直流鍋爐水化學(xué)工況

直流鍋爐水化學(xué)工況直流鍋爐水化學(xué)工況指給水、凝結(jié)水的處理方式和水汽質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。

1.直流爐可采用的水化學(xué)工況為防止給水、凝結(jié)水系統(tǒng)的腐蝕，給水采用熱力除氧、聯(lián)胺化學(xué)除氧和加氨調(diào)pH、凝結(jié)水進(jìn)行聯(lián)胺化學(xué)除氧和加氨調(diào)pH處理（即AVT（R））或給水只進(jìn)行熱力除氧和加氨調(diào)pH、凝結(jié)水加氨調(diào)pH處理（即AVT（O））；或加氧、加氨聯(lián)合處理水工況（聯(lián)合水處理CWT或加氧處理OT）。

全揮發(fā)處理AVT（R）：給水采用熱力除氧、聯(lián)胺化學(xué)除氧和加氨調(diào)pH；凝結(jié)水進(jìn)行聯(lián)胺化學(xué)除氧和加氨調(diào)pH處理。全揮發(fā)處理AVT（O）：給水只進(jìn)行熱力除氧和加氨調(diào)pH；凝結(jié)水只加氨調(diào)pH處理

聯(lián)合水處理CWT或加氧處理OT：給水、凝結(jié)水都加氧、加氨。由于AVT（R）水化學(xué)工況是在對(duì)給水進(jìn)行熱力除氧的同時(shí)，向給水中加入氨和聯(lián)胺，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，給水具有較強(qiáng)的還原性，所以AVT（R）水工況是一種還原性水工況。另兩種是氧化性水工況。一般機(jī)組啟動(dòng)和非正常運(yùn)行時(shí)（給水陽(yáng)離子電導(dǎo)率≥0.2μs/cm），給水采用AVT（R）工況，即在給水中加入聯(lián)氨及氨，控制給水系統(tǒng)水質(zhì)，將結(jié)垢和金屬腐蝕降至最小。機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，繼續(xù)采用AVT（R），或采用

AVT（O）、CWT（OT），控制給水、凝結(jié)水回路的水質(zhì)，使結(jié)垢、腐蝕降至最小限度。

2.給水、凝結(jié)水的加氨目的是維持給水pH值，不僅可中和水中的二氧化碳等酸性物質(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。2臺(tái)機(jī)組設(shè)兩箱三泵組合式給水、凝結(jié)水自動(dòng)加氨裝置各一套，給水加氨點(diǎn)設(shè)在除氧器水箱出口管，凝結(jié)水加氨點(diǎn)設(shè)在凝水精處理系統(tǒng)出口母管。這就是給水pH值調(diào)節(jié)。2.1給水pH值調(diào)節(jié)

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，以保證和銅的含量符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。目前火電廠中用來(lái)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(lái)中和給水中的游離二氧化碳，并堿化介質(zhì)，把給水的pH值提高到規(guī)定的數(shù)值。

2.1.1氨的性質(zhì)及其在水汽系統(tǒng)中的理化過(guò)程氨在常溫常壓下是一種有刺激性氣味的無(wú)色氣體，極易溶于水，其水溶液稱為氨水。一般市售氨水的密度為0.91g/cm3，含氨量約28%。氨在常溫下加壓，很容易液化。液氨，沸點(diǎn)為-33.4℃。由于氨在高溫高壓下不會(huì)分解、易揮發(fā)、無(wú)毒，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。

給水中加氨后，水中存在下面的平衡關(guān)系：NH3.H2O

NH4++OH-因而水呈堿性，可以中和給水中的游離二氧化碳。其中和反應(yīng)可以認(rèn)為是：NH3.H2O+CO2

NH4HCO3NH3.H2O+NH4HCO3

(NH4)2CO3+H2O

實(shí)際上，在水汽系統(tǒng)中NH3、CO2、H2O之間存在著復(fù)雜的平衡關(guān)系。在熱力設(shè)備運(yùn)行過(guò)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(guò)程。氨又是一種易揮發(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(guò)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，尚有一部分氨溶入了凝結(jié)水中。隨后當(dāng)凝結(jié)水進(jìn)入除氧器后，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)在水汽循環(huán)系統(tǒng)中循環(huán)。AVT運(yùn)行試驗(yàn)表明，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)和水處理系統(tǒng)中的實(shí)際損失情況。一般通過(guò)加氨量調(diào)整試驗(yàn)來(lái)確定。2.1.2溫度和水的pH值對(duì)金屬表面保護(hù)穩(wěn)定性的影響圖13-1為不同溫度下Fe-H2O體系的電位-pH圖?？梢?jiàn)，F(xiàn)e3O4保護(hù)膜穩(wěn)定的pH范圍與溫度有關(guān)。隨溫度的上升，F(xiàn)e3O4的穩(wěn)定區(qū)逐漸向酸性區(qū)移動(dòng)，而HFeO-的穩(wěn)定區(qū)隨之向酸性區(qū)擴(kuò)展。圖13-1不同溫度下Fe-H2O體系的電位-pH圖（a）25℃圖13-1不同溫度下Fe-H2O體系的電位-pH圖（b）100℃圖13-1不同溫度下Fe-H2O體系的電位-pH圖（c）200℃圖13-1不同溫度下Fe-H2O體系的電位-pH圖（d）300℃在Fe3O4保護(hù)膜穩(wěn)定的pH范圍內(nèi)，F(xiàn)e3O4保護(hù)膜穩(wěn)定性還明顯地與pH值有關(guān)。根據(jù)碳鋼在232℃、含氧量低于0.1mg/L的高溫水中動(dòng)態(tài)腐蝕試驗(yàn)結(jié)果，從減緩碳鋼的腐蝕考慮，應(yīng)將給水的pH值調(diào)整到9.5以上為好。但是，控制給水pH值在這個(gè)范圍，對(duì)發(fā)揮凝結(jié)水凈化裝置中的離子交換設(shè)備的最佳效能是不利的。因?yàn)椋o水的pH值調(diào)節(jié)采用加氨的方法，給水的pH值過(guò)高，必然使水汽系統(tǒng)內(nèi)的氨含量過(guò)高，這將使處理凝結(jié)水的混床設(shè)備的運(yùn)行周期縮短。因此，目前無(wú)銅機(jī)組在采用AVT時(shí)，一般是將給水的pH值控制在9.09.5的范圍內(nèi)。2.1.3氨的加入因?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(guò)凝汽器和除氧器后，水中的氨含量將會(huì)顯著的降低，通過(guò)凝結(jié)水凈化處理系統(tǒng)時(shí)水中的氨將全部被除去。因此，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，在凝結(jié)水凈化裝置的出水母管及除氧器出水管道上分別設(shè)置加氨點(diǎn)，進(jìn)行兩級(jí)加氨處理，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。某600MW超臨界機(jī)組加氨系統(tǒng)如圖13-2所示。圖13-2給水加氨系統(tǒng)圖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(guò)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程控制計(jì)算機(jī)通過(guò)變頻器控制加藥泵進(jìn)行自動(dòng)加藥。2.1.4給水加氨處理存在的問(wèn)題給水采用加氨調(diào)節(jié)pH值，防腐效果十分明顯，但因氨本身的性質(zhì)和熱力系統(tǒng)的特點(diǎn)，也存在不足之處。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，如溫度從25℃升高到270℃，氨的電離常數(shù)則從1.8×10-5降到1.12×10-6，使水中OH-離子的濃度降低。這樣，給水溫度較低時(shí)，為中和游離二氧化碳和維持必要的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，由此還會(huì)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，則必須增加給水的含氨量，這就可能使水汽中氨濃度過(guò)高，從而將使處理凝結(jié)水的混床設(shè)備的運(yùn)行周期縮短。因此，防止游離二氧化碳腐蝕首先應(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。

3.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)除氧劑聯(lián)氨（N2H4）作為除氧的輔助措施。

給水加聯(lián)胺目的是除去水中的溶解氧，防止金屬系統(tǒng)發(fā)生腐蝕，2臺(tái)機(jī)組也設(shè)兩箱三泵組合式給水自動(dòng)加聯(lián)胺裝置一套，給水加聯(lián)胺點(diǎn)設(shè)在除氧器水箱出口管。

3.1熱力除氧（略）根據(jù)氣體溶解定律（亨利定律），一種氣體在與之相接觸的液相中的溶解度與它在氣液分界面上氣相中的平衡分壓成正比。在敞口設(shè)備中把水溫提高時(shí)，水面上水蒸汽的分壓增大，其他氣體的分壓下降，則這些氣體在水中的溶解度也下降，因而不斷從水中析出。當(dāng)水溫達(dá)到沸點(diǎn)時(shí)，水面上水蒸汽的壓力和外界壓力相等。其他氣體的分壓降至零，溶解在水中的氣體可能全部逸出。利用氣體溶解定律，在敞口設(shè)備（如熱力除氧器）中將水加熱到沸點(diǎn)，使水沸騰，這樣水中溶解的氧就會(huì)析出。這就是熱力除氧的原理。由于氣體溶解定律在一定程度上也適用于二氧化碳等其他氣體，熱力法不僅可除去水中溶解的氧，也能同時(shí)除去水中的二氧化碳等其他氣體。而二氧化碳的去除，又會(huì)促使水中的碳酸氫鹽的分解，所以熱力法還可除去水中部分碳酸氫鹽。熱力除氧器的功能是把水加熱到除氧器工作壓力下的沸點(diǎn)，并且通過(guò)噴嘴產(chǎn)生水霧及淋水盤(pán)或填料形成水膜等措施盡可能地使水流分散，以使溶解于水中的氧及其他氣體能盡快地析出。熱力除氧器按其工作壓力不同，可分為真空式、大氣式和高壓式三種。真空式除氧器的工作壓力低于大氣壓力，凝汽器就具有真空除氧作用。因此，在高參數(shù)、大容量機(jī)組中，通常是將補(bǔ)給水補(bǔ)入凝汽器，而不是補(bǔ)入除氧器，這進(jìn)一步改善了除氧效果，可使給水達(dá)到“無(wú)氧”狀態(tài)。大氣式除氧器的工作壓力（約為0.12MPa）稍高于大氣壓力,常稱為低壓除氧器。高壓式除氧器在較高的壓力（一般大于0.5MPa）下工作，其工作壓力隨機(jī)組參數(shù)的提高而增大?；鹆Πl(fā)電機(jī)組通常采用臥式高壓除氧器，其工作壓力常在lMPa以上，除氧頭殼體采用碳鋼-不銹鋼（內(nèi)壁）復(fù)合鋼板制成，所有內(nèi)部構(gòu)件材料也均為不銹鋼。例如，哈爾濱鍋爐有限責(zé)任公司制造的YYW-2000型除氧器的殼體由厚度為(3+18)mm的1Cr18Ni9Ti+20g復(fù)合鋼板制成，除氧水箱殼體材料為20g，最高工作壓力為1.14MPa，最高工作溫度為373.2℃。3.2聯(lián)氨處理3.2.1聯(lián)氨的性質(zhì)

聯(lián)氨又稱肼，在常溫下是一種無(wú)色液體，易溶于水，它和水結(jié)合成穩(wěn)定的水合聯(lián)氨（N2H4.H2O），水合聯(lián)氨在常溫下也是一種無(wú)色液體。在25℃時(shí)，聯(lián)氨的密度為1.004g/cm3，100%水合聯(lián)氨的密度為1.032g/cm3，24%的水合聯(lián)氨的密度為1.01g/cm3。在101.3kPa時(shí)聯(lián)氨和水合聯(lián)氨的沸點(diǎn)分別為113.5℃和119.5℃；凝固點(diǎn)分別為2.0℃和-51.7℃。

聯(lián)氨易揮發(fā)，當(dāng)溶液中N2H4的濃度不超過(guò)40%時(shí)，常溫下聯(lián)氨的蒸發(fā)量不大?？諝庵新?lián)氨蒸汽對(duì)呼吸系統(tǒng)和皮膚有侵害作用，所以空氣中的聯(lián)氨蒸汽量不允許超過(guò)1mg/L。聯(lián)氨能在空氣中燃燒，其蒸汽量達(dá)4.7%(按體積計(jì))時(shí)，遇火便發(fā)生爆炸。無(wú)水聯(lián)氨的閃點(diǎn)為52℃，85%的水合聯(lián)氨溶液的閃點(diǎn)可達(dá)90℃。水合聯(lián)氨的濃度低于24%時(shí)，則不會(huì)燃燒。

聯(lián)氨水溶液呈弱堿性，因?yàn)樗谒袝?huì)電離出OH-：N2H4+H2ON2H5++OH-，25℃時(shí)的電離常數(shù)為8.5

10-7，它的堿性比氨的水溶液弱(25℃時(shí)，氨的電離常數(shù)為1.8

10-5)。聯(lián)氨會(huì)熱分解，其分解產(chǎn)物可能是NH3、N2和H2，分解反應(yīng)為：5N2H4=3N2+4NH3+4H2，在沒(méi)有催化劑的情況下，聯(lián)氨的分解速度取決于溫度和pH值。溫度愈高，分解速度愈高；pH值增高，分解速度降低。

聯(lián)氨是還原劑，不但可以和水中溶解氧直接反應(yīng)，把氧還原：N2H4+O2=N2+2H2O，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、CuO還原為Cu2O等。3.2.2影響聯(lián)氨除氧反應(yīng)的因素聯(lián)氨除氧反應(yīng)是個(gè)復(fù)雜的反應(yīng)，并且水的pH值、水溫等對(duì)反應(yīng)速度有影響。聯(lián)氨在堿性水中才顯強(qiáng)還原性，它和氧的反應(yīng)速度與水的pH值關(guān)系密切，水的pH值在9

11之間時(shí)，反應(yīng)速度最大。

溫度愈高，聯(lián)氨和氧的反應(yīng)愈快。水溫在100℃以下時(shí)，此反應(yīng)很慢；水溫高于150℃時(shí)，反應(yīng)很快。但是若溶解氧量在10

g/L以下時(shí)，實(shí)際上聯(lián)氨和氧之間不再反應(yīng)，即使提高溫度也無(wú)明顯效果。3.2.3聯(lián)氨除氧的工藝條件為了取得良好的除氧效果，給水聯(lián)氨處理的合適條件應(yīng)是：水溫150℃以上，水的pH值9以上，有適當(dāng)?shù)穆?lián)氨過(guò)剩量。一般正常運(yùn)行中控制省煤器入口處給水中的聯(lián)氨過(guò)剩量20

50

g/L。在鍋爐啟動(dòng)階段，應(yīng)加大聯(lián)氨的加藥量，一般控制在100

g/L。3.2.4聯(lián)氨的加入部位聯(lián)氨一般加在高壓除氧器出口的給水母管中，通過(guò)給水泵的攪動(dòng)，使藥液和給水混合均勻。為了使聯(lián)氨與氧的作用時(shí)間延長(zhǎng)些，并且利用聯(lián)氨的還原性減輕低壓加熱器管的腐蝕，可以把聯(lián)氨的加入點(diǎn)設(shè)置在凝結(jié)水泵的出口。新建超臨界機(jī)組的聯(lián)氨，一般在高壓除氧器出口的給水母管和凝結(jié)水泵的出口中都加。3.2.5聯(lián)氨的加藥系統(tǒng)及操作注意事項(xiàng)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，如24%的水合聯(lián)氨。給水、凝結(jié)水聯(lián)胺加藥系統(tǒng)如圖13-3所示。圖13-3聯(lián)氨加藥系統(tǒng)圖為了盡避免操作人員接觸濃聯(lián)氨，該系統(tǒng)設(shè)有濃聯(lián)氨計(jì)量箱。加藥前先將濃聯(lián)氨通過(guò)輸送泵注入該計(jì)量箱進(jìn)行計(jì)量，然后再打開(kāi)加藥箱進(jìn)口門(mén)將濃聯(lián)氨引入加藥箱，并加水稀釋至一定濃度（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(guò)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)水和含氧量監(jiān)測(cè)信號(hào)，采用可編程控制器或工程控制計(jì)算機(jī)通過(guò)變頻器控制加藥泵進(jìn)行自動(dòng)加藥，以控制水中含氧量

7

g/L。由于這種加藥系統(tǒng)基本上是密閉的，工作人員不和聯(lián)氨直接接觸，聯(lián)氨在空氣中的揮發(fā)量很小，所以比較安全。由于聯(lián)氨有毒，易揮發(fā)，易燃燒，所以在保存、運(yùn)輸、使用時(shí)要特別注意。聯(lián)氨濃溶液應(yīng)密封保存，水合聯(lián)氨應(yīng)貯存在露天倉(cāng)庫(kù)或不易燃材料倉(cāng)庫(kù)，聯(lián)氨貯存處應(yīng)嚴(yán)禁明火，操作或分析聯(lián)氨的人員應(yīng)戴眼鏡和橡皮手套，嚴(yán)禁用嘴吸管移取聯(lián)氨。藥品濺入眼中應(yīng)立即用大量水沖洗，若濺到皮膚上，可先用乙醇洗受傷處，然后用水沖洗，也可以用肥皂洗。在操作聯(lián)氨的地方應(yīng)當(dāng)通風(fēng)良好，水源充足，以便當(dāng)聯(lián)氨濺到地上時(shí)用水沖洗。

揮發(fā)處理有明顯的缺點(diǎn)AVT水工況的主要缺點(diǎn)表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：（1）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。前蘇聯(lián)某電站兩臺(tái)超臨界直流鍋爐機(jī)組實(shí)施AVT水工況，機(jī)組維持如表13-1所示的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，這兩臺(tái)超臨界壓機(jī)組蒸汽和給水年平均質(zhì)量指標(biāo)如表13-2所示。表13-2前蘇聯(lián)某電廠超臨界直流機(jī)組蒸氣和給水年平均質(zhì)量指標(biāo)（AVT-水工況）機(jī)組號(hào)年份爐前給水（

g/L）過(guò)熱蒸汽（

g/L）1973NH3O2FeCuSiO2pHFeCuSiO25號(hào)機(jī)組197483158.20.96.39.06.55.31.0197597058.21.16.69.037.55.91.093458.12.16.99.16.16.62.17號(hào)機(jī)組197369559.61.410.98.98.09.61.4197472758.01.77.98.96.86.91.8197580858.02.19.09.56.48.22.2但是機(jī)組連續(xù)運(yùn)行時(shí)間很少能超過(guò)6000h，一般運(yùn)行4500h就需要進(jìn)行一次化學(xué)清洗，以除去鍋爐內(nèi)的沉積物。在鍋爐下輻射區(qū)管壁溫度達(dá)590

595℃，就必須進(jìn)行化學(xué)清洗。這些直流鍋爐下輻射區(qū)管子的金屬材料是珠光體低合金鋼，這種鋼材允許的極限溫度是595℃。超過(guò)這個(gè)溫度就會(huì)引起金屬的破壞?；瘜W(xué)清洗前割管檢查得知，兩臺(tái)機(jī)組的下輻射區(qū)中的沉積物量分別為250

400g/m2和270

390g/m2。這主要是給水帶入的大量鐵的氧化物在鍋爐內(nèi)沉積的結(jié)果，也與下輻射區(qū)管子的腐蝕有關(guān)。AVT水工況下，水汽系統(tǒng)中鐵化合含量變化的特征是：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，由于鐵化合物在受熱面上沉積，水中含鐵量下降。在過(guò)熱器中，由于汽水腐蝕結(jié)果，含鐵量有所上升。鍋爐本體水汽系統(tǒng)中鐵的氧化物含量的變化如圖13-4所示。圖13-4AVT水工況下超臨界鍋爐水汽系統(tǒng)中鐵氧化物含量的變化從圖中可以看出，雖然鍋爐的省煤器、懸吊管等水預(yù)熱區(qū)域的受熱面面積大、熱負(fù)荷低、容許的沉積物量大，而且危險(xiǎn)性極小，但是，水中的鐵的氧化物實(shí)際上卻不沉積在省煤器和懸吊管中。鐵的氧化物主要沉積在下輻射區(qū)。下輻射區(qū)受熱面面積較小，熱負(fù)荷很高，沉積物聚集使得管壁溫度上升，例如在前蘇聯(lián)的這兩臺(tái)直流鍋爐中，大約每運(yùn)行1000h，管壁溫度上升14

20℃。從圖13-4中還可看出，流經(jīng)上輻射區(qū)后工質(zhì)中鐵化合物的濃度有所增加。這表明鍋爐上輻射區(qū)的爐管內(nèi)并沒(méi)有形成良好的防蝕保護(hù)膜。（2）凝結(jié)水除鹽設(shè)備的運(yùn)行周期縮短。凝結(jié)水除鹽裝置混床中陽(yáng)樹(shù)脂的相當(dāng)多的一部分交換容量被用于吸著氨，使得除鹽設(shè)備運(yùn)行周期短、再生頻率高。再生時(shí)排放的廢水量也多，處理再生廢水的費(fèi)用加大，而且補(bǔ)足再生過(guò)程所損耗的樹(shù)脂量也大，這些都提高了運(yùn)行費(fèi)用。為了不除掉凝結(jié)水中的氨。有采用NH4-OH混合床的，但采用NH4-OH混合床時(shí)，凝結(jié)水處理系統(tǒng)出水水質(zhì)往往低于H-OH混合床的出水水質(zhì)，且運(yùn)行工況也較復(fù)雜。

4.給水、凝結(jié)水加氧目的是維持給水溶氧在30

g/l～150

g/l，使系統(tǒng)內(nèi)金屬表面形成氧化鐵鈍化膜，阻止系統(tǒng)發(fā)生進(jìn)一步腐蝕。系統(tǒng)設(shè)給水加氧裝置一套，給水加氧點(diǎn)設(shè)在除氧器水箱出口管，凝結(jié)水加氧點(diǎn)設(shè)在凝水精處理系統(tǒng)出口母管。

4.1中性處理（NWT）為解決AVT水工況存在的問(wèn)題，德國(guó)20世紀(jì)70年代中葉提出了對(duì)給水進(jìn)行加氧處理的中性水工況，即中性水處理（NeutralWaterTreaMent,NWT）。

所謂中性處理是使給水的pH值保持中性，一般是6.5

7.5，同時(shí)在給水中加氧或者過(guò)氧化氫。所以，中性處理是指加氧或過(guò)氧化氫的中性水處理法。中性處理又叫中性水規(guī)范，或稱中性運(yùn)行方式。它和磷酸鹽處理、揮發(fā)處理不同，水的pH值范圍不是堿性而是中性，給水不進(jìn)行除氧，而是加氧或過(guò)氧化氫。

因此，NWT就是利用溶解氧的鈍化作用原理，在高純度鍋爐給水中加入適量的氧化劑（氧氣或過(guò)氧化氫），以促進(jìn)金屬表面的鈍化，從而達(dá)到進(jìn)一步減少鍋爐金屬腐蝕之目的。

為什么加氧或過(guò)氧化氫能防止腐蝕呢?因?yàn)檠跤须p重作用，它既可以是陰極去極化劑，又可以是陽(yáng)極鈍化劑，當(dāng)氧起陰極去極化劑作用時(shí)，氧含量增加，腐蝕速度上升。當(dāng)氧起鈍化劑作用時(shí)，氧的存在是降低腐蝕速度的，并且在一定濃度范圍內(nèi)，隨著氧濃度的增加，腐蝕速度下降。究竟氧起何種作用，要根據(jù)條件來(lái)確定。

根據(jù)文獻(xiàn)介紹，鋼與水中氧反應(yīng)的結(jié)果，在其表面生成一層Fe3O4，反應(yīng)式為：6Fe+7/2O2+6H+→Fe3O4+3Fe2++3H2O所生成的Fe3O4稱為內(nèi)伸層，和鋼本身的晶體結(jié)構(gòu)相似。在晶體之間有空隙，水仍會(huì)從空隙滲入鋼表面，使鋼產(chǎn)生腐蝕，如果不能堵塞這些空隙就沒(méi)有防蝕效果。在水中加O2或H2O2，能使Fe2+氧化為Fe2O3，其反應(yīng)式為：6Fe2++3H2O+1/2O2+6H+→Fe2O3+4H+所生成的Fe2O3沉積在Fe3O4膜上面，堵塞了Fe3O4的空隙，使水無(wú)法通過(guò)膜，鋼的腐蝕受到抑制，這層Fe2O3稱外延層。由此可見(jiàn)，如果氧的存在能產(chǎn)生外延層，那么，氧就可對(duì)鋼起鈍化作用，否則不起鈍化作用。

我們還可以從Fe-H2O體系的電位-pH圖來(lái)分析O2或H2O2的作用。從圖13-5可以看出，要使鐵不腐蝕，必須使其電位處于穩(wěn)定區(qū)或鈍化區(qū)。在揮發(fā)處理時(shí)，pH值在9

10之間，電位在-0.5V左右，處于鈍化區(qū)，所以鋼不腐蝕。鐵在中性水中的電位為-0.46V左右，此時(shí)處于腐蝕區(qū)，將受到腐蝕。要使鐵在中性時(shí)保持穩(wěn)定，必須使鐵的電位升高到0.3V以上，進(jìn)入鈍化區(qū)，或者使鐵的電位下降到-0.6V以下，進(jìn)入穩(wěn)定區(qū)。加O2或H2O2可以使鐵的電位升高，進(jìn)入鈍化區(qū)。據(jù)測(cè)定，當(dāng)pH值為7.5時(shí)，加O2的電位為0.33V，加H2O2的電位為0.43V，都處于鈍化區(qū)，可以達(dá)到保護(hù)的目的。

中性處理對(duì)條件的要求比較嚴(yán)格，如果控制不好，不但起不到防腐的作用，還可能引起腐蝕。中性處理要求的條件主要是：（1）給水電導(dǎo)率。中性處理對(duì)給水電導(dǎo)率的要求很嚴(yán)，給水應(yīng)深度除鹽，其電導(dǎo)率應(yīng)小于0.15S/cm，特別是對(duì)Cl-的要求很嚴(yán)。因?yàn)殡S著電導(dǎo)率的增加，氧可以由陽(yáng)極鈍化劑變?yōu)殛帢O去極化劑。局外離子的存在，特別是Cl-的存在，使保護(hù)膜難以形成，或者破壞已經(jīng)形成的保護(hù)膜，造成鋼的點(diǎn)蝕。當(dāng)水中Cl-含量達(dá)0.35mg/L時(shí)就會(huì)引起點(diǎn)蝕。為了生成良好的保護(hù)膜，應(yīng)控制Cl-0.lmg/L。

（2）pH值。德國(guó)在實(shí)施中性處理時(shí)，一般保持pH值為6.5

7.5。（3）氧化還原電位。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，鐵的電位升高到0.400.43V比較合適，以保證處于鈍化區(qū)。

（4）O2或H2O2的濃度。據(jù)研究，當(dāng)給水含氧量小于0.1mg/L時(shí)，鋼的腐蝕速度大；當(dāng)含氧量為0.110mg/L時(shí)，鋼的腐蝕速度最??；當(dāng)含氧量為10l00mg/L時(shí)，鋼的腐蝕速度上升；當(dāng)含氧量為100

860mg/L時(shí)，腐蝕速度又下降。所以，氧的濃度維持在0.l

l0mg/L的范圍內(nèi)較為合適。濃度太低了，腐蝕速度會(huì)加大。濃度太高了，腐蝕速度也大。據(jù)試驗(yàn)，給水的含氧量為200g/L左右較為恰當(dāng)。一些國(guó)家的沸水反應(yīng)堆核電站，給水含氧量保持不低于200g/L。

（5）中性處理只能用于直流爐，不能用于汽包爐。因?yàn)?，汽包爐的鍋水電導(dǎo)率隨著水的蒸發(fā)而提高，這樣，電導(dǎo)率不能維持在規(guī)定的范圍內(nèi)。目前，中性處理只應(yīng)用在超高壓以上的機(jī)組。

中性處理的加藥部位，主要是凝結(jié)水泵的出口，有時(shí)為了減少低壓加熱器蒸汽側(cè)鋼的腐蝕速度，把O2或H2O2加至低壓加熱器的加熱蒸汽中。為了保持氧化膜的完整，必須不間斷地加藥，以不斷修補(bǔ)因各種原因損壞的保護(hù)膜。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，如果加藥中斷，腐蝕速度會(huì)顯著增加。

在中性處理時(shí)，加O2或H2O2究竟有什么區(qū)別？過(guò)去認(rèn)為，它們之間沒(méi)有什么區(qū)別，其處理目的和結(jié)果是一樣的，只不過(guò)加H2O2比加O2更方便一些。根據(jù)近年來(lái)的研究，兩者在作用機(jī)理上是不同的。加O2時(shí)，氧和鋼直接作用生成氧化膜。而加H2O2時(shí)，首先是生成絡(luò)離子Fe(02H)2+，這種絡(luò)離子稱為過(guò)氧氫根合鐵(III)離子，中心離子是Fe3+，配位離子為(02H)-。然后，絡(luò)離子分解生成鐵的氧化物保護(hù)膜。目前，中性處理普遍使用O2。

和堿性處理相比，中性處理的優(yōu)點(diǎn)主要是：（1）鍋爐的腐蝕速度顯著下降。根據(jù)德國(guó)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，中性處理時(shí)，給水的含鐵量可以降至20

g/L以下，比堿性處理時(shí)低。同時(shí)，過(guò)熱蒸汽和鍋爐沉積物的含鐵量都比堿性處理時(shí)小。由于腐蝕速度小，鍋爐各部位的結(jié)垢量顯著下降。（2）提高了鍋爐運(yùn)行的安全性。因?yàn)楦g和結(jié)垢速度下降，管壁的溫度也下降，這就提高了鍋爐運(yùn)行的安全性。

（3）延長(zhǎng)了鍋爐清洗的間隔時(shí)間。和堿性處理比較，清洗間隔時(shí)間延長(zhǎng)了一倍甚至更長(zhǎng)的時(shí)間。（4）凝結(jié)水凈化設(shè)備的運(yùn)行周期明顯延長(zhǎng)。因?yàn)橹行蕴幚頃r(shí)，氨含量較低，使離子交換樹(shù)脂的工作周期延長(zhǎng)，這樣再生的次數(shù)減少，再生液的用量降低，處理水量增加，運(yùn)行成本也就降低了（5）可以使給水系統(tǒng)的低溫部分得到保護(hù)。因?yàn)?，在凝結(jié)水泵出口加氧或過(guò)氧化氫，給水系統(tǒng)低溫部分的金屬表面能生成良好的保護(hù)膜。而堿性處理時(shí)，除氧器以前的低溫管道和設(shè)備仍然有受腐蝕的可能性。

中性處理也有一些問(wèn)題值得注意，如果控制不好，熱力系統(tǒng)的腐蝕不但不能受到抑制，反而會(huì)加速。這些些應(yīng)當(dāng)注意的問(wèn)題有：（1）防止凝汽器的泄漏，尤其是凝汽器的冷卻水為海水時(shí)更要特別注意。如果凝汽器泄漏時(shí)，不采取措施，仍按原運(yùn)行控制方法加氧化劑，反而會(huì)加速腐蝕。所以，一定要把凝結(jié)水凈化設(shè)備管理好，保證給水電導(dǎo)率符合要求。

（2）給水為中性高純水，其緩沖性很小，稍有污染即可使給水的pH值降低到6.5以下。如CO2漏入會(huì)使水的pH值降至酸性范圍，凝汽器泄漏也可使水的pH值降低，這就增加了水質(zhì)控制的難度。此時(shí)加氧也是不僅不會(huì)促進(jìn)金屬的鈍化，而且會(huì)加速金屬的腐蝕。

（3）銅合金的腐蝕問(wèn)題。盡管學(xué)者們對(duì)中性處理時(shí)銅合金的腐蝕問(wèn)題看法不盡一致，但銅合金的腐蝕問(wèn)題仍是值得重視的問(wèn)題，應(yīng)盡可能降低銅合金的腐蝕。

4.2CWT水化學(xué)工況為了克服NWT的這一不足，德國(guó)在NWT的基礎(chǔ)上發(fā)展出加氧與加氨聯(lián)合水處理（CWT），并在1982年將其正式確立為一種直流鍋爐給水處理新技術(shù)，目前有的汽包爐也采用。目前，CWT已在歐洲、美國(guó)及亞洲許多國(guó)家的直流機(jī)組上得到了應(yīng)用。我國(guó)1988年首先在望亭電廠300MW直流鍋爐上進(jìn)行了CWT試驗(yàn)，取得了較好效果，在1991年通過(guò)了部級(jí)鑒定?，F(xiàn)在，CWT已在國(guó)內(nèi)的亞臨界和超臨界機(jī)組上普遍應(yīng)用。4.2.1CWT的基本原理從Fe-H2O體系電位-pH圖13-1（a）上可以看出，在除氧的條件下，給水的pH值在9.0

9.5，鐵的電極電位在-0.5V附近（如圖中A點(diǎn)），正處于Fe3O4鈍化區(qū)，所以鋼鐵不會(huì)受到腐蝕，這相當(dāng)于AVT水工況下的情況；然而，當(dāng)水的pH值約為7時(shí)，F(xiàn)e的電極電位在-0.5V左右（如圖中B點(diǎn)）,處于腐蝕區(qū)，鋼鐵會(huì)被腐蝕。但是，如果在高純水中加入氧或過(guò)氧化氫，使鐵的電位升高到0.3

0.4V,進(jìn)入Fe2O3鈍化區(qū)（如圖中C點(diǎn)），這樣鋼鐵就得到了保護(hù)。在水中含有微量氧的情況下，碳鋼腐蝕產(chǎn)生的Fe2+和水中的氧反應(yīng)，能形成Fe3O4氧化膜。其反應(yīng)式可寫(xiě)為3Fe2++0.5O2+3H2O

Fe3O4+6H+（13-1）但是，這樣產(chǎn)生的氧化膜中Fe3O4晶粒間的間隙較大。這樣，水可以通過(guò)這些晶粒間隙滲入到鋼材表面而引起腐蝕，所以這樣的Fe3O4膜的保護(hù)效果較差，不能抑制Fe2+從鋼材基體溶出。如果向高純水中加入了足量的氧化劑，如氣態(tài)氧，不僅可加快反應(yīng)式（13-1）的速度，而且可通過(guò)下列反應(yīng)在Fe3O4膜的孔隙和表面生成更加穩(wěn)定的

-Fe2O3

：4Fe2++O2+4H2O→2Fe2O3+8H+

（13-2）2Fe3O4+H2O→3Fe2O3+2H++2e（13-3）

這樣，在加氧水工況下形成的碳鋼表面膜具有雙層結(jié)構(gòu)，一層是緊貼在鋼表面的磁性氧化鐵層（Fe3O4，內(nèi)伸層），其外面是含尖晶石型的氧化物層（Fe2O3）。氧的存在不僅加快了Fe3O4內(nèi)伸層的形成速度，而且在Fe3O4層和水相界面處又生成一層Fe2O3層，使Fe3O4表面孔隙和溝槽被封閉，而且Fe2O3的溶解度遠(yuǎn)比Fe3O4低，所以形成的保護(hù)膜更致密、穩(wěn)定。而且，如果由于某些原因使保護(hù)膜損壞，水中的氧化劑能迅速地通過(guò)上述反應(yīng)修復(fù)保護(hù)膜。因此，與除氧工況相比較，加氧工況可使鋼表面上形成更穩(wěn)定、致密的Fe3O4-Fe2O3雙層保護(hù)膜。其表層呈紅色，厚度一般小于10

m，多數(shù)晶粒的尺寸

l

m。8.3CWT的加氧系統(tǒng)CWT水工況下，除了pH值的控制范圍之外，氨的加藥方法均與AVT水工況相同。因此，下面主要介紹加氧系統(tǒng)。8.3.1加氧系統(tǒng)概況CWT應(yīng)選用純度大于99%的氧氣作為氧化劑。加氧系統(tǒng)由氧氣鋼瓶（承壓14.7MPa、容積44L）、氧氣流量控制器和氧氣輸送管線組成。氧氣管線系統(tǒng)包括母管和支管，母管可采用黃銅管或不銹鋼管，支管應(yīng)采用不銹鋼管。母管與氧氣瓶的連接應(yīng)采用專用卡具，氧氣在母管出口減壓后經(jīng)氧流量控制器與支管連接。為了控制水中溶解氧的濃度，在凝結(jié)水和給水系統(tǒng)中設(shè)有兩個(gè)氧加入點(diǎn)：一點(diǎn)在凝結(jié)水處理裝置出口的凝結(jié)水管道上，另一點(diǎn)給水泵的吸入側(cè)（除氧器出口）的給水管道上。圖13-6所示為一個(gè)比較典型的加氧系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用匯流排，其主要作用是將多個(gè)氧氣瓶的氧氣匯集在一起，經(jīng)過(guò)減壓處理，集中提供給系統(tǒng)。該匯流排采用2

5結(jié)構(gòu)，即五瓶向凝結(jié)水系統(tǒng)供氧，五瓶向給水系統(tǒng)供氧。每瓶氧氣可用3天左右，五瓶氧氣可用15天。這樣，氧瓶的更換周期一般為半個(gè)月左右。為了提高系統(tǒng)的安全性和耐用性，系統(tǒng)中將減壓器放在匯流排一側(cè)，使輸氧管道具有低中壓的耐壓性即可，可防止氧氣在高壓狀態(tài)下長(zhǎng)距離輸送而產(chǎn)生泄漏等。操作柜布置于主廠房加藥間內(nèi)，操作柜做為加氧裝置的控制柜，可以方便的對(duì)加氧流量進(jìn)行控制。圖13-6

超臨界機(jī)組加氧系統(tǒng)圖8.3.2加氧系統(tǒng)使用和維護(hù)的注意事項(xiàng)（1）使用前，在氧氣瓶閥全部關(guān)閉的情況下，將所要用一邊的高低壓截止閥打開(kāi)，再先微量開(kāi)啟所要使用一邊的其中一只氧氣瓶閥，使高壓壓力表示值緩緩上升到壓力不再上升時(shí)，再把這邊所有氣瓶全部開(kāi)足，然后再順時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)減壓器調(diào)節(jié)螺桿，將低壓壓力表調(diào)到所需值。停止供氣時(shí)，只需旋松減壓器調(diào)節(jié)螺桿，低壓壓力表示值為零后，再關(guān)閉截止闊。（2）減壓器的高壓腔和低壓腔都裝有安全閥，當(dāng)壓力超過(guò)許用值時(shí)，自動(dòng)打開(kāi)排氣，壓力降到許用值即自行關(guān)閉，平時(shí)切勿扳動(dòng)安全閥。安裝時(shí)，應(yīng)注意連接部分的清潔，切忌雜物、垃圾進(jìn)入減壓器。連接部分發(fā)現(xiàn)漏氣時(shí)，一般是由于螺紋扳緊力不夠，或墊圈損壞，應(yīng)適當(dāng)扳緊或更換密封墊圈。發(fā)現(xiàn)減壓器有損壞或漏氣，或低壓表壓不斷上升，以及壓力表回不到零位等現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修理。（3）匯流排應(yīng)按規(guī)定使用一種介質(zhì)，不得混用，以免發(fā)生危險(xiǎn)。匯流排嚴(yán)禁接觸油脂，以免發(fā)生火災(zāi)事故。匯流排不得安裝在有腐蝕性介質(zhì)的地方。匯流排不得逆向向氣瓶?jī)?nèi)充氣。匯流排投入使用后，應(yīng)進(jìn)行日常維護(hù)，嚴(yán)禁敲擊管件。正常使用中，每年推薦對(duì)壓力表進(jìn)行計(jì)量檢測(cè)。（4）氧氣瓶出口閥開(kāi)啟速度不得過(guò)快，防止有可燃物進(jìn)入時(shí)，造成靜電打火引起燃爆，在氣體驟然膨脹時(shí)炸管傷人。另外，氧氣瓶出口高壓軟管安全使用期一般為1.52年，須在安全使用期后及時(shí)更換。氧氣瓶出口高壓軟管不可過(guò)量彎曲，應(yīng)盡量在自然狀態(tài)下連接。2.3.3加氧系統(tǒng)的日常使用方法（1）每套裝置分給水加氧和凝結(jié)水加氧兩部分，每五個(gè)氣瓶對(duì)應(yīng)一個(gè)系統(tǒng)（給水或凝結(jié)水）。使用時(shí)應(yīng)分別打開(kāi)給水加氧母管（匯流排上較低的母管）上的主閥門(mén)或凝結(jié)水加氧母管（匯流排上較高的母管）上的主閥門(mén),以分別向給水和凝結(jié)水系統(tǒng)供氧。（2）由于給水加氧的系統(tǒng)壓力較低,氧氣可充分得到使用；而凝結(jié)水加氧的系統(tǒng)壓力較高，當(dāng)氧瓶壓力下降至4.0MPa時(shí)，已不能向凝結(jié)水系統(tǒng)中加入氧氣。為了避免氧氣浪費(fèi)，此時(shí)可將給水加氧瓶組和凝結(jié)水加氧瓶組進(jìn)行切換，即將原凝結(jié)水加氧瓶組中的剩余氧氣向給水系統(tǒng)中加入，而原給水加氧瓶組則更換新氧瓶向凝結(jié)水系統(tǒng)中加入。（3）加氧量的調(diào)節(jié)加氧量的調(diào)節(jié)通過(guò)分別調(diào)節(jié)給水加氧流量計(jì)和凝結(jié)水加氧流量計(jì)下的小調(diào)節(jié)閥實(shí)現(xiàn)。當(dāng)加氧量較小時(shí)，加氧流量可能小于流量計(jì)的最低刻度。因此，有時(shí)加氧系統(tǒng)流量計(jì)無(wú)顯示，這是正常情況。最終加氧量應(yīng)通過(guò)加氧試驗(yàn)確定。（4）系統(tǒng)的緊急關(guān)斷加氧工況運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)給水氫電導(dǎo)率一般要求小于0.15

s/cm。因此，當(dāng)給水氫電導(dǎo)大于0.15

s/cm時(shí)必須停止加氧。匯流排中有兩個(gè)電動(dòng)閥，分別對(duì)應(yīng)給水加氧系統(tǒng)和凝結(jié)水加氧系統(tǒng)，它們與給水和凝結(jié)水的水質(zhì)信號(hào)連鎖，當(dāng)水質(zhì)不滿足要求時(shí)，電動(dòng)閥自動(dòng)關(guān)斷，停止加氧。8.4CWT的運(yùn)行控制方法8.4.1啟動(dòng)運(yùn)行控制方法CWT工況下機(jī)組正常啟動(dòng)時(shí)，首先應(yīng)按不加聯(lián)氨的AVT運(yùn)行模式啟動(dòng)，進(jìn)行正常的系統(tǒng)清洗和除氧器排氣，并通過(guò)加氨將給水pH值提高至9.0

9.5。當(dāng)機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定，所帶負(fù)荷高于最低運(yùn)行負(fù)荷（30%B-MCR，鍋爐最大連續(xù)出力），省煤器進(jìn)口給水導(dǎo)電率

0.15

s/cm，并有繼續(xù)降低的趨勢(shì)時(shí)，開(kāi)始加氧，從AVT運(yùn)行轉(zhuǎn)換到CWT運(yùn)行模式。為加快水汽循環(huán)系統(tǒng)中鋼表面保護(hù)膜的形成和溶解氧的平衡，加氧初期可適當(dāng)提高給水中的含氧量，但最高不得超過(guò)300

g/L。8.4.2

正常運(yùn)行控制方法在CWT運(yùn)行中，應(yīng)按表13-3的規(guī)定調(diào)節(jié)給水的pH值和溶解氧含量。當(dāng)加氧系統(tǒng)投入運(yùn)行后，首先調(diào)節(jié)自動(dòng)加氨裝置的控制值，將省煤器入口給水的pH控制在8.09.0。然后，調(diào)節(jié)加氧流量，將省煤器入口給水的溶解氧量控制在30150g/L。實(shí)際操作時(shí)，可根據(jù)凝結(jié)水和給水的流量及其溶解氧量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)節(jié)凝結(jié)水處理裝置出口點(diǎn)和除氧器出口點(diǎn)的氧流量，將省煤器入口給水中溶解氧濃度維持在100g/L左右。正常運(yùn)行時(shí)，除氧器排汽門(mén)可根據(jù)機(jī)組的運(yùn)行情況采用微開(kāi)方式或全關(guān)閉定期開(kāi)啟的方式。高、低壓加熱器排汽閥門(mén)應(yīng)采用微開(kāi)方式，以確保加熱器疏水的含氧量大于30

g/L。8.4.4

非正常運(yùn)行時(shí)的給水處理方式的轉(zhuǎn)換（1）CWT向AVT切換的條件：1）機(jī)組正常停機(jī)前1

2h；2）給水電導(dǎo)率

0.2

s/cm或凝汽器存在嚴(yán)重泄漏影響水質(zhì)時(shí)；3）加氧裝置有故障無(wú)法加氧時(shí)；4）機(jī)組發(fā)生MFT（主燃料跳閘或簡(jiǎn)稱跳爐）時(shí)。（2）CWT向AVT切換的操作：1）關(guān)閉凝結(jié)水和給水加氧二次門(mén)，退出減壓閥關(guān)閉氧氣瓶；2）提高自動(dòng)加氨裝置的控制值，使給水pH值提高至9.0

9.5；3）加大除氧器、高低壓加熱器排氣門(mén)開(kāi)度。保持AVT方式至停機(jī)保護(hù)或機(jī)組正常運(yùn)行。8.4.5CWT的效果國(guó)內(nèi)外直流鍋爐機(jī)組實(shí)施CWT水工況有以下效果：（1）給水含鐵量降低；（2）下輻射區(qū)水冷壁管鐵沉積量減少；（3）鍋爐化學(xué)清洗間隔時(shí)間延長(zhǎng)；（4）凝結(jié)水除鹽設(shè)備的運(yùn)行周期增長(zhǎng)；

（5）鍋爐的啟動(dòng)時(shí)間縮短。例如，一臺(tái)采用CWT的超臨界機(jī)組在因重大事故停機(jī)后啟動(dòng)約需1.5h，而采用AVT工況時(shí)約需3

4h。在CWT工況下，可以用沒(méi)有除氧的水點(diǎn)火，并且運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明系統(tǒng)清洗時(shí)水中腐蝕產(chǎn)物含量低得多，從而使機(jī)組清洗時(shí)間縮短，加快了機(jī)組的啟動(dòng)過(guò)程。8.4.6

注意事項(xiàng)實(shí)行CWT水化學(xué)工況必須注意的事項(xiàng)如下：（1）凝結(jié)水必須100%經(jīng)過(guò)深度除鹽處理，給水水質(zhì)應(yīng)保持高純度，以免影響碳鋼表面氧化膜的形成和降低氧化還原電位。（2）要注意防止凝汽器和凝結(jié)水系統(tǒng)漏入少量空氣。否則，給水的電導(dǎo)率會(huì)增加，漏進(jìn)空氣中的CO2會(huì)使水的pH值下降，在這種條件下，加入氧化劑反而會(huì)加速金屬的腐蝕，導(dǎo)致凝結(jié)水、給水中Fe、Cu含量的增加。（3）實(shí)行CWT水工況時(shí)，不能停止或間斷加藥。實(shí)踐表明，CWT水工況下鋼表面上的保護(hù)膜在機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常“自修補(bǔ)”,中途停止加藥或間斷加藥，防蝕效果不好。（4）實(shí)行CWT水工況時(shí)，除氧器的排氣閥由全開(kāi)調(diào)至微開(kāi)的位置，以便使給水保持一定的含氧量。但是，在這種情況下，除氧器作為一種混合式給水加熱器以及承接高壓加熱器疏水、匯集熱力系統(tǒng)其他疏水和蒸汽等還是必要的；其次，它還可除去水汽系統(tǒng)中部分不凝結(jié)氣體和微量二氧化碳，并有利于機(jī)組變負(fù)荷運(yùn)行時(shí)給水中溶解氧濃度的控制。5AVT（R）的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和控制方法不同國(guó)家直流機(jī)組AVT（R）水工況下給水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)如表13-1所示。表13-1不同國(guó)家直流鍋爐機(jī)組AVT（R）水工況下給水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目中國(guó)美國(guó)EPRI德國(guó)VGB前蘇聯(lián)日本JISB18.4

25MPa超臨界壓力超臨界壓力亞臨界壓力超臨界壓力15

20MPa

20MPa氫電導(dǎo)率①(

s/cm,25℃)

0.15（0.10）②

0.2

0.2（0.1）

0.30

0.30

0.3

0.25pH(25℃)8.8

9.3（有銅機(jī)組）9.09.68.8

9.3（有銅機(jī)組）9.09.69

109.1

0.19.1

0.18.5

9.69.0

9.6O2（

g/L）

7

5

100

10

10

7

7N2H4（

g/L）10

50

3

O2-20

6020

60

10

10硬度（

mol/L）

000--Fe（

g/L）

5（3）

10

20（5）

20

10

20

10Cu（

g/L）

2（1）

2

3（1）

5

5

3

2Na（

g/L）

3（1）-

10（2）

10

5-SiO2（

g/L）

10（5）

10

20（5）

15

15

20

20注①氫電導(dǎo)率為水樣經(jīng)過(guò)強(qiáng)酸氫型陽(yáng)離子交換柱后測(cè)定的電導(dǎo)率；②括號(hào)中的數(shù)值為期望值。4.4.2CWT的水汽質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)4.2.2.1CWT的主要水質(zhì)指標(biāo)（1）電導(dǎo)率如前所述，只有在純水中氧才可能起鈍化作用，所以給水能保持足夠高的純度是實(shí)施CWT水工況的首要前提條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在電導(dǎo)率為0.1

s/cm的純水中，O2濃度大于100

g/L時(shí)，碳鋼腐蝕速率極低；但是，當(dāng)電導(dǎo)率

0.3

s/cm時(shí)，碳鋼的腐蝕速率隨O2濃度的增加而顯著加大。因此，我國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“超臨界火力發(fā)電機(jī)組水汽質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”（DL/T912-2005）要求給水水樣經(jīng)氫型陽(yáng)離子交換柱后測(cè)定的電導(dǎo)率（簡(jiǎn)稱氫電導(dǎo)率）的標(biāo)準(zhǔn)值

0.15

s/cm，期望值

0.1

s/cm。超臨界機(jī)組均設(shè)有凝結(jié)水精處理系統(tǒng)，其出水氫電導(dǎo)率一般都小于0.15

s/cm，,并經(jīng)常小于0.1

s/cm。因此，上述指標(biāo)是完全可以達(dá)到的，但其前提是凝結(jié)水必須100%經(jīng)過(guò)凈化處理。（2）溶解氧濃度CWT水工況下給水中允許的氧濃度標(biāo)準(zhǔn)一般都在30

400

g/L的范圍內(nèi)。運(yùn)行中，如果除氧器維持排氣，允許的氧濃度上限值可高一些；如果除氧器排氣閥處于關(guān)閉狀態(tài)，該上限值應(yīng)低一些。在我國(guó)，DL/T912-2005推薦的標(biāo)準(zhǔn)是30

150

g/L；實(shí)際運(yùn)行中；無(wú)銅機(jī)組（如石洞口第二發(fā)電廠）維持在1000

300

g/L，有銅機(jī)組（如黃埔電廠）)則維持在80

120

g/L。在CWT水工況下，給水中的氧濃度不能太低，否則難以形成更穩(wěn)定、致密的Fe3O4-Fe2O3雙層保護(hù)膜。但是，如果氧濃度過(guò)高，不僅鋼鐵在少量氯化物雜質(zhì)的作用下容易發(fā)生點(diǎn)蝕，而且可能導(dǎo)致過(guò)熱器或汽輪機(jī)低壓缸部件的腐蝕。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)水中氧濃度提高到100

g/L后，奧氏體不銹鋼部件的應(yīng)力腐蝕開(kāi)始加劇。因此，當(dāng)鋼表面已形成良好的鈍化膜，給水中鐵含量下降到標(biāo)準(zhǔn)值或期望值以下，并且穩(wěn)定值后，水中溶解氧濃度只要能保持給水鐵含量基本穩(wěn)定即可。（3）pH值給水的pH值過(guò)低，水的緩沖性差，特別是當(dāng)水的pH(25℃)值小于7.0時(shí)，碳鋼會(huì)遭受到強(qiáng)烈的腐蝕；而pH值過(guò)高；會(huì)使凝結(jié)水除鹽設(shè)備的運(yùn)行周期縮短。因此，美國(guó)EPRI導(dǎo)則推薦全鐵凝結(jié)水-給水系統(tǒng)的給水pH值控制范圍為8.0

8.5，我國(guó)（DL/T912-2005）和德國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)都推薦將給水的pH值控制在8.0

9.0這樣一個(gè)較寬的范圍內(nèi)。對(duì)于有銅機(jī)組，實(shí)際運(yùn)行的pH值控制范圍對(duì)給水中銅含量影響很大。我國(guó)有銅機(jī)組的CWT運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，控制給水中銅含量不超過(guò)AVT運(yùn)行時(shí)的水平，其關(guān)鍵在于pH值的控制范圍，并且這個(gè)范圍相當(dāng)窄。例如，黃浦電廠CWT運(yùn)行時(shí)給水pH值控制在8.7

8.9范圍。因此，對(duì)于不同的機(jī)組，最佳的CWT給水pH值范圍應(yīng)該根據(jù)實(shí)際