炉内水汽品质监督

炉内水汽品质监督

武登峰

一、电厂化学监督的任务

电厂化学监督的任务是保证水汽品质合格，防止锅炉水汽系统发生结垢、积盐和腐蚀。

二、火电机组热力系统简介

锅炉、汽轮机与过热器、再热器、凝汽器、高低压加热器和除氧器等主要辅助设备构成了火电机组的热力系统。

锅炉给水系统是指凝汽器出口至省煤器入口的水系统。有时为了叙述方便，而将凝汽器出口至除氧器出口称之为凝结水系统，或低压给水系统；将除氧器出口至省煤器入口称之为给水系统，或高压给水系统。给水是由汽机凝结水、化学补给水和各种疏水组成的。化学补给水补入凝汽器，与凝结水混合并在凝汽器内经除氧后进入给水系统。我厂给水系统的加热装置由三台高压加热器、四台低压加热器和除氧器组成。除氧器采用喷雾—填料式。

三、我厂机组部分热力设备的金属材料

1、#1、2机组低压加热器热交换管采用合金钢管，称为“全铁”给水系统，或无铜系统（给水水质PH 控制在9.0～9.5）； #3、4机组低压加热器热交换管主要采用黄铜，称为有铜系统（给水水质PH 控制在8.8～9.3）。

2、#1、2机组凝汽器冷凝管采用锡黄铜管，型号：HSn70-1A(含铜70%、锌29%、锡1%的锡黄铜），凝汽器空抽区采用B30（表示含镍30%、铜70%的铜镍合金，简称白铜）。白铜耐腐蚀性能很强，耐氨蚀性能明显优于黄铜，安装在凝汽器空抽区，可防止凝汽器管汽侧的氨腐蚀。 #

3、4机组凝汽器管材采用不锈钢。

四、炉管内水垢的形成及其危害

1、炉管内沉积的形成

带入炉水中的各种杂质，除了一部分随蒸汽带走外，一部分由排污排出，其余的则会在炉管内形成沉积物。

对于我厂来讲，由于补给水处理采用RO及凝结水处理的采用，给水中钙镁盐类极微，所以炉管内形成钙镁垢的可能性已很少，给水中杂质大多是钠化合物及金属腐蚀产物铜及铁，有时还有硅，所以炉管内形成的沉积物最常见的是氧化铁垢和铜垢。

1.1氧化铁垢

氧化铁垢的主要化学组分是磁性Fe3O4，因为它最稳定。其他形式的氧化铁（Fe2O3）都会转化为Fe3O4。垢的外观为咖啡色，内层为黑色或灰色。氧化铁垢的生成部位，主要是在一些高参数大容量锅炉热负荷比较高的管壁上，在向火侧及焊口部位尤为严重。易发生氧化铁垢的部位是：喷燃器附近的炉管及燃烧带上下部的炉管管壁上。

在锅炉管壁上形成氧化铁垢主要与炉水中铁的氧化物含量及锅炉的热负荷有关。热负荷越大，给水含铁量越高，氧化铁垢的形成速度越快。炉水中的铁氧化物有的是随锅炉补给水带入锅内的，有的是运行中或停炉期间因腐蚀作用产生的。

防止氧化铁垢的途径：一是尽量减少锅炉给水中的含铁量，减小运行或停用期间的腐蚀；二是避免锅炉超负荷运行和改善锅炉运行工况，控制锅炉管壁上的热负荷在允许范围内。

1.2 铜垢

当热力设备的含铜部件（如高、低压加热器）遭受腐蚀时，铜的腐蚀产物便随给水带入锅炉内部，形成铜垢。铜垢的生成与给水中的含铜量及锅炉的热负荷有关。热负荷越大，给水含铜量越高，铜垢的形成速度越快。

防止铜垢的途径：一是尽量减少锅炉给水中的含铜量（做好给水处理以减缓系统中铜件的腐蚀速度，另外减少或取消热力系统中铜的设备及部件）；严禁锅炉超负荷运行。

1.3、硅酸盐水垢

硅酸盐水垢的化学组分比较复杂，大部分是铁、铝的硅酸盐。在锅炉补给水中，铁、铝的化合物和硅

的化合物含量偏高、凝汽器泄露冷却水及锅炉受热面上热负荷过高等因素是生成硅酸盐水垢的主要原因。硅酸盐水垢很难用酸洗的方法去除，所以在受热面上一旦生成硅酸盐水垢，将会给热力设备的安全运行带来不良影响。

2、炉管内产生沉积物的危害

a、降低传热系数，增加热损失，增大煤耗，降低锅炉热效率。

b、引起锅炉水冷壁过热，导致水冷壁管鼓包及爆管。

c、还可导致金属发生沉积物下腐蚀。

锅炉水中水渣过多，一方面会影响蒸汽品质，另一方面可能堵塞管路。在热负荷高的情况下，水渣也可转化为水垢。水垢和水渣对热力设备运行都是不利的，必须严格控制炉水水质和热负荷。

五、汽包锅炉的炉水水质调节

汽包锅炉的炉水水质调节，就是通过向锅炉水中投加某种化学药剂，使结垢物质呈水渣析出，或呈溶解、分散状态，通过排污排出炉外的一种防垢方法

1、磷酸盐处理

1.1、原理

1.1.1防止钙镁水垢

在锅炉水呈沸腾状态和PH=9-10的条件下，加入一定数量的磷酸盐后，炉水中的钙离子与磷酸根离子反应生成碱式磷酸钙，溶度积很小，呈松散的水渣状态，可通过锅炉排污排出炉外。当锅炉水中保持有一定量的过剩磷酸盐时，可使炉水中的钙离子浓度降的很低，从而达到防止钙盐（硫酸钙、硅酸钙）的目的。

1.1.2防止锅炉金属腐蚀磷酸盐可在锅炉管壁表面上生成磷酸盐保护膜，防止金属腐蚀。

1.2、磷酸盐的加入量

锅炉水中的磷酸根含量不宜过低或过高，过低起不到上述防垢作用，过高会增加炉水含盐量，影响蒸汽品质，在负荷波动工况下容易发生“暂时消失”现象，破坏炉管表面氧化膜，腐蚀炉管，而且有可能生成磷酸镁、磷酸铁水垢。

2、协调PH——磷酸盐处理

2.1、协调PH——磷酸盐处理是上述传统磷酸盐处理工艺的进一步发展和完善，它不仅可以防止钙盐水垢和防止水冷壁管碱性腐蚀，而且还可避免锅炉水PH偏低所造成的危害，是一种有效的炉水水质调节方法。

2.2、协调PH——磷酸盐处理主要存在问题

2.2.1一是产生酸性磷酸盐腐蚀。国外测试研究表明，发生酸性磷酸盐腐蚀的直接原因是因为加入Na2HPO4。

2.2.2二是发生磷酸盐“暂时消失”现象。在机组负荷剧烈波动的情况下，采用磷酸盐处理的炉水会发生盐类暂时消失现象，即当负荷剧烈增加时，炉水磷酸盐含量大幅度降低,甚至测不出PH明显升高；工况相反，会出现暂时消失的盐类回溶，炉水磷酸盐含量很快增加，炉水PH大幅度降低。

3、低磷酸盐处理

目前，高参数汽包锅炉大都以优质的除盐水作为锅炉补给水，进入炉内的钙离子、镁离子、硅酸根离子等结垢离子的量已经非常少，从而使钙离子转化为碱式磷酸钙水渣所需要的磷酸根离子也非常小。另外，炉水中的磷酸盐含量降低，有利于减少锅炉管壁上产生磷酸盐“暂时消失”现象。所以目前许多火电厂开始采用低磷酸盐处理。

我厂机组适合采用低磷酸盐处理,炉水磷酸根控制在0.5-2mg/L,为维持炉水的PH，还要辅以NaOH处理。

注意事项如下：

3.1、配制合适的磷酸盐加药浓度。

采用协调磷酸盐处理工艺时，配制的浓度一般为50g/L,现在配制的浓度控制在10g/L。

3.2、连续均匀地进行加药处理。