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1、电站锅炉水化学工况及优化复习参考2011.10.301、什么是炉内水处理？主要任务是什么？答：炉内水处理是指在汽包锅炉炉水中加入某种化学药品，使随给水带入锅内的结垢物质或成为水渣析出，或使之变为悬浮颗粒，呈分散状态，通过锅炉排污排出于炉外，防止结垢物在锅炉内沉积。2、什么叫水渣、水垢？有什么危害？答：锅炉用水不良时，在运行一段时间后，与水接触的受热面上会形成一层固态附着物（一种牢固附着在金属壁面上得沉积物）叫做水垢。但从锅炉水中析出的固体物质，有时还呈悬浮状存在，或者是以沉渣和泥渣的状态沉积在汽包和下联箱底部等流速缓慢处，这些呈悬浮状和沉渣状态的物质就叫做水渣。水垢的危害有：（1）降低锅炉热效
2、率，浪费大量燃料。（2）引起金属过热，强度降低，危及安全。（3）破坏水力循环，降低锅炉出力。（4）导致金属发生沉积物下腐蚀。（5）增加检修量，浪费大量资金，并缩短锅炉使用寿命。水渣的危害：影响锅炉汽水品质，还有可能堵塞炉管，威胁锅炉安全运行。3、一次水垢和二次水垢的区别。答：一次水垢是指锅炉在在正常运行的条件下，随给水进入锅炉的结垢物质，在锅炉的不断蒸发、浓缩的状态下改变了他们本身的结构状态，从溶解状态变成了结晶状态，形成不溶于水的沉淀物质。当这些沉淀物质在靠近锅炉管壁的锅炉水中形成过饱和状态时，他们就直接附着沉积在受热面上，形成一次水垢。二次水垢是指锅炉水中结垢物质先在锅炉水的深处析出，当锅
3、炉的碱度较低和水循环被破坏时，这些悬浮物黏附在已经沉积在受热面上、表面粗糙的一次水垢上，形成二次水垢。4、水垢的主要成分？五种水垢的主要特征，生成部位，形成原因，防止方法。答：水垢主要有钙镁水垢、硅酸盐垢、氧化铁垢、铜垢和磷酸盐铁垢等几类。（1）钙镁水垢可分为碳酸盐水垢、硫酸盐水垢、硅酸盐水垢和混合水垢。碳酸盐水垢外观多为白色、灰白色，主要成分为CaCO3，MgCO3和Mg(OH)2。由于其生成条件不同，可以是坚硬、致密的硬垢，也可以是松散、海绵状的软垢。质地坚硬的硬垢，主要发生在热负荷低，蒸发强度小的部位，如省煤器、给水管的进口、汽轮机凝汽器的冷却水通道以及冷却塔循环水流动较差的部位。在锅炉
4、本体中，由于锅炉水碱度大，且水沸腾扰动强烈，碳酸钙常成为松软泥渣而随排污放出。硫酸盐水垢主要成分为硫酸钙。这种水垢坚固、密实，呈黄白色。一般生成在热负荷高，锅炉水蒸发强度大的部位，如水冷壁管，锅炉的对流管束等。硅酸盐水垢主要成分为CaSiO3(硅灰石)和5CaO5Si02H20(沸石)。外表呈灰白色。这种水垢最坚硬，导热性也最差。通常生成在锅炉受热最强的部位，如水冷壁、沸腾炉埋管等处。混合水垢是上述各种水垢的混合物，无法明确哪一种成分是主要的。垢的外观、硬度及在酸中的溶解性等性质随成分不同而差异较大。钙镁水垢的形成机理有两个过程：一是固态物质从过饱和溶液中析出；二是固态物质向锅炉壁上粘附。防止
5、方法有：一是炉外水处理，制备高质量的补给水，彻底清除掉水中的硬度；对返回水进行处理；保证汽轮机凝结水水质。二是炉内水处理，对汽包锅炉采用磷酸盐水质调节处理，使进入水中的钙镁离子形成一种不易粘附在受热面上的水渣，随锅炉排污排除掉。（2）复杂的硅酸盐水垢外观为白色或灰白色薄片状，且其附着坚固，质硬而脆，呈玻璃状。成分绝大部分是铝铁的硅酸盐化合物，常均匀的覆盖在热负荷较高很高或水循环不良的炉管内壁上。锅炉给水中铝铁和硅的化合物含量较高形成硅酸盐水垢的主要原因。防止方法：一是要求对补给水进行除硅处理并保证优良的补给水水质；二是要严格防止凝汽器泄露。（3）氧化铁垢的表面为咖啡色，内层为黑色或灰色，多数呈
6、片状，较疏松，垢的下部与金属接触处有少量白色盐类沉积物。主要成分是铁的氧化物。容易在高参数和大容量的锅炉中生成，主要在热负荷很高的炉管管壁上。形成原因：一是锅炉水中铁的化合物沉积在管壁上；二是炉管上得金属腐蚀产物转化而成。防止方法：保证良好的除氧效果，进行给水联氨处理，消除水中残余的氧，尽可能避免和减少运行中的氧腐蚀；给水加氨处理，调节给水和凝结水的pH值，防止酸腐蚀；在给水系统和凝结水系统中安装电磁过滤器或其他除铁过滤器，减少水中含铁量；在相关设备和管道内壁衬橡胶或涂漆防腐；减少疏水箱中疏水或返回水箱中含铁量；做好停炉保护，在机组启动前分步骤冲洗。（4）铜垢的特征是牢固的附着在贴附在金属表面
7、，且垢层中每层的含铜量各不相同生成部位在热负荷很高的炉管管段中，或者在锅炉水局部深度蒸发的地方。形成原因：铜合金遭到腐蚀后，铜的腐蚀产物随水进入锅内。防止方法：在锅炉运行方面，应尽量避免炉管的局部热负荷过高；在水质方面，应尽量降低锅炉水含铜量。（5）磷酸盐铁垢的主要成分是磷酸亚铁钠。呈灰白色，坚硬多孔，导热性很差。一般发生在汽包内部，特别是汽包分段蒸发的盐段，锅炉内汽水分离装置接触炉水的下部，及下降管和受热面管上。形成原因：锅炉水中存在较多的酸性磷酸盐和锅炉水的局部浓缩。防止方法：防止锅炉内产生酸性磷酸盐腐蚀，即采用平衡磷酸盐水工况或低磷酸盐低NaOH水工况。5、如何消除热力设备内水垢？答：（
8、1）炉内水处理（2）炉外水处理（3）磁场处理水6、影响炉水含铁量的因素有哪些？答：影响炉水铁的含量因素包括进水铁含量、溶解氧浓度、pH值、水的酸碱性、其他矿物质（主要是碳酸钙）的浓度以及缓蚀剂浓度。1、什么叫游离NaOH？是如何产生的？为何要消除？答：游离NaOH是炉水中NaOH总量超过Na3PO4水解平衡反应所产生的那部分NaOH量。来源：凝汽器泄露；加入药品不纯；除盐系统再生漏入；腐植酸钠分解。炉水中的游离NaOH会溶解炉管表面的Fe3O4并进一步腐蚀炉管基体Fe，威胁锅炉的安全运行，所以要消除。2、什么是磷酸盐处理？其原理是什么？答：磷酸盐处理是指在压力为5.918.3MPa之间的汽包锅
9、炉水中采用磷酸盐调节的水工况。原理：创造一定条件，使水中钙镁生成水渣析出，通过排污系统排除。当炉水中保持一定量的过剩磷酸根可使炉水中钙离子浓度减小，不足以生成碳酸钙，硫酸钙水垢。3、炉水中磷酸根的控制标准是什么？答：中低压锅炉中不能低，尤其是防垢处理，若凝汽器泄露频繁时，磷酸根应高些。对于高压以上的锅炉而言，只要能达到防垢的目的，炉水中磷酸根以低为好。4、炉水中磷酸根为什么不能过高或过低？答：当磷酸根过高时的危害有：增加了露水的含盐量，影响蒸汽品质；炉水中磷酸根含量过高有生成磷酸镁的可能；炉水中含铁量较大时，分段蒸发锅炉盐段水冷壁管有生成磷酸盐铁垢的可能；容易在高压以上锅炉发生磷酸盐隐藏现象。
10、5、什么叫暂时消失现象？其发生的原因及危害？答：磷酸盐“暂时消失”的现象是：当锅炉负荷升高时锅炉水的磷酸盐含量减少甚至消失，锅炉pH值和Na/PO4摩尔比增大，并可能出现游离NaOH；当锅炉负荷降低及在停炉或启动过程中，可发现锅炉水磷酸盐含量增高，pH值和Na/PO4摩尔比值降低。磷酸盐“暂时消失”的实质是锅炉运行负荷增高时，锅炉水的某些易溶盐累类有一部分从水中析出，沉积在炉管管壁上，是锅炉水中溶解盐的浓度明显下降，甚至降为零，同时pH值也明显升高，即出现了异常工况；当锅炉的负荷减小或停炉时，沉积在炉管管壁上的易溶盐类又被溶下来，相应锅炉水中的溶解盐浓度又重新升高，pH值也随着下降。这个现象说
11、明：磷酸盐的沉积或反应是“暂时消失”的本质。危害：由于锅炉水中磷酸盐的“暂时消失”现象产生游离的NaOH；采用CPT时，酸性磷酸钠盐与保护性Fe3O4膜之间发生反应，导致炉管腐蚀；容易形成磷酸盐铁垢。6、炉膛内热负荷对炉管内生成沉积物有何影响？答：当锅炉出力增大时由于炉膛内热负荷增加就容易使上升管内炉水发生不正常的沸腾工况（膜态沸腾）和流动工况（汽水分层、自由水面和循环倒流）。这些异常工况都会造成局部过热，结果使管内炉水发生局部浓缩。（1）膜态沸腾：由于高热负荷引起炉管内剧烈沸腾，致使管壁处产生气泡过多，并很快并起成膜，使水与管壁分开，这就形成了膜态沸腾。由于膜的传热不良，壁温迅速升高，管壁处
12、溶液很快被蒸干，导致某些盐类在管壁处析出。（2）汽水分层：当锅炉水循环不良时，在水平或倾斜度很小的上升管内会出现上部是蒸汽，下部是水的情况，这就是汽水分层。由于蒸汽传热效率差，故管子上部温度很高，加之有细小水滴不断飞溅至管子上部，在这里容易引起盐类析出。（3）自由水面：有的锅炉出力增大时，炉膛内热负荷的不均匀性相对增大，某些与汽包蒸汽空间相连的上升管，由于热负荷较低，会出现自由水面的情况，此时管内上段为蒸汽，下部为不流动的锅炉水。处在自由水面下部的水逐渐蒸发浓缩，使水中盐类浓度不断升高，这样，某些盐类就会从靠近管壁的水层析出。（4）循环倒流：有的锅炉出力增大时，炉膛内热负荷的不均匀性相对增大，
13、使得某些与汽包水室相连的上升管热负荷比其他上升管低很多，导致在这样的上升管中出现水往下流的情况，即“循环倒流”。当汽包水上升速度等于管中水下降速度时，汽包水流停滞，此时管壁温度会增加很多，形成局部过热，引起锅炉水蒸发浓缩而导致盐类析出。7、炉水发生磷酸盐暂时消失现象时，为什么会发生炉管腐蚀？答：由于锅炉水中磷酸盐的“暂时消失”现象产生游离的NaOH；采用CPT时，酸性磷酸钠盐与保护性Fe3O4膜之间发生反应，导致炉管腐蚀；容易形成磷酸盐铁垢。以上现象均可导致炉管腐蚀。8、什么叫协调pH磷酸盐处理？其控制要点？答：在限制磷酸盐总量不高（小于8mg/L时），炉水pH大于9的前提下，调节锅炉炉水水质
14、，使得即使发生暂时消失现象，也能保证没有游离NaOH产生，从而避免水冷壁管的碱性腐蚀，并保证炉水中和析出的易溶盐附着物中只含有Na3PO4和Na2HPO4两种成分，这就是所谓的协调pH磷酸盐处理。其控制指标为：锅炉水Na/PO4=2.52.8，PO4=48mg/L，pH=910。1、炉水中各种杂质（钠化物、硅化物、铜铁等）从何而来？如何才能减少进入炉水中的这些杂质？答：2、饱和蒸汽污染的原因？答：锅炉水滴的机械携带；盐类的溶解携带，与汽包的压力、锅炉的给水处理方式和锅炉补给水的处理方式有关；减温水的污染；给水水质；凝汽器泄漏。3、饱和蒸汽品质与锅炉负荷、汽包水位、炉水含盐量、含硅量有何关系？答
15、：汽包水位：水位高，汽水分离空间小，蒸汽带水量增加，蒸汽品质降低。锅炉负荷：负荷增加，蒸汽带水量增加；负荷增加，蒸汽流速增加，带水能力增加；负荷增加，水位膨胀加剧，蒸汽带水量增加。负荷变化速度：负荷增加速度快，局部热负荷不均，上升管水汽混合物上升速度快，飞溅增加，蒸汽携带小水滴增加；负荷减低速度快，压力降低，水的沸点降低，导致急剧沸腾汽包水位上升，带水量增加。炉水含盐量：炉水含盐量上升，粘度增加，小气泡不易合并成大气泡，小气泡上升慢，水相中气泡增多；小气泡不易破裂，当其破裂时形成的水滴更小，更容易被携带，导致蒸汽带水；同时，炉水含盐量较大时，会形成泡沫。4、高压锅炉蒸汽含硅量与溶解携带有何关系
16、？硅酸携带系数与哪些因素有关？答：蒸汽主要溶解携带溶解态的硅酸，对硅酸盐的溶解携带能力小。因此，饱和蒸汽中的硅化合物几乎都是硅酸。当饱和蒸汽变成过热蒸汽时，他们会因为失去水而变成二氧化硅。对高压以上锅炉，饱和蒸汽含硅量主要来源于溶解携带。硅酸携带系数与蒸汽压力、锅炉水中硅化合物的形态，锅炉水pH值有关。蒸汽压力越高时，蒸汽对硅酸的溶解携带能力越大；蒸汽主要溶解携带溶解态的硅酸，对硅酸盐的溶解携带能力小；锅炉水pH值主要影响锅炉水中硅化合物的形态。5、过热蒸汽品质不良的因素有哪些？答：给水水质；锅炉水水质；汽包的汽水分离效果；运行压力；凝汽器泄漏。6、为什么过热器内易产生盐类沉积物？为什么压力越高，过热器内盐类沉积物越少？答：现代大型锅炉都是
