水的pH值，以增強(qiáng)金屬表面鈍化膜在水中的穩(wěn)定性。39鍋爐水汽系統(tǒng)的工作特點(diǎn)要求鍋爐給水水質(zhì)調(diào)節(jié)處理應(yīng)采用適宜的揮2.1給水pH值的調(diào)節(jié)原理給水的pH值調(diào)節(jié)就是往給水中加一定量的堿性物質(zhì)，使給水的pH值保持在適當(dāng)?shù)膲A性范圍內(nèi)，從而將凝結(jié)水一給水系統(tǒng)中鋼和銅合金材料的腐蝕速度控制在較低的范圍，以保證給水中鐵和銅的含量符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。目前火電廠中用來調(diào)節(jié)給水pH值的堿化劑一般都采用氨(NH3)。給水加氨處理的實(shí)質(zhì)就是用氨來中和給水中的游離CO2，同時(shí)將給水的pH值提高到水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的堿性范圍。402.1給水pH值的調(diào)節(jié)原理給水的pH值調(diào)節(jié)就是往給水中加（1）氨的性質(zhì)及其在水汽系統(tǒng)中的理化過程在常溫常壓下，氨是一種有刺激性氣味的無色氣體，極易溶于水，其水溶液稱為氨水。一般商品濃氨水的濃度約為28％，密度為0.91g/cm3。在常溫下加壓，氨很容易液化而變成液氨，液氨的沸點(diǎn)為-33.4℃。由于氨在高溫高壓下不會(huì)分解、易揮發(fā)，因此可以在各種壓力等級(jí)的機(jī)組及各種類型的電廠中使用。給水加氨后，氨在水中電離：NH3·H2ONH4++OH-產(chǎn)生的OH-可以中和游離CO2產(chǎn)生的H2CO3，并使水呈堿性。由于H2CO3二元弱酸，該中和反應(yīng)有以下兩步：NH3·H2O+CO2

NH4HCO3NH3·H2O+NH4HCO3

(NH4)2CO3+H2O41（1）氨的性質(zhì)及其在水汽系統(tǒng)中的理化過程15運(yùn)行過程中，水汽系統(tǒng)中有液相的蒸發(fā)和汽相的凝結(jié)，以及抽汽等過程。氨是一種易揮發(fā)的物質(zhì)，因而氨進(jìn)入鍋爐后會(huì)揮發(fā)進(jìn)入蒸汽，隨蒸汽通過汽輪機(jī)后排入凝汽器。在凝汽器中，富集在空冷區(qū)的氨，一部分會(huì)被抽氣器抽走，還有一部分氨溶入了凝結(jié)水中。當(dāng)凝結(jié)水進(jìn)入除氧器后，氨會(huì)隨除氧器排汽而損失一些，剩余的氨則進(jìn)入給水中繼續(xù)在水汽系統(tǒng)中循環(huán)。AVT運(yùn)行試驗(yàn)表明，氨在凝汽器和除氧器中的損失率約在20％~30％。如果機(jī)組設(shè)置有凝結(jié)水凈化處理系統(tǒng)，則氨將在其中全部被除去。因此，在加氨處理時(shí)，估計(jì)加氨量的多少，要考慮氨在水汽系統(tǒng)中的實(shí)際損失情況。加氨量一般通過加氨量調(diào)整試驗(yàn)來確定。42運(yùn)行過程中，水汽系統(tǒng)中有液相的蒸發(fā)和汽相的凝結(jié)，以及抽汽等過（2）水的pH值對(duì)金屬表面保護(hù)穩(wěn)定性的影響不同溫度下Fe—H2O體系的φ—pH圖從Fe—H2O體系電位—PH圖上可以看出，在除氧條件下，給水的pH=9.0~9.5，鐵的電極電位在-0.5V附近(A點(diǎn))，正處于Fe3O4鈍化區(qū)，所以鋼鐵不會(huì)受到腐蝕.43（2）水的pH值對(duì)金屬表面保護(hù)穩(wěn)定性的影響不同溫度下Fe—H（2）水的pH值對(duì)金屬表面保護(hù)穩(wěn)定性的影響不同溫度下Fe—H2O體系的φ—pH圖若單從減緩鋼材腐蝕來說，給水的pH值高于9.5為好。但在熱力系統(tǒng)中，低壓加熱器及疏水冷卻器、凝汽器都使用了銅合金材料，當(dāng)pH值大于9.5時(shí)，銅的腐蝕隨pH值增大而明顯加快。從銅鐵防腐效果上全面考慮，目前一般將給水的pH值調(diào)節(jié)在9.0～9.5范圍內(nèi)。44（2）水的pH值對(duì)金屬表面保護(hù)穩(wěn)定性的影響不同溫度下Fe—H（3）給水加氨處理存在的問題給水加氨調(diào)節(jié)pH值，防腐效果明顯，但因氨本身的性質(zhì)和熱力系統(tǒng)的特點(diǎn)，存在不足。由于氨的分配系數(shù)較大，所以氨在水汽系統(tǒng)各部位的分布不均勻。氨水的電離平衡受溫度影響很大。NH3·H2ONH4++OH-

K

25℃

=1.8×10-5↘K

270℃

=1.12×10-6T↑→K↓→↓。這樣，給水溫度較低時(shí)，為中和游離CO2和維持必要的pH值所加的氨量，在給水溫度升高后就顯得不夠，不足以維持必要的給水pH值。這是造成高壓加熱器碳鋼管束腐蝕加劇的原因之一，由此還造成高壓加熱器后給水含鐵量增加的不良后果。為了維持高溫給水中較高的pH值，必須增加給水的含氨量，這就可能使水汽中氨濃度過高，造成腐蝕。因此，防止游離CO2腐蝕首先應(yīng)盡量降低給水中的碳酸化合物的含量和防止空氣漏入系統(tǒng)，加氨處理只能作為輔助性的措施。45（3）給水加氨處理存在的問題19聯(lián)氨是還原劑，它可以和水中溶解氧直接反應(yīng)：N2H4+O2→N2十2H2O另外，聯(lián)氨還能將金屬高價(jià)氧化物還原為低價(jià)氧化物，如將Fe2O3還原為Fe3O4，從而促進(jìn)鋼鐵表面上生成Fe3O4保護(hù)膜。2.3聯(lián)氨處理的原理46聯(lián)氨是還原劑，它可以和水中溶解氧直接反應(yīng)：2.3聯(lián)氨處理（1）氨加藥方