火力发电厂中给水加氧的原理
火电高、低压
低压加热器的作用是利用在汽轮机内做过部分功的蒸气,抽至加热器内加热给水,提高水的温度,减少了汽轮机排往凝汽器中的蒸汽量,降低了能源损失,提高了热力系统的循环效率。
结构是较多的采用直立管板式加热器。
加热器的受热面一般是用黄铜管或无缝钢管构成的直管束或U形管束组成的。
被加热的水从上部进水管进入分隔开的水室一侧,再流入U形管束中,U形管在加热器的蒸气空间,吸收加热蒸气的热量,由管壁传递给管内流动的水,被加热的水经过加热器出口水室流出。
低压加热器的作用是利用在汽轮机内做过部分功的蒸气,抽至加热器内加热给水,提高水的温度,减少了汽轮机排往凝汽器中的蒸汽量,降低了能源损失,提高了热力系统的循环效率。
结构是较多的采用直立管板式加热器。
加热器的受热面一般是用黄铜管或无缝钢管构成的直管束或U形管束组成的。
被加热的水从上部进水管进入分隔开的水室一侧,再流入U形管束中,U形管在加热器的蒸气空间,吸收加热蒸气的热量,由管壁传递给管内流动的水,被加热的水经过加热器出口水室流出。
高压加热器简称高加,是接在高压给水泵之后的加热给水的混合式加热器,用来提高给水温度,提高经济效益的。
低压加热器是接在轴封加热器之后的,用来加热上高压除氧器的凝结水的,也是提高凝结水温度,提高经济效益的。
高加和低加的工作方式是基本相似的,加热器里面布满了小细管,管内走锅炉给水和凝结水,管外来的是从汽轮机抽出的各段抽汽,经过换热,分别提高给水和凝结水的温度,抽汽被凝结成水,变成疏水,高压加热器的疏水一般去高压除氧器,低压加热器的疏水一般通过疏水泵打到凝汽器。
这就是简单的工作流程,要想弄明白,还得深入学习。
一般厂高加有两台,低加有三台,三台低加的内部压力依次减小。
希望对你有帮助。
你要先弄清楚除氧器的作用!除氧器的主要作用是除去锅炉给水中的氧气和其它不凝结气体,以保证给水的品质。
若水中溶解氧气,就会使与水接触的金属被腐蚀,同时在热交换器中若有气体聚积,将使传热的热阻增加,降低设备的传热效果。
火力发电厂工作原理
火力发电厂工作原理火力发电厂是利用燃烧煤炭、石油或天然气等燃料来产生蒸汽驱动汽轮机发电的设施。
其工作原理主要包括燃料燃烧、蒸汽发生、汽轮机运转和发电四个基本过程。
首先,火力发电厂的工作原理是基于燃料燃烧的。
燃料在燃烧室内燃烧,放出大量的热能。
这些热能被用来加热水,将水加热成蒸汽。
燃料的燃烧产生的高温烟气通过锅炉中的管道,将管道内的水加热蒸发,形成高温高压的蒸汽。
其次,蒸汽发生后,蒸汽会被输送至汽轮机。
汽轮机是火力发电厂的核心设备,它利用高温高压的蒸汽来驱动转子转动,进而带动发电机旋转。
在汽轮机内,蒸汽的压力能量被转化为机械能,推动汽轮机的转子高速旋转。
随后,汽轮机的运转会带动发电机旋转。
发电机内的转子在汽轮机的带动下旋转,通过电磁感应产生电流,最终输出电能。
这样,通过蒸汽的能量转化,电能得以产生。
最后,发电机产生的电能通过变压器升压后送入输电网,供应给用户使用。
这样,火力发电厂完成了从燃料燃烧到电能输出的整个工作过程。
总的来说,火力发电厂的工作原理是通过燃料燃烧产生高温高压的蒸汽,再利用蒸汽驱动汽轮机旋转,最终带动发电机产生电能。
这一过程中,燃料的选择、锅炉的设计、汽轮机的选型等都会影响发电效率和环保性能。
因此,火力发电厂的工作原理不仅是一个能量转化的过程,更是一个综合能源、热力、机械等多学科知识的综合应用。
总结一下,火力发电厂的工作原理是一个高效的能量转化过程,通过燃料燃烧产生蒸汽,再利用蒸汽驱动汽轮机发电。
这一过程中,各个环节的协调配合至关重要,也是火力发电厂稳定运行的关键。
希望通过本文的介绍,读者能对火力发电厂的工作原理有一个更加清晰的认识。
火力发电工作原理及主要设备介绍
火力发电工作原理及主要设备介绍-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN火力发电工作原理及主要设备介绍火力发电一般是指利用石油、煤炭和天然气等燃料燃烧时产生的热能来加热水,使水变成高温、高压水蒸气,然后再由水蒸气推动发电机来发电的方式的总称。
以煤、石油或天然气作为燃料的发电厂统称为火电厂。
火力发电站的主要设备系统包括:燃料供给系统、给水系统、蒸汽系统、冷却系统、电气系统及其他一些辅助处理设备。
火力发电系统主要由燃烧系统(以锅炉为核心)、汽水系统(主要由各类泵、给水加热器、凝汽器、管道、水冷壁等组成)、电气系统(以汽轮发电机、主变压器等为主)、控制系统等组成。
前二者产生高温高压蒸汽;电气系统实现由热能、机械能到电能的转变;控制系统保证各系统安全、合理、经济运行。
火力发电的重要问题是提高热效率,办法是提高锅炉的参数(蒸汽的压强和温度)。
90年代,世界最好的火电厂能把40%左右的热能转换为电能;大型供热电厂的热能利用率也只能达到60%~70%。
此外,火力发电大量燃煤、燃油,造成环境污染,也成为日益引人关注的问题。
热电厂为火力发电厂,采用煤炭作为一次能源,利用皮带传送技术,向锅炉输送经处理过的煤粉,煤粉燃烧加热锅炉使锅炉中的水变为水蒸汽,经一次加热之后,水蒸汽进入高压缸。
为了提高热效率,应对水蒸汽进行二次加热,水蒸汽进入中压缸。
通过利用中压缸的蒸汽去推动汽轮发电机发电。
从中压缸引出进入对称的低压缸。
已经作过功的蒸汽一部分从中间段抽出供给炼油、化肥等兄弟企业,其余部分流经凝汽器水冷,成为40度左右的饱和水作为再利用水。
40度左右的饱和水经过凝结水泵,经过低压加热器到除氧器中,此时为160度左右的饱和水,经过除氧器除氧,利用给水泵送入高压加热器中,其中高压加热器利用再加热蒸汽作为加热燃料,最后流入锅炉进行再次利用。
以上就是一次生产流程。
火力发电厂的基本生产过程火力发电厂的主要生产系统包括汽水系统、燃烧系统和电气系统,现分述如下:(一)汽水系统:火力发电厂的汽水系统是由锅炉、汽轮机、凝汽器、高低压加热器、凝结水泵和给水泵等组成,他包括汽水循环、化学水处理和冷却系统等。
浅谈海丰电厂加氧装置的调试、运行与维护
浅谈海丰电厂加氧装置的调试、运行与维护吕彬【摘要】锅炉给水加氧是目前解决超(超)临界锅炉受热面结垢和汽轮机通流部件沉积、腐蚀的先进处理工艺,也是大型火力发电机组实现节能降耗的有效措施之一。
根据国内外有关电厂的运行经验,给水采用加氧处理可以解决直流锅炉给水含铁量较高、水冷壁管结垢速率偏大、锅炉压差上升过快以及精处理混床运行周期短等多方面问题。
海丰电厂1号、2号机组分别于2015年7月、4月完成加氧调试。
加氧后省煤器入口给水铁含量降低至1.0μg/L以下,下降70%以上;给水中氨的加入量减少了约50%,凝结水精处理混床氢型运行周期制水量延长一倍,树脂再生自用水量、再生酸碱用量以及废液排放量相应减少,有利于环境保护。
【期刊名称】《低碳世界》【年(卷),期】2016(000)014【总页数】2页(P24-25)【关键词】超超临界机组;给水;全挥发处理;调试;运行控制;维护【作者】吕彬【作者单位】华润电力海丰有限公司,广东省汕尾516600【正文语种】中文【中图分类】TM774给水采用传统还原性全挥发处理AVT(R)时,超(超)临界机组普遍存在的问题是给水系统、疏水系统的流动加速腐蚀(FAC)。
给水加氧处理主要目的是:抑制炉前给水系统的流动加速腐蚀,降低给水腐蚀产物含量,避免因给水携带大量腐蚀产物迁移至下游设备并沉积、结垢而产生的次生危害。
在给水传统 AVT(R)工况下,超(超)临界机组因给水系统流动加速腐蚀所带来的一系列危害主要体现在:(1)给水系统FAC腐蚀较严重,腐蚀产物含量高,氧化铁沉积造成锅炉受热面结垢速率普遍偏高,影响机组换热效率,锅炉酸洗周期短。
(2)结垢造成锅炉压差上升过快,给水泵动力消耗增加,这也是目前超临界直流锅炉运行的普遍性问题,严重影响了大机组运行的经济性。
(3)氧化铁沉积容易造成某些机组节流孔、高加疏水调阀及减温水调阀等堵塞问题,影响机组正常运行。
部分机组汽轮机叶片氧化铁沉积,造成汽轮机效率的下降。
加氧处理原理和标准
1.4 锅炉给水的处理方式随着机组参数和给水水质的提高,给水处理工艺也在不断发展和完善,目前有三种处理方式,即还原性全挥发处理、弱氧化性全挥发处理和加氧处理。
1)还原性全挥发处理是指锅炉给水加氨和还原剂(又称除氧剂,如联氨) 的处理,英文为all- volatile treatment(reduction),简称AVT(R)。
2)弱氧化性全挥发处理是指锅炉给水只加氨的处理,英文为all- volatile treatment(oxidation) ,简称[AVT(O)] 。
3)加氧处理是指锅炉给水加氧的处理,英文为oxygenated treatment,简称OT。
目前A VT(R) 、A VT(O) 和OT这三种给水处理名称以及水质标准已经列入中华人民共和国电力行业标准DL/T 805.4-2004中。
可根据机组的材料特性、炉型及给水的纯度选择不同的给水处理方式。
2 AVT(R)、AVT(O) 和OT的原理2.1 抑制一般性腐蚀图7-1不同温度下铁—水体系电位—pH平衡图从图7-1可以看出,要保护铁在水溶液中不受腐蚀,就要把水溶液中铁的形态由腐蚀区移到稳定区或钝化区。
可以采取以下三种方法达到此目的:(1) 还原法:通过热力除氧并加除氧剂进行化学辅助除氧的方法以降低水的氧化还原电位(ORP) ,使铁的电极电位接近于稳定区,即A VT(R)方式。
(2) 氧化法:通过加氧气(或其他氧化剂) 的方法提高水的ORP,使铁的电极电位处于α-Fe2O3的钝化区,即OT方式。
(3) 弱氧化法:只通过热力除氧(即保证除氧器运行正常)但不再加除氧剂进行化学辅助除氧,使铁的电极电位处于α-Fe2O3和Fe3O4的混合区,即A VT(O)方式。
注:水的氧化还原电位(ORP) 与铁的电极电位是两个不同的概念。
ORP通常是指以银-氯化银电极为参比电极,铂电极为测量电极,在密闭流动的水中所测出的电极电位。
在25℃时该参比电极的电极电位相对标准氢电极为+208mV。
西安热工院给水加氧调试(加氧技术)讲解
高加疏水调门结垢堵塞 给水泵滤网结垢堵塞
TPRI
流动加速腐蚀带来的危害
结垢造成锅炉压差上升、受热面换热效率下降,制约发电 机组运行的经济性 。(受表面形态、垢量大小、垢样成份的 影响)
腐蚀产物四氧化三铁进入水冷壁沉积后会形成波纹状垢或晶粒粗 大、疏松垢层,对管壁金属温度和压力降产生显著影响。
TPRI
TPRI
5、超临界机组常见循环水化学问题(1)
热力系统系统普遍存在流动加速腐蚀(FAC)问题, 严重时可造成设备腐蚀减薄最终导致泄漏事故。
流动加速腐蚀FAC:是指高速流动纯水中,金属氧化膜
发生溶解而产生的腐蚀现象;与流体形态(湍流)、流速、
材质和介质条件(温度、pH、溶解氧) 等有关。
给水采用传统还原性全挥发处理(AVT(R)工况)时,炉
TPRI
汽轮机沉积与腐蚀的原因
1)水汽纯度差是导致汽轮机沉积、腐蚀的根本原因。
AVT工况下,pH值控制较高,精处理混床出水杂质(氯 离子和钠离子)的平衡泄漏量也较高。
凝结水精处理铵型运行漏氯离子和钠离子。
凝汽器泄漏(海水),而没有严格控制精处理运行出水水 质。
2) 超临界参数过热蒸汽对盐类的携带能力强(特别是 氯化钠、硅等),给水中微量盐类进入锅炉后,都 会被过热蒸汽溶解携带进入汽轮机,蒸汽做功后, 压力降低其溶解盐类则沉积在汽轮机中、低压缸, 尤其是低压缸相变区。汽轮机停机后,湿份进入形 成氯化钠溶液引起叶片腐蚀。
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3、锅炉补给水控制
锅炉补给水—补充机组正常运行时的水汽损失(如取样、 排污等)。
补给水控制指标,是指原水经补给水系统处理后出水应控 制的指标,主要为二氧化硅及电导率两项。严格控制这两 项水质指标,对保证电厂整个水汽循环系统的水汽品质, 减少锅炉及汽轮机的结垢、积盐与腐蚀有着直接的影响。
直流锅炉给水加氧处理导则
—I CS火电厂汽水化学导则 第一部分:直流锅炉给水加氧处理导则Guideline for Cycle Chemistry in Fossil PlantsVolume 1Guideline for Feed-water Oxygenated Treatment of Once-through Boiler(报批稿)(本稿完成日期:本稿完成日期:2001年12月)中华人民共和国经济贸易委员会 发布DLDL/T ××××—××××目次前言................................................................................. II1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 总则 (1)3.1 给水加氧处理的原理 (1)3.2 给水加氧处理的条件 (1)4 加氧系统 (1)4.1 加氧系统示意图 (1)4.2 氧的储存设备 (2)4.3 氧气管线系统 (2)4.4 加氧点 (2)4.5 给水的加氨系统 (2)5 给水加氧处理的实施 (2)5.1 给水加氧处理运行与监督 (2)5.2 机组启动时的水质处理 (3)5.3 除氧器和高低压加热器的运行方式 (3)5.4 水质异常时的处理原则 (3)5.5 机组的停运和保护措施 (3)6 锅炉给水处理的转换 (3)6.1 必要条件 (3)6.2 转换前的准备工作 (4)6.3 实施转换 (4)IDL/T ××××—××××II前言《直流锅炉给水加氧处理导则》是火电厂汽水化学导则的第一部分,《锅炉炉水磷酸盐处理导则》是火电厂汽水化学导则的第二部分、《锅炉炉水氢氧化钠处理导则》是火电厂汽水化学导则的第三部分和《锅炉给水处理导则》是火电厂汽水化学导则的第四部分。
给水加氧处理技术在火电厂中的应用
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原 来 的给 水 联合 处 理 逐渐 由更合 理 的名称 一 给 水 加 氧处 理 O T 采 用 加 氧处 理 取得 的效果 表 明 , 水加 氧 处理 除 了有 减 少 给 ( xgnt r tet 所 代 替 。我 国 在 《 流锅 炉 给水 加 氧 O yea dTe m n ) e a 直 处 理导 则 》行业 标准 中将 已在 电厂普 遍采 用 的给 水加 氨 、加 氧 给水 系统 铁 的溶 出率 ,降低 锅炉 水冷 壁 管结 垢速 率 ,延 长酸 洗 周 期 的效 果 以外 ,还 有减 少 给水 泵 的动 力消 耗 ,增 加水 冷壁 的 处 理称 为给水 加氧 处理 ,简 称 0 。 ” 传 热效 率 等作 用 。 1给水 加氧处 理 的原理 及 目的 .
墓 业 研 究
给 . T 蠡 处理 技 市 在 火 电 厂 【 硇 应 用 7J .O 1 ( l 】
赵 鑫 /广 东粤电集 团韶关发 电厂
[ 摘 要 ]介 绍加氧处理的发展及其在我 国汽包 炉上 的应用 。我国汽包炉使用加氧处理 的应用经验表 明 ,与全挥发处理 ( T 相比 A ) V 加氧处理具有降低受热面上的结垢速率 、延长锅炉酸洗周期 , 减缓炉前 系统 的腐蚀 , 延长凝结水精处理 的制水周 期等优 点。 [关键词 ]加氧处理 给水 处理 汽包炉 停加联 氨
21 . 4国外研 究结 果 . 在 美 国 、南非 、澳 大利 亚 、爱 尔 兰 以及德 国 ,均 有采 用 汽 加 氧处 理 工 况 下 , 中溶 解 氧 促 使 二 价 铁 氧化 为 三 价 铁 , 水 包 炉给 水加 氧 处理 技术 ,据 介 绍其 效果 均 非常 好 。 国外 的研究 因 此 , 铁 / 水 系 统 中 , 的 去极 化 作 用 直 接 导 致金 属 表 面 在 纯 氧 成 果 表 明 ,给 水 采 用 加 氧处 理 是 防 止 系 统 发 生 F C腐 蚀 ,减 A 生成 四 氧化 三铁 和 三氧 化二 铁 的双 层 氧化膜 , 而 完全 中止 了 从
化学加氧
给水加氧给水加氧处理是20世纪70年代发展起来的锅炉给水处理技术,它与给水除氧截然相反,是在高纯度的锅炉给水中加入适量的氧化剂(通常为气态氧),同时加入微量的氨进行给水水质调节,这样可以进一步减少机组水、汽和热量损失,降低热力系统的结垢、腐蚀和积盐速率,提高机组整体运行的经济性和安全性,延长凝结水精处理混床的运行周期,降低系统的含铁量,全面提高化学监督管理水平。
1.给水加氧原理给水加氧处理(简称为OT)是指从凝结水精处理混床出口和除氧器出口加入氧气、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,一层是紧贴碳钢表面的磁性氧化铁(Fe3O4),表面一层是以Fe2O3为主的阻挡层。
在高温流动的水中致密Fe2O3溶解度很低,起到防止碳钢腐蚀的作用。
金属表面氧化膜层要能起保护作用,必须具备下面两个条件:一是氧化物层必须是难溶的、无裂缝和无孔的,金属氧化成氧化物的速度,即金属的溶出速度要小,不至于因此影响到机组的使用寿命;二是若因运行中的机械或化学原因,损坏了氧化膜层,则必须有修复这些损坏部位膜的条件和能力。
1铁氧化膜的形成机理给水全挥发性处理时,在纯水中与水接触的金属表面覆盖的铁氧化物层主要是Fe3O4。
在Fe3O4层形成过程中,由金属表面逐步向金属内部氧化生成了比较致密的内伸Fe3O4薄层,Fe3O4层从钢的原始表面向内部深入。
铁素体转化为Fe3O4的内伸转变是在维持晶粒形状和晶粒定位的情况下完成的。
Fe3O4层呈微孔状(1%~15%孔隙率),沟槽将孔连接起来,从而使介质瞬时进入到钢表面,同时有一部分二价铁离子从铁素体颗粒中扩散进入液相,生成多孔的、附着性较差的Fe3O4颗粒,沉积在较致密的Fe3O4内伸层上,形成传热性较差的外延层,该膜在高温纯水中具有一定的溶解性。
OT工况时,由于不断向金属表面均匀供氧,金属表面仍保持一层Fe3O4内伸层,而由Fe3O4微孔通道中扩散出来进入水相的二价铁离子被氧化,生成Fe2O3的水合物,沉积在外延生成Fe2O3保护层,从而使金属表面形成致密的"双层保护薄"。
给水加氧处理技术
给水加氧处理技术一、给水加氧的目的1、改变给水处理方式,降低锅炉给水的含铁量,从而降低锅炉水冷壁管氧化铁的沉积速度。
2、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水流加速腐蚀(FAC).3、延长锅炉的清洗周期,减少锅炉的清洗次数二、给水加氧的原理在流动的高纯水中添加适量氧,使金属表面发生极化或使金属的电位达到钝化电位。
氧分子在腐蚀电池中的阴极反应中接受电子还原成为OH-,在水作为氧化剂的能量不能使Fe2+转化为Fe3+时,氧分子提供了Fe2+转化为Fe3+所需的能量,促进了相界反应速度,加快了氢氧化亚铁的缩合过程。
在给水加氧方式下,由于不断向金属表面均匀地供氧,在钢表面生成了致密稳定的“双层保护膜” 。
热力系统中氧的电化学作用还表现在当热力系统金属表面氧化膜的破裂时,氧在氧化膜表面参与阴极反应还原,将氧化膜破损处的Fe2+氧化为Fe3+,使氧化膜破损处得到修复。
三、给水加氧处理的应用条件1、给水氢电导率应小于0.15µs/cm。
2、凝结水系统应配置全流量精处理设备。
3、除凝汽器冷凝管外水汽循环系统各设备均应为钢制元件。
4、对于水汽系统有铜加热器管的机组,应通过专门试验,确定在加氧后不会增加水汽系统的含铜量铜,才能采用给水加氧处理工艺。
5、锅炉水冷壁管内的结垢量达到200g/m2~300g/m2时,在给水采用加氧处理前宜进行化学清洗。
(机组的停运和保护措施机组在停运前1~2小时,停止加氧,并提高加氨量,使给水pH值大于9.0,同时打开除氧器排汽门,提供辅助除氧。
停运时锅炉可按照DL/TL956-2005有关规定采用带压放水、余热烘干或提高pH值的湿法保护等措施。
)四、锅炉给水为何要除氧?水与空气混合接触时,就会有一部分气体溶解到水中,锅炉给水内也溶解有一定的气体。
溶解气体中危害最大的是氧气,它会对热力设备造成氧化腐蚀,严重影响安全运行,纯在与热交换设备中的气体还会妨碍传热,降低热传效果。
给水自动加氧装置在阳城电厂的应用
给水自动加氧装置在阳城电厂的应用作者:王治华来源:《中国科技纵横》2017年第14期摘要:阳城电厂#4机组给水处理原采用全挥发(AVT)方式。
经工程技术人员现场测定,阳城电厂#4机组运行工况已满足加氧(OT)运行的条件,于2005年7月将#4机组运行方式改为加氧(OT)运行。
OT方式比AVT有更多的优点,运行这些年来,给水含铁量明显降低、精处理再生周期明显提高、运行成本明显降低、锅炉爆管次数明显减少、机组加氨量比其它机组明显减少等。
所以有必要把阳城电厂加氧技术的经验做一下介绍,希望能起到抛砖引玉的作用。
关键词:给水;自动加氧;应用中图分类号:TK264.1 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)14-0192-021 加氧原理以及为什么要加氧在给水全挥发(AVT)处理的工况下,金属表面形成Fe3O4结构.因Fe3O4结构比Fe2O3松散,分解的铁离子很容易游离到给水中,而在给水加氧(CWT)联合处理的情况下,金属表面会形成比Fe3O4结构质密的Fe2O3,铁离子不易游离到给水中。
在有氧纯水中,碳钢表面形成双层氧化膜,内层是磁性氧化铁(Fe3O4)膜,外层是Fe2O3膜,这样的双层氧化膜能更有效阻止碳钢的腐蚀.大量试验证明:在中性纯水(电导率〈0.1μS/cm)中,加氧使碳钢的腐蚀速度降低2-3个数量级。
锅炉的结垢量有两部分组成,自身腐蚀产物和给水带入的氧化物沉积。
水冷壁管内表面在一定的热负荷条件下,会形成氧化膜,其厚度与热负荷的强度有关。
氧化物也会随着给水源源不断的带入水冷壁受热面,在热负荷高的区域沉积下来,形成氧化铁垢,后者是结垢速率升高的主要因素。
采用给水加氧处理,最大限度地降低氧化物在受热面的沉积速率,使水冷壁的结垢速率降低。
由于省煤器入口给水含铁量的大幅度降低,锅炉省煤器和水冷壁腐蚀产物的沉积量也将降低,从而大大延长锅炉的化学清洗周期。
目前我厂#4机组的加氧方式均采用自动加氧方式,加氧的位置位于,凝结水精处理出口母管一处,除氧器出口下水管给水泵入口一处。
火力发电厂除氧系统原理
火力发电厂除氧系统原理火力发电厂运行过程中,给水会不断地溶解入气体,主要是由补充水带入空气,从系统中处于真空下工作的设备(如凝汽器及部分低压加热器)和管道附件的不严密处漏入空气。
溶于水中的氧,对钢铁构成的热力设备及管道会产生强烈的腐蚀作用,二氧化碳将加剧氧的腐蚀。
而所有不凝结的气体在换热设备中均会使热阻增加、传热效果恶化,从而导致机组热经济性下降。
水的碱性较弱和高温将使腐蚀速度加快,所以火电厂在对给水除氧的同时还通过加药使水保持一定的碱性:PH值大于71 而高温下工作的给水管道和省煤器,只要给水中溶有少量的氧(如0.03mg∕L ),在短时期内就会造成腐蚀穿孔,引起漏泻或爆管。
除氧器就是完成除氧任务的设备。
给水除氧有化学除氧和物理除氧两种方法。
化学除氧可以彻底除氧,但只能去除一种气体,且需要昂贵的加药费用,还会生成盐类,故电厂中较少单独采用这种方法。
物理除氧即热力除氧采用加热方法,它能够去除水中的大部分气体。
对于亚临界压力机组,热力除氧已能够基本满足要求;对于超临界压力机组,则在热力除氧的基础上,再做补充化学除氧,这样加药量少,生成的盐类也少,影响不大。
热力除氧原理建立在亨利定律和道尔顿定律基础上。
基本原理如下:气体在水中的溶解度正比于该气体在水面的分压力。
水中各种气体分压力的总和与水面的混合压力的总压力相平衡。
当水加热至沸腾时,水面处蒸汽的分压力接近其混合气体的总压力,其他气体的分压力接近于零,故水中溶解的其他气体几乎全部被排除出水面。
但是,气体排到水面需要路径和时间,而且水面的气体必须及时排到远离水面处。
此外,能够形成较大气泡的气体才能逸出水面,而水中尚存的分子状气体,则需要更强的驱动力才能排出水面。
为了满足上述这些条件,在进行除氧器的结构设计时,必须注意满足下述条件:(1)水与蒸汽要有足够大的接触表面;(2)迅速把逸出水面的气体排走;(3)加热蒸汽与需要除氧的水之间有足够长的逆向流动途径,即有足够大的传热面积和足够大的传热、传质时间。
火电厂锅炉给水加氧处理技术探讨
火电厂锅炉给水加氧处理技术探讨摘要:现阶段我国经济发展迅速,这得益于我国火电厂的发电工作对社会生产所用电的支撑。
火电厂的正常运转对于保障人民群众生活、公共单位运行以及企业生产用电得到正常供应就有十分重要的意义。
但现阶段我国火电厂发电过程中仍存在着一些问题急需解决,如锅炉的氧化污垢、锅炉压差上升较快等问题,这就给火电厂的发电工作带来了制约。
针对上述问题,本文基于火电厂锅炉给水加氧技术的原理和应用范围,详细探讨了集水站的处理技术及其作用。
关键词:火电厂;锅炉;给水加氧处理技术引言随着我国经济发展规模的不断增加,我国的电力需求也与日俱增,这就给当前主要用电来源的火力发电企业带来了巨大压力。
为了满足社会生产所需要的电力,改进和创新火力发电技术,保持火力发电设备的正常运转是当前火力发电企业工作的重中之重。
但当前的火力发电设备在运转过程中仍存在一些缺陷,在一定程度上阻碍了发电效率的提升,其中发电厂锅炉内部存在氧化污垢以及锅炉压差上升较快的现象就是发电厂运行过程中比较突出的两个问题[1]。
而上述两个问题产生的主要原因就是由于给水系统中水的含铁量较大,从而导致锅炉及水系统受到腐蚀的速度加快。
因此为了维持火力发电设备中锅炉的正常运转,相关技术人员就必须解决给水系统中腐蚀现象的发生。
而针对这一问题的解决方法,大多数国家目前采用了给水加氧处理技术,在一定程度上有效的遏制了腐蚀现象的发生。
1.给水加氧处理技术的原理为了有效解决给水系统中金属材质的腐蚀现象,目前最主要的解决方法就是采用给水加压技术。
这一技术的主要内容就是在供水中加入氧气,氧气随着水的流动与集水系统中金属材料相接触,通过氧化反应致使金属材料表面形成一层致密的金属氧化物保护膜,从而有效的避免集水系统中金属材质与其他物质的反应物发生反应,最终达成避免或减少金属腐蚀现象的发生[2]。
在以往的火电厂锅炉给水系统中,正是由于水与给水系统中的金属材质发生反应,尤其是在不同的水温环境下这种反应的速率也不尽相同,但反应所产生的沉淀物会源源不断的堆积在给水管道中,最终沉淀在锅炉底部。
火电厂锅炉给水中的加氧处理技术探讨
火电厂锅炉给水中的加氧处理技术探讨发表时间:2016-02-16T09:58:55.847Z 来源:《电力设备》2015年7期供稿作者:王婷[导读] 华电渠东发电有限公司近年来,我国各个领域的用电量大幅上涨,火电厂的电力生产量也不断增加,这对于锅炉的使用性能更加频繁。
王婷(华电渠东发电有限公司 453000)摘要:加氧处理技术在火电厂锅炉给水中的应用,可以有效降低锅炉腐蚀损坏,减少锅炉给水中的沉积物,解决加热器和直流炉炉管的压降问题。
因此应在火电厂锅炉给水中推广应用加氧处理技术,改善给水管道,降低锅炉的清洗频率,延长凝结水净化设备的使用年限,提高火电厂锅炉的安全性和稳定性。
本文分析了火电厂锅炉给水中的加氧处理技术工作原理和应用条件,阐述了火电厂锅炉给水中的加氧处理技术应用和效果评价,以供参考。
关键词:火电厂;锅炉给水;加氧处理技术近年来,我国各个领域的用电量大幅上涨,火电厂的电力生产量也不断增加,这对于锅炉的使用性能更加频繁。
火电厂锅炉给水中采用加氧处理方法,通过改变给水处理方法,抑制高压加热器管和省煤器入口管的加速腐蚀,减低给水的含铁量,可以有效延长火电厂锅炉的清洗频率,降低锅炉中氧化铁沉积速率。
在实际应用中,结合火电厂锅炉运行的实际情况,优化和改进加氧处理技术,提高火电厂的经济效益、社会效益和环境效益。
一、加氧处理技术工作原理在全挥发处理状态下,除了水冷壁和省煤器出口端,常温~300摄氏度的中低温段凝结水系统、高压加热器和低压加热器金属氧化膜存在很多孔隙,这使得锅炉热力系统金属薄层生成铁锈层,在水流的不断冲击下,锅炉给水会加速流动腐蚀,导致在高负荷锅炉部位铁腐蚀产物不断沉积,形成粗糙垢层,这样增加了火电厂受热面的流体阻力,降低了传热效率,导致锅炉形成较大压差,消耗大量的给水泵动力能源。
给水加氧处理技术是指在纯水条件下,在锅炉碳钢表面通过一定浓度氧气形成一层磁性Fe3O4+Fe2O3保护膜[1],在给水加氧条件下,锅炉碳钢表面膜可以实现两层保护结构,Fe3O4比Fe2O3溶解度高,这样碳钢表面膜可以更加稳定和细致,有效缓解碳钢腐蚀,降低锅炉给水中的含铁量。
火力发电厂工作原理
火力发电厂工作原理
火力发电厂是一种利用燃烧燃料产生热能,并将其转化为电能的设施。
其工作原理可以概括为以下几个步骤:
1. 燃料燃烧:火力发电厂使用各种燃料如煤、天然气或石油来产生高温高压的热能。
燃料在燃烧室中被点燃,释放出大量热量。
2. 蒸汽发生器:燃料的燃烧释放的热能被传递给水,在蒸汽发生器中将水加热转化为高压蒸汽。
蒸汽发生器通常是由一系列的锅炉管组成,燃烧产生的烟气通过管道传递热量给水。
3. 蒸汽推动涡轮:高压蒸汽通过管道进入涡轮机的高压部分。
涡轮机内安装有一系列的叶片,当蒸汽冲击叶片时,涡轮开始旋转。
4. 发电机:涡轮旋转带动连接在其轴上的发电机转动。
发电机内部的电磁场与旋转的磁铁之间产生电磁感应,从而产生交流电。
5. 输电:产生的电能经过变压器进行升压,以便远距离输送电能到用户。
输电线路将电能输送至城市、工厂以及其他用电设施。
整个过程中,燃料的燃烧产生的热能转化为蒸汽发电,通过蒸汽驱动涡轮旋转,再由发电机转化为电能。
这种工作原理使得火力发电成为一种可靠且高效的发电方式。
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火力发电厂中给水加氧的原理
给水加氧处理(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 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,不久便用于前苏联、意大利、丹麦等欧洲国家,近 20a来,澳大利亚、日本、美国等国家也相继应用了这一技术。
我国于20世纪80年代末首先在华东某电厂一台 300MW直流锅炉上使用。
OT 处理推广应用较快,主要是由于该种处理方式有明显的效益。
采用OT处理后,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、给水管道FAC大有改善等。
因此,目前德国、日本、前苏联和中国等许多国家将OT 处理方式列入国家标准,如表1所示。
OT处理方式本身也在不断发展。
最初是中性处理(NWT),它是将O2加入中性的高纯水中,由于NWT 处理对水的pH值不起任何缓冲性,少量酸性物就会引起 pH 值下降,甚至有导致酸性腐蚀和氢脆的可能,加之人们担心碳钢在低温区的腐蚀速度高和铜合金的腐蚀等问题,研究开发了给水添加少量氨,将给水pH值由6.5-7.0提至8.0-8.5,同时加氧处理的方法,称为联合水处理(CWT)。
从应用范围来看,最初用于全铁部件的直流炉,后又扩大到凝汽器和低压加热器是铜合金的直流炉,目前已用于汽包锅炉。
1 加氧处理原理及主要控制指标
从热力学观点来看,锅炉给水采用除氧的AVT处理时,碳钢的腐蚀电位在-0.30V左右,给水pH在8.8-9.5之间,从Fe-H20 电位pH图可以看到,处于钝化区,钝化膜是Fe3O4。
给水加氧后,碳钢的腐蚀电位会升高数百毫伏达到 0.15-0.30V,如图 1所示,碳钢表面原Fe3O4 膜中部分Fe 2+会进一步氧化生成 Fe2O3,其反应:
2Fe 2+ +1/2O2+2H2OFe2O3+4H+
因此,在有氧纯水中,碳钢表面形成双层氧化膜,内层是磁性氧化铁(Fe3O4)膜,外层是Fe2O3膜,这样的双层氧化膜能更有效阻止碳钢的腐蚀。
大量试验证明:在中性纯水(电导率〈0.1μS/cm)中,加氧使碳钢的腐蚀速度降低 2-3个数量级。
在有氧的高纯水中,影响碳钢和铜合金腐蚀的主要因素有pH 值、氧浓度和电导率等。
1.1 给水pH 值
碳钢在无氧除盐水中的腐蚀速度与pH 值有关,随着 pH 值的升高,碳钢的腐蚀速度逐步降低;而在有氧的除盐水中,碳钢的腐蚀速度在 pH 值为7 时降得很低,并且不再随着pH 值的升高有所改变,如图2 所示。
从热力学观点来看,在无氧或有氧的高纯水中,铜均处于钝化状态,不过在无氧的高纯水中,铜表面形成浅黄色的氧化亚铜(Cu2O),在有氧的高纯水中,形成黑色的氧化铜(CuO),后者在纯水中的溶解度大于前者,且二者均受高纯水pH 值的影响,pH值在 8.5-9.0 范围内,铜合金的腐蚀速度可达很低(通常加氨量 100μg/l左右)。
当 pH>10 时,由于生成铜氨络合物,铜合金的腐蚀速度显著增加。
国内某电厂直流炉采用CWT处理结果表明:当给水pH 值控制在8.7±0.1范围内,低压加热器出口水中铜含量均低于AVT处理时的5.0 μg/l水平,炉前给水的铜含量也可达到AVT处理时的 2.6μg/l 水平,而给水pH值降至 8.3 时,给水中铜含量将比AVT处理时增加60%。
国内另一电厂实施 CWT处理时,pH值控制在8.7-8.9,低压加热器出口水中铜含量接近AVT处理时的 5.0μg/l 水平。
1.2 氧浓度
保持纯水中的氧浓度是为了保证碳钢的腐蚀电位高于其钝化电位。
日本等国在这方面做了一些有益的工作,图 3为日本砂川电厂 4号机组采用CWT处理时,溶解氧量与腐蚀电位的关系,当水中溶解氧在 20-50 μg/l时,电位可以进入Fe2O3区域,加氧最低浓度为
20μg/l,但是世界上绝大多数采用CWT处理的国家推荐加氧最低浓度为50μg/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。
图4 为日本砂川电厂 4 号机组采用CWT处理时,在开、停炉期间腐蚀电位的变化情况。
腐蚀电位在0-100mV 之间,变化最大值为100mV,电位仍然处于电位-pH 图中 Fe2O3 区域,说明开、停机组期间也可采用 CWT处理。
在中性纯水中,加氧会使铜合金的腐蚀速度急剧增大,如图5 所示,因此,在低压加热器为铜合金材料的机组上采用 CWT 处理时,必须控制给水中氧浓度在合适的浓度。
据原苏联介绍,通过低压加热器的给水氧浓度控制在70-120μg/l范围,铜合金腐蚀速度最低;国内现场实验结果表明:对于铜铁部件的热力系统,给水中氧浓度控制在100±20 μg/l 时,低压加热器系统出水和炉前给水中铜含量不会高于AVT处理时的值。
可见两者的实验结果完全一致。
1.3 给水电导率
在加氧水中,电导率与碳钢的腐蚀速度近似于线性关系,如图 6 所示。
随着给水的电导率增加,碳钢的腐蚀速度会显著增加。
实际上,水的电导率是水中杂质含量的综合反映,电导率高,杂质含量就多,水中的杂质特别是氯离子妨碍正常的磁性氧化铁保护膜的生成,反应如下:
2Fe 2+ +H2O +1/2O2 +8Cl- 2[FeCl4]- +2OH-
研究结果表明:当水的阳离子电导率为0.1μS/cm 时,随着氧浓度的增加(超过 50μg/l),碳钢的腐蚀速度会显著下降;而**离子电导达到0.3μS/cm 时,腐蚀速度开始增大,这就是为什么世界各国将阳离子电导率=0.3 做为门限值,当给水阳离子电导率大于此值时,应停止加氧处理。
2 汽包锅炉加氧处理
目前,加氧处理已开始在汽包炉上使用,表2是美国和我国汽包炉加氧处理给水和炉水控制指标。
可以看出,与直流炉加氧处理相比,汽包锅炉加氧处理有以下不同。
(1) 汽包锅炉采用OT 处理比直流炉要高些,前者要求给水阳离子电导率<0.1μS/cm,而后者只要求阳离子电导率<0.2μS/cm。
(2) 汽包锅炉有炉水浓缩问题,因此,严格控制炉水水质是实施 OT处理的关键之一。
美国规定炉水阳离子电导率<3μS/cm,我国空冷机组规定炉水阳离子电导率<1μS/cm,两国标准中对炉水氯离子都有规定,且相同,即Cl-<100μg/l。
(3) 汽包锅炉加氧处理还对下降管和底部水冷壁氧浓度有要求,规定必须小于 5μg/l,否则炉水中杂质发生浓缩时可能产生点蚀。