电厂化学培训(综合)

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1、600MW火电机组电厂化学 华能九台电厂目 录 1.概 况 2.水汽系统流程示意图 3.机组水汽系统中杂质的来源 4.水、汽系统中需要化验的水样 5.水垢与水渣 6.给水pH调节 7.加氧水工况 8.水汽取样冷却装置 9.凝结水处理系统概述 10.发电机内冷水系统 11.汽包锅炉的水汽质量标准 12.整体启动时的洗硅工艺 13.腐蚀1. 概 况 在火力发电厂中，锅炉、汽机及附 属设备组成了热力系统，热力系统 中的各种热交换部件或水汽流经的 设备，如锅炉的省煤器、水冷壁管 、过热器、汽轮机、各种加热器、 除氧器和凝汽器等，统称为热力设 备。 水和蒸汽是热力设备中的工质，在 热力系统中循环运行。

2、演示水汽流程2. 水汽系统流程示意图 水汽在热力系统循环过程中，总不免会有 些损失，这些工质的损失是由于热力系统 某些设备的排汽放水，管道阀门的漏汽漏 水，水箱等设备的溢流或热水蒸发等原因 造成的。为了维持热力系统正常水汽循环 ，要及时补充工质的损失。 用来补充热力系统水汽损失的水叫做补给 水。送进锅炉的水称为给水，给水一般由 凝结水、补给水、疏水组成。 3.机组水汽系统中杂质的来 源 补给水含有杂质 二氧化硅20g/L 电导率（25）0.2S/cm 冷却水渗漏使杂质进入凝结水 金属腐蚀产物被水流携带 在机组安装、检修期间也会使一些杂质残 留在系统中 4.水、汽系统中需要化验的水样给水：送进锅

3、炉的水称为给水，它是由汽轮机凝结 水、补给水和疏水组成的。给水一般在除氧器出口和 锅炉省煤器入口处取样。 锅炉水：通常简称炉水，它是在汽包锅炉中流动的 水。炉水一般在汽包的连续排污管上取样。 疏水：各种蒸汽管道和用汽设备中的凝结水称为疏 水。它是经疏水器汇集到疏水箱的。疏水一般在疏水 箱或低位水箱取样。 凝结水：在汽轮机作功后的蒸汽，到凝汽器中冷却 而凝结的水称为凝结水。凝结水通常在凝结水泵出口 处取样。 蒸汽：包括饱和蒸汽和过热蒸汽。饱和蒸汽在汽包 蒸汽出口处取样，过热蒸汽在主汽管出口处取样。认识常用分析仪器酸碱度的检验烧杯的使用5.水垢与水渣 在热力设备内受热面水侧金属表面上生成的 固态附

4、着物叫做水垢，水垢是一种牢固附着在 金属表面上的沉积物。 钙镁水垢、硅酸盐水垢、氧化铁垢。 在锅炉和热力设备的水中，还可能析出一些 固体物质，这些固体物质有的以悬浮状态存在 于水中，也有的以沉渣和泥渣状态沉积在热力 设备水流流动滞缓的各个部位，如锅炉汽包底 部、水冷壁下联箱底部以及各种热交换器、水 箱底部。这些呈悬浮状态的沉渣物质叫水渣。 5.1.水垢危害性 ： 水垢会降低锅炉和热交换设备的传热效率 ，增加热损失。火电厂锅炉若结生1mm厚的 水垢，燃煤消耗量将增加1.5%2%，锅炉水 冷壁管内结垢厚1mm，燃煤消耗量约增加10 结垢增加了水的流动阻力，迫使锅炉降负 荷运行。 水垢能引起锅炉水冷

5、壁管的过热，导致管 子鼓泡和爆管事故。 水垢能导致金属发生沉积物下腐蚀。 水垢结生得太快太多，迫使热力设备不得 不提前检修。用化学清洗的方法清除水垢。 5.2.水渣的分类与危害 （1）不会粘附在受热面上的水渣。这类水 渣较松软，常悬浮在锅炉水中，易随锅炉水 的排污从锅炉内排掉，如碱式磷酸钙、碱式 磷酸钙和蛇纹石水渣。 （2）易粘附在受热面上的水渣。这类水渣 容易粘附在受热面管内壁上，经高温烘焙后 ，常常转变成水垢（这种水垢松软，有粘性 ，俗称软垢），如磷酸镁和氢氧化镁等。 锅炉水中水渣太多，会影响锅炉的蒸汽品 质，而且还有可能堵塞炉管，并结生水垢， 威胁锅 炉的安全运行， 5.3.钙镁水垢的形

6、成及其防止 1.钙镁水垢的形成及其防止 在钙、镁水垢中，钙、镁盐含量常常很大，甚至可 达90左右，按其主要化合物的形态分成：碳酸钙水 垢、硫酸钙水垢、硅酸钙水垢、镁垢等。 2.形成的原因 随着温度的升高，某些钙、镁化合物在水中的溶解 度下降； 在水不断受热蒸发时，水中盐类逐渐浓缩。 在水被加热的过程中，水中某些钙、镁盐类因发生 化学反应，从易溶于水的物质变成难溶的物质而析出 3.防止方法 制备高质量的补给水，除 去生水中的硬度。 保证汽轮机凝结水的水质。 采用磷酸盐水质调节处理， 使进入炉水中的钙、镁离子形 成一种不粘附在受热面的水渣 ，随锅炉排污排除掉。 5.4.复杂的硅酸盐水垢的形成及 防

7、止 复杂的硅酸盐水垢的化学成分，绝大部 分是铝、铁的硅酸化合物，往往含有40 50的二氧化硅，2530的铝和铁 的氧化物及1020的钠的氧化物，钙、 镁化合物的总含量一般不超过百分之几， 这种水垢常常匀整地覆盖在热负荷很高或 水循环不良的炉管内壁上。 形成的原因 锅炉给水中铝、铁、硅的化合物含量较 高，是在热负荷很高的炉管内形成硅酸盐 水垢的主要原因。 防止方法 应尽量降低给水中硅化合物、铝和其它 金属氧化物的含量，即要求保证补给水和 给水的水质。 5.5.氧化铁垢的形成和防止 氧化铁垢的主要成分是铁的氧化物，其 含量7090，表面为咖啡色，内层是 黑色或灰色，垢的下部与金属接触处常有 少量白

8、色的盐类沉积物，生成部位主要在 热负荷很高的炉管管壁上。 氧化铁垢的形成原因 锅炉水中铁的化合物沉积在管壁上， 形成氧化铁垢。 炉管上的金属腐蚀产物转化成为氧化 铁垢 。防止方法 ： 防止锅炉内产生氧化铁垢的基本方法， 是减少锅炉水中的含铁量，即减少给水中 的含铁量和防止金属腐蚀。 调整除氧器以保证良好的除氧效果。 正确进行给水联氨处理，消除给水中 残余氧。 给水加氨或加胺类处理，调节凝结水 和给水的pH值。 在给水系统或凝结水系统中装电磁过 滤器或其它除铁过滤器，以减少水中的含 铁量。 补给水设备和管道、疏水箱、除氧器 水箱、返回水水箱等内壁涂橡胶或涂漆防 腐。 减少疏水箱中疏水或生产返回水

9、中铁 的含量。 6. 给水pH调节 n给水的pH值调节，就是往给水中加一定量的碱 性物质，控制给水的pH值在适当范围，使钢材 的腐蚀速度比较低，以保证给水含铁量和含铜量 符合规定的指标。npH值在9.5以上可减缓碳钢的腐蚀，对于含有钢 和铜两种材料的电厂来说，一般将给水的pH值 调节在8.89.3之间；对于只有钢材的电厂来说 ，即全铁系统，给水pH值可以控制得高些。 6.1.给水加氨处理 n氨的特性n氨在常温常压下是一种有刺激性气味的无 色气体，极易溶于水，其溶液称为氨水， 一般市售氨水密度为0.91g/cm3，含量约28 ，氨在常温下很易液化。n液态氨称为液氨，沸点-33.4。氨在高温 下不

10、会分解，易挥发、无毒， 6.2.加药点的选择n因为氨是挥发 性很强的物质，不论在水汽系统 中的哪个部位加入，整个系统的各个部位都会 有氨，但在加入部位附近管道中的水pH值明显 高一些。n在发电机组上，可能考虑给水加氨分两级处理 ，对有凝结水净化设备的系统，在凝结水净化 装置的出水母管以及除氧器出水管道上分别设 置两个加氨点。 6.3.加氨处理不足之处 n由于氨的分配系数较大，所以氨在水汽系统各部 位的分布不均匀。所谓“分配系数”，是指在水和 蒸汽两相共存时，物质在蒸汽中的浓度同与此蒸 汽接触的水中的浓度的比值，它的大小与物质本 性和温度有关。n例如在90110，氨的分配系数在10以上。这 样为

11、了在蒸汽凝结时，凝结水中也能满足够高的 pH值，就要在给水中加较多的氨。但这也会使凝 汽器空冷区的氨含量过高，使空抽区的铜管易受 氨腐蚀。 n氨水的电离平衡受温度的影响较大。如果 温度从25升高至270，氨的电离常数则 从1.810-5降到1.1210-6，因此使水中OH -离子的浓度降低。这样，给水温度较低时 ，为中和游离CO2和维持的pH值所加的氨量 ，在给水温度升高后就显得不够，不足以 维持必要的给水pH值，造成碳钢管腐蚀加 剧，给水中Fe2+增加6.4.全挥发处理 AVTnAll Volatile Treatmentn挥发处理就是往锅内加挥发性的氨和联 氨。氨的作用是调节给水和炉水的p

12、H值 ，联氨的作用是除去给水中的溶解氧。n对于汽包炉，当加热器的管材是铜合金 时，规定pH为8.89.2；当加热器的管 材不是铜合金时规 定pH为9.29.4；对 于直流炉规定pH为9.29.4。 n据文献介绍，对于超临界压力的机组， 当汽机凝结水含氯量为2040mg/L，CO2 为800g/L，凝结水pH值达到9.7，低压 加热器铜管汽侧和水侧的腐蚀反而大大 减缓。 n还有的文献认为，在一定条件下，由于 加氨提高pH值对黄铜管的保护作用可能 超过氨对黄铜的腐蚀作用，所以，把pH 值提高到9.39.4是可以的。 n挥发处理时，给水联氨需要保持一定的含 量，以保证除氧效果。n我国规定给水联氨含量

13、为1050g/L，n美、日等国规定为1030g/L，n俄罗斯规定为3050g/L。 加药的部位 n有的电厂把氨和联氨的混合液加到凝结 水升压泵的入口侧，低压凝结水系统就 不再设加药点；n有的在低压加热器前的系统中加氨，在 除氧器之后加联氨。 n国外一般倾向于在凝结水升压泵的入口 侧加氨和联氨的混合液，并且建议增设 加药点，以保证系统的各个部位都维持 一定的浓度，使各个部位都得到保护。 全挥发处理的优点 n锅炉不会产生浓碱引起的腐蚀。因为是挥 发性的，随着炉管温度的升高和炉水的浓 缩，氨逐步挥发，随蒸汽带走，所以不会 在局部位置浓缩成浓碱。n不会增加炉水的含盐量。n不会出现磷酸盐类“隐藏”现象。

14、 全挥发处理的缺点 n炉水pH值控制较难。因为氨的挥发性大 ，不能保证受热面的所有部位都保持所 需的pH，如果微量氯化物漏入凝结水， 可能使受热面局部位置炉水pH值降至7以 下，出现酸腐蚀。n易引起铜的腐蚀。全挥发处理时，给水 和炉水的含氨量较高，蒸汽的含氨量也 较高，在凝汽器的空抽区氨浓度过大， 会引起该处铜管的氨蚀。 7.加氧水工况 加氧水工况是使给水pH值保持中性或弱 碱性，一般是6.57.5，同时在给水中 加氧或者过氧化氢。 所以，加氧水工况是指加氧或过氧化氢 的水处理法，加氧水工况又叫中性水规 范或联合水处理法，或称中性运行方式 或联合运行方式。 加氧水工况的要求 给水应深度除盐，其

15、电导率应小于0.15S/cm. 当水中Cl-含量达0.35mg/L时就会引起点蚀。为了生成 良好的保护膜，应控制Cl-6.8不加缓蚀剂102007.611.3.机组启动期间蒸汽质量标准 炉型锅炉压力 MPa电导率 （经氢离子交换后 ，25） S/cm二氧 化硅 g/kg铁 g/kg铜 g/kg钠 g/kg汽包 炉12.718.3160501520直流 炉30501520锅炉启动时给水质量 炉型锅炉压 力 MPa硬度 mol/L铁 g/L溶解氧 g/L二氧化硅 g/L汽包 炉12.718. 35753080直流 炉0503030机组启动时凝结水回收质量标准 外形硬度 mol/L铁 g/L铜 g/L二氧化硅 g/L无色透明1080308011.4.水汽质量劣化时的处理 l一级处理值有因杂质造成腐蚀的可能性， 应在72h内恢复至标准值。l二级处理值肯定有因杂质造成腐蚀的可能 性，应在24h内恢复至标准值。l三级处理值正在进行快速腐蚀，如水质 不好转，应在4h内停炉。 l在异常处理的每一级中，如果在规定的时间 内尚不能恢复正常，则应采用更高一级的处理 法。对于汽包锅炉，恢复标准值的办法之一是 降压运行。 凝结水水质异常时的处理值 项 目标准 值处 理 值一级二级三级电导率 （经氢离子交换 后，25） S/cm有混 床0.20.2无混 床0.3