电厂化学监督的内容
和必要性
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电厂化学监督的内容和必要性
化学监督的目的是防止锅炉、汽轮机等热力设备因结垢、腐蚀或积盐引起损坏或降低效率，是保证发电设备安全经济运行的重要环节之一。
化学监督的主要任务是对水汽质量、设备的结垢、腐蚀、积盐程度、设备投运前表面的清洁程度，以及停运时的防腐情况等进行全面监督。
如何才能使化学监督工作做到预防为主，要做到这一点，一方面要创造条件使锅炉在最佳条件下运行。例如，保持水汽品质经常符合标准的要求，有超标及时校正；锅炉投运前能进行良好的化学清洗，使锅炉金属表面能形成良好的保护膜；锅炉停运时，能采取防腐措施，防止锅炉发生停运腐蚀。另一方面，要及时掌握锅炉的结垢腐蚀情况，在结垢、腐蚀尚未发展到危及锅炉安全生产前，便采取措施，消除或减少其影响，从而提高设备的安全经济性，延长其使用寿命。
要搞好化学监督工作，必须在厂长、总工的领导下，协调统筹安排汽机、锅炉、电气、化学、燃料、热工等部门的关系。另外，好要做好基建安装阶段、运行阶段、检修和停备用期间的全过程管理才能真正搞好化学监督工作。
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精品好资料-如有侵权请联系网站删除 电力油务监督和管理工作主要为：新油的验收和保管；运行油的质量监督和维护；不合格运行油的更换、收集和处理；设备和系统检修时的的监督和验收；开展气相色谱法检测充油电气设备内的潜伏性故障；围绕电力油品开展的其它实验方法、新材料、新技术的研究开发和油质维护的有效措施。对于汽轮机，特别是300MW级以上润滑和调节系统分开的机组，对润滑油提出了许多新的要求，尤其是调节系统的磷酸酯抗燃油，颗粒污染度的控制是这类机组的特殊共性要求，否则可能引起大轴、叶片的划痕、拉伤以及伺服阀的的卡瑟而引发事故。
电厂燃料化学监督包括入场原煤、入炉煤、飞灰等分析化验工作，前者属商品性质，按质计价或拒守不合格的来煤，后者为经济分析提供数据，同时指导锅炉燃烧工况的调整。进行有效的燃料监督同样是保证机组安全运行的重要环节之一，炉管的积灰结渣而引起效率的下降、尾部受热面的磨损、腐蚀等都与燃料的化学特性有关。因此，为使锅炉设备各个环节严格按照技术参数运行，维持最佳的运行工况，从而达到良好的经济效益，就要求在电厂的生产中，对有关燃煤进行严格的化学监督。
水处理与汽水监督
目前，随着我国电力工业的飞速发展，亚临界压力机组成为我国火电行业的主力机组，随着压力、温度、容量的提高，对汽水品质提出了更严格的要求，与之相适应的水处理技术也
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精品好资料-如有侵权请联系网站删除 得到更快的发展，从水质软化、离子交换发展为今天的膜法除盐工艺，出水纯度达到理论纯水级。
天然水中杂质的存在形态
天然水中的杂值，有的呈固态，有的呈液态和气态，他们大多以分子态、离子态或胶体颗粒存在于水中。根据其颗粒的大小不同，可分为悬浮物、胶体和溶解物质三大类，其物理化学特征、去除的主要途径见下表： 粒径/ mm 分类 特征 处理方法 溶解物 透明 离子交换、膜分离、蒸馏 混凝 澄清过滤 自然沉降 胶体 光照下浑浊 浑浊 悬浮物 肉眼可见 10-7 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1 10 水质指标
对于不同行业的工业用水，其水质要求不同，对于锅炉用水，其主要的水质指标见下表：
水质指标 常用单位 水质指标 常用单位 水质指标 常用单位 全固形物 mg/L 铁 mg/L 总碱度 mmol/L 精品好资料-如有侵权请联系网站删除
精品好资料-如有侵权请联系网站删除 溶解固形物 悬浮物 浊度 mg/L 铝 mg/L 总硬度 mmol/L mg/L NTU 氨 mg/L 碳酸盐硬度 mmol/L 非碳酸盐硬mmol/L 度 碳酸氢根 mg/L 含盐量 mg/L 碳酸根 氯离子 硫酸根 根 mg/L mg/L mg/L mg/L 化学耗氧量 mg/L 生物耗氧量 mg/L 含油量 二氧化碳 溶解氧 钠 mg/L mg/L mg/L mg/L 灼烧残渣 mg/L 电导率 PH值 钙 镁 us/cm 250C mg/L mg/L 二氧化硅 mg/L 亚根 mg/L 有关的指标定义如下 （1）悬浮物
悬浮物的量虽然可以用重量分析法测定（例如将水中悬浮物过滤出来，烘干后称量），但由于操作麻烦，所以常用大致可以表征悬浮物多少的透明度或浑浊度（简称浊度）来代替。下面重点介绍浊度的定义
浊度:ISO国际标准将浊度定义为由于不溶物质的存在而引起液体透明度的降低。根据测试所使用的浊度标准液不同，所得的浊度数值及单位不同。若以硅藻土或高岭土做浊度标准液，以杰克逊蜡烛浊度计测得的浊度称为杰克逊浊度单位，以JTU表示；以甲腊做浊度标准液，以NTU表示；用透射光浊度仪
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精品好资料-如有侵权请联系网站删除 测得的浊度以FTU表示。由于采用两种不同的浊度标准液和三种测试仪，所测得的三种结果不存在物理学上的等量关系。但根据实测比较，1JTU=1NTU。由于NTU浊度采用化学试剂在严格控制条件下制成标准液，浊度测试结果的重现性较FTU好,现国际、国内通用。 （2）溶解盐类 含盐量
含盐量表示水中所含盐类的总和，可以通过水质的全分析，用计算法求得。含盐量有两种表示方法：其一是物质的量表示法，即将水中全部阳离子（或全部阴离子）按毫摩尔/升的数值相加；另一种是重量表示法，即将水中的各种阴、阳离子换算成毫克/升，然后全部相加而得。
此外，还用矿物残渣表示水中溶有矿物质的量，其计算法和重量表示的含盐量法相似，但应将HCO-3换算成CO32－，并应将非离子态的SiO2、AL2O3、Fe203加上。如果矿物残渣再加上有机物的含量，则求出的量就表示水中溶解固形物的量。 蒸发残渣
蒸发残渣的测定方法是取一定体积的过滤水样蒸干，最后将残渣在105~110℃下干燥至恒重，其单位用毫克/升表示。
蒸发残渣是表示水中不挥发物质（在上述温度下）的量。它只能近似地表示水中溶解固形物的量，因为在该温度下有许多物质的湿
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精品好资料-如有侵权请联系网站删除 分和结晶水不能除尽，特别是在锅炉水中，常常会有许多难以在此温度下将湿分除尽的盐类，如NaSO4、NaOH、Na3PO4等，而且某些有机物在该温度下开始氧化。水中原有的碳酸氢盐在蒸发残渣中都转变成碳酸盐。 灼烧残渣
将蒸发残渣在800℃时灼烧残渣。因为在灼烧时有机物被烧掉，残存的湿分被蒸干，所以此指标近似于水中矿物残渣。但它们还不完全相同，因为在灼烧时，矿物残渣中的部分氯化物挥发掉，部分碳酸盐分解，有时还有一些硫酸盐被还原。 电导率
测定上述这些项目的工作量都比较大，需要一定的时间。如利用水中离子的导电能力来评价水中含盐量的多少，则操作简单，速度快，灵敏度也高，故它常作为自动控制的信号。指示水导电能力大小的 指标，称做电导率。电导率是电阻率的倒数，可用电导仪测定。电导率的大小除了和水中离子量有关外，还和离子的种类有关，故单凭电导率不能计算其含盐量。但当水中各种离子的相对量一定时，则离子总浓度愈大，其电导率也愈大，所以在实际应用中可直接以电导率反映水中含盐量。对于同一种水，电导率愈大，含盐量就愈大，水质越坏。对于含盐量较小的水，电导率的测定值有时是用NaCl的相对含量来表示的。它的含意为：假定其电导都是由于水中溶有NaCl的关系，因此将测得的电导换算成NaCl浓度来表示。
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精品好资料-如有侵权请联系网站删除 在实际应用中，如水中杂质的组成较稳定，则可以实测这种水的电导率和含盐量的关系曲线。
表示电导率的单位为西/厘米，它是电阻率单位欧.厘米的倒数。实用中，由于水的电导率常常很小，所以经常用微西/厘米做单位，它是西/厘米的1/106 。 硬 度
硬度是用来表示水中某些容易形成垢类以及洗涤时容易消耗肥皂一类物质。对于天然水来说，这些物质主要是钙、镁离子，所以通常把硬度看作是这两种离子。因此，总硬度（或简称硬度）就表示钙、镁离子之和。硬度可按水中存在的阴离子的情况，划分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度两类。现分述如下： 碳酸盐硬度
碳酸盐硬度是指水中钙、镁的碳酸氢盐、碳酸盐之和。但由于天然水中碳酸根的含量常很少，所以一般将碳酸盐硬度看作钙、镁的碳酸氢盐。
在有些文献中，还有所谓暂时硬度，它是指水在长期煮沸后可以沉淀掉的那一部分硬度，如以下反应式： Ca(HCO3)2 →CaCO3↓+H2O+CO2↑ Mg(HCO3)2→MgCO3↓+H2O+CO2↑ MgCO3+2H2O →Mg(OH)2 ↓+CO2↑ +H2O
从反应的结果看，碳酸氢钙、镁都转变成沉淀物，所以暂时硬度近似于碳酸盐硬度，故有时把它们看成一样的。但实际上两者还有
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精品好资料-如有侵权请联系网站删除 一点差别，因为在长期煮沸后的水中还溶解有少量的CaCO3。对于Mg（OH）来说，因它的溶解度非常小，所以对上述这两种表示法已无实际影响。 非碳酸盐硬度
水的总硬度和碳酸硬度之差就是非碳酸盐硬度，它们是钙、镁的氯化物和硫酸盐等。水沸腾时不能除去的硬度称为永久硬度，它近似于非碳酸盐硬度。
硬度的单位，现在常用的是毫摩尔/升，因为这种表示法是由化学观点出发的，应用较方便。此外，还有用ppmCaCO3和第德国度（℃）表示的，这三种单位的意义和关系举例说明如下： 以1升水中含有硬度盐类1毫摩尔为例，则第一种表示方法即为1毫摩尔／升，因1/2CaCO3的摩尔质量为50，所以它等于1×50，即50毫克CaCO3，故其硬度应表示成50毫克/升CaCO3或50ppmCaCO3；第三中表示法为先将1毫摩尔换算成CaO的毫克数，因1/2CaO的摩尔质量为28，故1毫摩尔等于28毫克CaO。其硬度应表示为28／10，即2.8。Ｇ。 碱度和酸度 碱度
碱度表示水中含OH—、CO32—、HCO3—量及其它一些弱酸盐类量的总和。因为这些盐类在水溶液中都呈碱性，可以用酸中和，所以归纳为碱度。在天然水中，碱度主要由HCO3—的盐类所组成。
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精品好资料-如有侵权请联系网站删除 因为碱度是用酸中和的办法来测定的，所以当采用的指示剂不同，也就是滴定终点不同时，所测得的物质也不同。常用的指示剂为甲基橙和酚酞。当用甲基橙为指示剂时，终点pH为4.3~4.5，测的的碱度称总碱度（M），用酚酞指示剂（指示终点PH8.3）称酚酞碱度(P)，是总碱度的一部分。
水中各类碱度的相互关系见下表： M和P之间的关系 P=A或M=0 A>2P A<2P A=2P P=0 酸度
酸度是指水中含有能与强碱（如NaOH、KOH等）起中和作用的物质的量。可能形成酸度的物质有强酸、强酸弱碱盐、酸式盐和弱酸。
在天然水中，酸度有H2CO3和HCO3—盐类。在水净化过程中，有时还可能出现强酸。 有机物和耗氧量
OH- P=A 0 2P-A 0 0 水中各类碱度含量 CO32- 0 2P 2M=2(A-P) A=2P=2M 0 HCO3- 0 A-2P 0 0 A=M 精品好资料-如有侵权请联系网站删除
精品好资料-如有侵权请联系网站删除 天然水中有机物的种类繁多，但不论是对某些有机物的量还是对有机物的总量，都难以准确测定，为此，人们拟定了许多可以大致估量有机物总量的方法。在这些方法中，用的最广的是耗氧量。 耗氧量
利用耗氧量来表征有机物多少的原理是基于有机物具有可氧化的共性。常用的高锰酸钾耗氧量法为：在一定条件下，用氧化剂（KＭnO4）处理水样，测定其反应过程中消耗的氧化剂量，其单位用毫克/升O2表示，即将消耗的氧化剂量换算成O2来表示。耗氧量所表示的实际上是水中全部易氧化的物质，其中虽然主要是有机物，但有时免不掉有一些无机物参与反应，如Fe2+等。
氧化剂KMnO4不能使水中所有有机物充分氧化，所以也有采用K2Cr2O7作为氧化剂的，则测得的耗氧量称为重铬酸钾耗氧量。K2Cr2O7在一定的条件下可以将有机物氧化得较完全， 用它测得耗氧量要比用KＭnO4的大2~3倍。
用重铬酸钾法测得的耗氧量可称为化学需氧量，通常用符号COD表示。 需氧量
生化需氧量表示用微生物氧化水中有机物所消耗的氧量，通常用符号“BOD”表示，单位为毫克/升O2。
生物氧化的整个过程一般可分成两个阶段。在第一阶段中，主要是有机物转化成CO2、H2O和NH3；第二阶段主要是NH3转化成NO2—和NO3—。
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精品好资料-如有侵权请联系网站删除 微生物的活动与环境有关，所以试验规定在温度为20℃和在黑暗的条件下进行。在这样的环境中，用微生物来完全氧化有机物需要21~28天。21天的时间太长，在实用上有困难，常以5天作为测定生化需氧量的时间，此时测得的量可用符号“BOD5”来表示。 有机物的方法
有时将测定灼烧残渣时算得的灼烧减量作为有机物，这种方法对于含盐量低的水比较近似，对于含盐量高的水误差则较大。还有，用波长为Uν-260nm(1nm=10-9米)的分光光度计测定水样的消光度，根据其大小来相对地衡量有机物的多少，这是因为水中的有机物常具有某些能吸收此紫外光的基团。此外，还有总有机碳（TOC）的测定法，这是将有机物燃烧成CO2，然后利用CO2吸收红外线的性能来测定其含量。
水中杂质对热力系统的危害
悬浮物和胶体会附着于树脂颗粒表面，降低交换容量，堵塞树脂层空隙，引起压力损失增加；并可逐步深入树脂层内部，恶化出水水质；它们还非常容易堵塞反渗透膜，使透水率下降，脱盐率降低。
溶解物质是水中阴、阳离子的总称，其中水中的钙、镁离子是结垢组分，进入热力设备后，会与水中的碳酸根、磷酸根、硅酸根在锅内形成水垢，使炉管发生垢下腐蚀及过热爆管；氯离子、硫酸根离子会加速金属的腐蚀，会使金属表面上的保护膜的保护性降低，尤其氯离子的离子半径小，穿透性强，容易穿过膜层，置换氧
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精品好资料-如有侵权请联系网站删除 原子形成氯化物，加速阳极过程的进行，使腐蚀加速，引起点腐蚀，氯离子还可引起不锈钢的应力腐蚀破裂。钠钾离子本身并无腐蚀性，但由于它的离子摩尔电导率较高，可以增加腐蚀电流，提高腐蚀电化学反应速度，有的研究指出，含有硬度的水经钠离子软化后腐蚀速率提高1.5~2.0倍；还以和阴离子结合，在过热器、汽轮机内形成盐类杂质，更易使汽轮机叶片发生应力腐蚀断裂(如氯化钠、氢氧化钠)；引起过热器的超温爆管和汽轮机的效率降低。
无垢的水冷壁能迅速将炉膛中的热量传递给管内的水,使之变为蒸汽,水冷壁管也因此被冷却,保持仅比水的饱和温度高30~50oC的水平。水垢的导热系数仅为钢铁的1/100~1/20，当水垢厚度超过1mm时，可是超高压机组的外壁温度升高150~200oC，超出金属的允许温度时会发生长期低温过热而蠕张爆破。沉积的垢还会引起闭塞区中局部酸腐蚀和碱腐蚀，又会引发脆性破裂故障。
氧在中性水中对金属的腐蚀起着重要的作用，在腐蚀着的金属表面上，起着阴极去极化剂的作用，除去氧后，就可降低金属的腐蚀速率；在纯水中，氧又是一种氧化性钝化剂，使金属免于腐蚀，即现在在大机组上采用的加氧处理技术就源于此因，它可使钢表面上形成均匀的赤铁矿保护膜。
二氧化碳溶于水中，生成碳酸盐或碳酸氢盐，使水的PH下降，水的酸性增加，将有助于氢的析出和金属表面膜的破坏，引起金属的腐蚀，在电厂水处理中，凝结水、给水加氨就是防止二氧化碳的腐蚀作用，但是在两相分配时，由于氨和二氧化碳的分配系数不
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精品好资料-如有侵权请联系网站删除 同，还可造成某些设备的腐蚀，如热力系统的加热器汽测、汽轮机低压缸的湿蒸汽区等部位，因此要求水汽系统中彻底去除二氧化碳。另外，较高浓度的二氧化碳还可降低离子交换树脂的交换容量甚至恶化水质。
典型的水处理流程与水质控制指标
水处理系统流程： 原水 预处理 反渗透 阳床 阴床 混床
（预处理指过滤器及超滤处理） 一、反渗透水处理
反渗透(RO)是以一张能选择性透过水而难透过溶质（盐类）的半透膜将淡水和盐水分开，以达到除盐的目的，由于不同的盐类物质渗透压是不同的，所以选择操作压力是设计反渗透的重要依据。水中悬浮物、水溶性大分子和难溶物质析出在膜上分别形成滤饼层、凝胶层及结构层使膜孔堵塞，使通水量和截留率降低。为了确保反渗透的正常运行，有两类物质需要在预处理过程中去除或进行控制，一类是造成膜污染的物质，包括：
以微细颗粒或胶体状态存在于原水中的不溶性物质 结垢性物质 金属氧化物 有机物
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精品好资料-如有侵权请联系网站删除 生物污染物
另一类是会引起末化学损坏的物质，包括：余氯、 PH值 （1）预处理方法 悬浮物和胶体物质的去除
这类物质包括淤泥、微细沙粒、铁的腐蚀产物、沉淀物、硬度沉淀物、氢氧化铝沉淀物、无机和有机胶体，这类物质用两个指标来控制：一个是浊度。一般卷式膜组件要求进水浊度小于1NTU，最好达到0.2NTU；另一个是SDI(淤塞密度指数)，一般卷式膜组件要求进水SDI小于5。
当采用悬浮物较小的地下水时，采用直流凝聚-多介质过滤工艺，在过滤前面加入PAC或PFS、FeCL3等，经过充分混合后与水中的胶体、悬浮物形成微絮体再通过多介质过滤器除去，混凝剂在低剂量（1~3mg/L）下就非常有效且不会增加过滤器的负担。多介质过滤器以无烟煤、细沙为过滤层，过滤器上层为粗、轻的滤料组成，而细和重的滤料在下层，其过滤机理为深层过滤。 结垢物质的控制
在反渗透的除盐过程中，原水中的溶解物质会因达到过饱和状态而析出，这些物质按其结垢倾向大小的顺序为：
碳酸钙>硫酸钙>二氧化硅>硫酸钡>硫酸锶>铝、铁、锰氧化物 在反渗透系统中最常见水垢为碳酸钙，但水垢一般很少为纯物质，通常以一种化合物为主并掺杂了多种其他化合物的混合物。
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精品好资料-如有侵权请联系网站删除 碳酸钙 以Langelier指数判断，将水的实际pH值与饱和pH（pHs）之差，称为饱和指数（LSI），LSI =PH-PHS，LSI=0时，水不结垢也不腐蚀；LSI<0时，水具腐蚀性；LSI>0时，水具结垢性。防垢方法采用加酸和添加阻垢剂。
硫酸盐 包括硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶，一般情况下，当硫酸盐的离子积IP 原水中呈悬浮态、胶态的有机物可通过前述方法除去，而溶解性有机物的去除方法有：用阳离子混凝剂出去电负性大分子有机物；投加氧化剂氧化、分解有机物；采用活性炭吸附；用超滤除去一定分子量的有机物。 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 杀菌处理 为防止RO细菌污染，通常采用氯、次氯酸钠、臭氧等杀菌剂，为了保真足够的接触时间，杀菌加入点应尽量靠前。CA膜要求余氯小于0.2~1.0mg/L，复合膜要求小于0.1mg/L。 脱氯的方法用亚硫酸氢钠，NaHSO3+CL2+H2O= NaHSO4+2HCL 该反应完成仅需数秒，加药点位于保安过滤器前，1mg/L CL2要求1.465 mg/L NaHSO3 （2）RO水质控制标准 检测项目 控制指标 聚酰胺聚醋酸中空纤纤维卷维膜 式膜 复合膜 检测周期 日常超标处理 水温（0C） 20~35 20~30 20~40 1次热交换器启动或/2h~1d 调解 PH 进 水 4.5~11 4~6 <1 3~11 <1 1次/4h 调解加酸量 1~2次/d SDI <3 <5 <5 1~2次/d 余氯（mg/L） <0.1 <0.2~1 <0.1 1~2次/d 调节NaCLO、NaHSO3量 检查保安过滤器 加强预处理 浊度（度） <0.5 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 CODMn <2 <3 <0.2 <3 <0.2 1次/d 1次/d 加强预处理 调节阻垢剂量 Fe（mg/L） <0.1 [Ca2+][SO42+] <3*10-5 <3*10-5 3*10-5 1次/d 电导率（us/cm） 流量（t/h） 压力（Pa） 透PH 过CODMn 水 电导率（us/cm） 流量（t/h） 浓余氯缩（mg/L） 水 [Ca2+][SO42+] <10-4 流量（t/h） 压力（Pa） 脱盐率（%） 设计指标（约90%） 设计指标 <10-4 <10-4 1次/d <0.1 >0.1 <0.1 1次/d 设计指标 4.5~11 4~6 3~11 设计指标 1~2次/d 1次/2h 调阀门 1次/2h 调阀门 1次/4h 调解加酸量 1次/d 1次/d 1次/2h 调阀门 调节NaCLO量 调节阻垢剂量 1次/2h 调阀门 1次/2h 1次/d 清洗或更换RO芯 回收率（%） 离子交换水处理 设计指标（约75%） 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 当水通过H型强酸树脂后，水中的阳离子与树脂上的H+交换，树脂上的H+进入水中，和水中的阴离子等形成相应的酸，反应如下： RH+（Na、Ca2+、Mg2+）-------R（Na、Ca2+、Mg2+）+HCL+H2SO4+H2CO3+HsiO3 阳床出水经过阴床时，阴离子和OH树脂发生交换，与H结合成水： ROH+ HCL+H2SO4+H2CO3+HsiO3------R(CL 、SO42- 、CO32-、SiO32-)+H2O，这样，水中的盐类就转换成水而被出去，即水经过阳、阴床后就变成了除盐水。 当树脂充分吸着了被交换离子后，即树脂失效后，应对其再生，利用一定浓度的酸、碱溶液通过失效树脂层，利用H、OH根离子将树脂上吸着的阳、阴离子置换下来，恢复其交换能力。 R（Na、Ca2+、Mg2+）+ HCL------ RH+NaCL+CaCL2+MgCL2 R(CL、SO42- CO32-、SiO32-)+NaOH------ ROH+Na2SO4+ NaCL+NaHCO3+Na2SiO3 离子交换树脂对不同离子的亲和力是不同的，树脂在常温、低浓度的水溶液中对常见离子选择性吸附次序如下： 强酸阳离子交换树脂：Fe3+〉AL3+〉Ca2+〉Mg2+〉K+〉Na+〉H+〉Li+ 强碱阴离子交换树脂：SO42-〉NO3-〉Cl-〉OH-〉F-〉HCO3-〉HSiO3- 水经阳、阴床一级除盐后，出水水质为导电度<5 us/cm，二氧化硅<100ug/L，这样仍不能满足亚临界机组的水质要求，所以将混 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 床串联在一级除盐后，进一步提高出水水质。此时出水电导率<0.1 us/cm，二氧化硅<10ug/，PH中性，近理论纯水的标准。在混床运行中，由于阳、阴树脂互相渗入，紧密接触，所以阳、阴离子交换反应同时进行。或者说水中阳、阴离子交换反应是多次反复进行的。因此阳离子产生的H离子和阴离子交换反应产生的OH离子都不会累积起来，而是相互中和生成H2O，是交换反应进行得很完全，出水纯度很高。交换反应可用下式表示： 2 RH+2 ROH+ NaCL+CaCL2+MgCL2+ Na2SO4+ NaCL+NaHCO3+Na2SiO3------- R2（Na、Ca2+、Mg2+）+ R2(CL 、SO42- 、CO32-、SiO32-)+H2O，混床中的树脂失效后，应先将两种树脂分离，然后分别进行再生后，再将两种树脂用压缩空气混合均匀，重新投入运行。 凝结水精处理 随着发电机组参数的提高，给水水质对机组安全运行越来越重要，所要求的给水水质也越来越高，现将亚临界参数以上汽包炉及直流炉的给水水质标准列于下表，从这些标准的数值来看，在机组的长期运行中，要想稳定的达到这些要求，不对汽轮机凝结水做进一步处理是很难实现的。因此目前亚临界参数以上的汽包炉及直流炉机组，一般都设有凝结水处理装置。 高参数机组给水水质标准 锅炉硬度 溶氧 铁 铜 钠 SiO2 PH 联胺 油 电导率 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 参数 (μ(μ(μ(μ(μ(μ(25℃) (μ(μ(25℃，mol/g/L) g/L) g/L) g/L) g/L) L) g/L) g/L) H+， μs/cm) 8 8~9 15 68~ 18 62MPa 直流炉(亚临界参数及以下) 0 ≤7 ≤≤10 5 ≤10 ≤20 0 ≤7 ≤≤20 5 — ≤20 3 或 10~3≤0 0.3 ≤0.3 9 0~9 4 8 8~9 3 或 10~3≤0 0.3 ≤0.3 9 0~9 4 AVT时 AVT时 超临界直流炉 ≤5~7 0 CWT时 30~150 ≤10 ≤2~≤≤AVT时 ≤8 8-9 6 ≤0.3 CWT时 ≤0.15~0.2 高参数汽轮机组凝结水水质标准 硬度 溶氧 钠 电导率 SiO2 (μg/L) (25℃，H+， μs/cm) 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 2~5 10~20 5 CWT时 8~9 锅炉参数 (μmol/L) (μg/L) (μg/L) 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 保证炉15 68~ 18 62MPa — ≤30 ≤10 水SiO2合格 凝结水精处理的作用 在高参数机组中设置凝结水处理装置可提高凝结水质，降低了凝结水含盐量和铜铁等金属腐蚀产物含量，提高了给水品质；可减少因凝汽器泄漏而带来的停机次数，在凝汽器轻微泄漏时可保证机组正常运行，在凝汽器较大泄漏时可保证机组的安全停机；减少机组启动的冲洗时间，既节约了冲洗用水，又增加了发电时间。 (1)去除凝结水中金属腐蚀产物 由于设备和管道的金属腐蚀，使凝结水中含有金属腐蚀产物，主要是铁和铜的氧化物。它们是以微粒形式存在于水中的，真正呈溶解状态的很少。 凝结水中金属腐蚀产物的量与很多因素有关，比如机组运行工况，设备停备用保护的好坏，凝结水的pH值，溶解氧含量等。在机组正常运行中，要想降低给水中的铜铁含量是很困难的，而设置了凝结水处理装置，对凝结水中金属氧化物微粒进行滤除，就可以使凝结水中铜铁含量大大下降，保证给水品质。在机组启动时，由于设备停备用期间的腐蚀及启动时水流的冲刷，凝结水中铜铁含量达到毫克/升级，比正常运行时凝结水中铜铁含量高出几十倍，导致长时间的大量排水冲洗，才能达到凝结水回收标准（铁≤100微克/升）。这不仅浪费了大量冲洗 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 ≤0 3 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 水，而且延长了启动时间，减少了发电量。比如某亚临界汽包炉没有设置凝结水处理装置，第一次启动时，仅冲洗就需近一个月时间，若设置精处理，可以大大缩短了冲洗时间，仅发电量的增加就足以抵消凝结水处理装置的投资费用。从经济角度上看，设置凝结水处理装置也是合理的。 （2）去除凝结水中微量溶解盐 凝结水中微量溶解盐主要来自两个方面：蒸汽带入的杂质及凝汽器泄漏带入的杂质。 蒸汽带入的杂质量是有限的，对亚临界汽包炉及直流炉，饱和蒸汽允许含钠量不大于10微克/升，二氧化硅不大于20微克/升，实际运行值可能会远低于标准值，进入汽轮机的蒸汽中的杂质含量也会远低于标准值。 凝汽器泄漏会使冷却水漏入凝结水中，使凝结水中杂质的主要来源。凝汽器中装有几万根热交换管（黄铜管或钛管），极易发生泄漏。凝汽器的泄漏分两种情况：较大的泄漏和轻微的泄漏。较大的泄漏多发生在凝汽器管子应力破裂、管子与隔板摩擦穿孔或大面积腐蚀穿孔的时候，此时大量冷水进入凝结水中，凝结水质严重恶化；轻微的泄漏多是由于凝汽器管子轻微腐蚀穿孔或管子与端板胀接处不严密，造成冷却水渗入到凝结水中。即使制造和安装质量都较好的凝汽器，在机组长期运行中，负荷和工况的变动引起凝汽器管束的振动与膨胀收缩，也 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 会使管子与端板除连接的严密性降低，造成轻微泄漏。 当用淡水作为冷却水时，凝汽器允许泄漏率一般应小于0.02%，严密性较好的凝汽器，泄漏率可以低于0.005%；当用海水冷却时，要求泄漏率小于0.004%。 以某300MW机组为例，若蒸发量1000t/h，凝结水量370t/h，不同水质的冷却水在不同泄漏率时造成凝结水中杂质含量上升的情况列于下表，可以看出，即使在允许泄漏率情况下，泄漏造成的凝结水质的变化已经是不允许的，必须设置凝结水处理装置来去除这些漏入的杂质。 从另一方面讲，在凝汽器发生大面积泄漏时，如果有凝结水处理装置，就可以避免紧急停机，从而减少凝汽器泄漏而带来的停机次数。 表：不同冷却水质在凝汽器泄漏时对凝结水质的影响 凝结水质的变化值 项目 硬度(μmol/L) 冷却水为淡水（Na+100mg/L，硬度5mmol/L） 泄漏率0.02% 泄漏率0.005% 冷却水为海水泄漏率0.005% 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 钠(μg/L) 1 20 5 0.25 688 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 （NaCl3.5%） 泄漏率0.0004% 55 凝结水处理的适用范围 凝结水处理的适用范围如下：①直流炉机组；②亚临界参数以上的汽包锅炉机组；③用海水或苦咸水做冷却水的高压机组及超高压机组；④带有间接空冷凝汽器的超高压机组 凝结水处理的原则性系统 凝结水处理系统原则上有三部分组成：前置过滤器—除盐—后置过滤器。前置过滤器主要用来去除水中的金属腐蚀产物氧化铁和氧化铜的微粒；后置过滤器主要用于截留除盐装置漏出的碎树脂，目前常用树脂捕捉器代替。 （1）设置前置过滤设备。该设备与凝结水除盐设备一起运行。 （2）不设置前置过滤设备，仅利用空气擦洗高速混床兼做过滤之用。 在没用前置过滤器时，凝结水中金属腐蚀产物的颗粒会被混床树脂所截留，粘附于树脂表面，难以清洗，使混床运行压降增大，甚至出水含铁量上升。因此一般的混床时不能兼做过滤作用的。 要兼做过滤除铁的混床必须能彻底清除树脂上粘附的金属氧化物。由于金属氧化物相对密度较大（氧化铁达5.2g/cm3），反洗时很难冲洗出去，可以采用空气强力擦洗，时树脂表面粘附的金属氧化物脱落。金属氧化物密度大，易沉在底部，在用水从上向下淋 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 洗，将金属氧化物从下部排走，此即为空气擦洗高速混床的清洗工作原理。 空气擦洗—水洗的次数必须多次进行，机组启动时运行的混床需20~40次，正常运行时的混床也需10~20次才能清洗干净。这种方法去除树脂上氧化铁颗粒可达90%以上，可以满足长期运行的需要。 凝结水精处理混床的出水质量标准： 项目 硬度 (μmol/L) 数值 ~0 ≤5 ≤2 ≤1 ≤10 铁 铜 钠 SiO2 电导率 (μg/L) (μg/L) (μg/L) (μg/L) (25℃，μs/cm) ≤0.1 汽水循环系统水汽质量标准与水质管理 一、锅内的杂质和沉积物 在火力发电厂中，锅炉、汽轮机、凝汽器、加热器、除氧器以及各种附属设备组成热力系统。水和蒸汽作为工质在这个热力系统中进行不断的循环。在长期运行中水处理不善，凝汽器渗漏，系统中某些设备、管道发生不同程度的腐蚀等，均会使工质中含有杂质。这些杂质是引起热力设备结垢、积盐和腐蚀的主要原因。 锅内各种杂质的来源分为两个方面：一是来自锅内金属母材的腐蚀产物；二是由炉前的给水、凝结水和补给水等系统带入的不纯 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 物质；三是炉内加药带入的杂质。究竟以何为主，因锅炉条件和水处理状况而异。现将来自炉前系统的杂质分述如下： (1)凝汽器泄漏（昱光电厂属于空冷系统，不在此列） 当冷却水从凝汽器不严密处漏入其蒸汽侧时，冷却水中的杂质就会随之进入蒸汽凝结水中。进入凝结水中的各种盐类物质的含量，取决于漏入的冷却水量和冷却水质，它直接影响炉水的水化学工况，并在锅内形成酸性物质或析出碱性物质，引起锅炉受热面的腐蚀或形成沉积物。近年来，凝汽器泄漏、凝结水硬度超标，已成为锅炉结垢、腐蚀爆管的主要原因之一。 凝汽器的结构不同、运行工况不同，泄漏入的冷却水量也有很大差异。严密性很好的凝汽器，可以做到渗入的冷却水量为汽轮机额定负荷时凝结水量的0.0035%-0.01%，一般凝汽器在正常运行条件下，其泄漏率为0.01%-0.05%。 凝汽器的汽侧漏入空气或低压缸接合面与汽轮机端部的汽封装置漏入空气等，均会增加凝结水中氧和二氧化碳的含量。特别是当凝汽器汽侧负压较小（50%），且冷却水温偏低时，将有大量空气漏入，造成凝汽器除氧条件恶化，使凝汽器出口的凝结水氧含量增加。 因此，凝汽器泄漏往往是杂质进入锅炉的主要原因。 (2)锅炉补给水中杂质进入给水系统 在原水水质恶化、药剂质量下降、水处理设备出现缺陷、运行操作以及管理不当时，会使锅炉补给水质量下降，携带较多杂质进 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 入给水系统。当原水受到污染时，还应注意到天然或合成有机物引起的不良影响。 (3)生产回水和疏水中的杂质进入给水系统 为了节水和利用余热，要尽力回收生产回水和疏水，但从热用户返回的供热蒸汽凝结水和热力系统内各辅助设备的凝结水（即疏水），往往易受外界杂质的污染，若生产回水和疏水中主要杂质含量超过下表所列控制标准，则应对其进行相应处理，以免大量杂质进入给水系统。 (4)金属的腐蚀产物随给水带入锅内 目前大多数锅炉其锅内的沉积物是以腐蚀产物为主。这些物质多是由于锅炉、管道及附属设备，在运行、停运和检修过程中发生腐蚀而产生的，尤其是在机组启动时，若系统及设备冲洗不佳，将有较多的腐蚀产物被带入锅内。据国内外有关资料的分析，锅内腐蚀产物的来源如表所列。 生产回水和疏水控制标准 硬度 铁 油 锅炉类型 锅内腐蚀产物的来源 母材腐蚀给水带(%) 自然循环 锅炉 直流锅炉 30 20~40 70 60~80 入(%) （µmol/（µg/L（µg/LL） ） ） 生产回水 ≤2.5 ≤100 ≤1 — 疏 ≤2.5 ≤50 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 水 (5)药品的影响 超临界锅炉 50~60 40~50 炉内处理用药剂的质量也是影响水中杂质进入锅炉的因素之一。 在锅炉运行过程中，因炉水急剧蒸发、浓缩，析出的固态物质和炉管内表面腐蚀生成的腐蚀产物，粘附于金属壁面，这种固体物质称为沉积物。它是导热性很差的物质，会导致炉管的过热和加速炉管沉积物下的腐蚀，以致造成锅炉的损坏。在大容量、高参数的锅炉内其影响更为突出。 沉积物的外观、物理性质和化学组成，随锅炉参数、生成部位、水质条件和受热面负荷的不同而有较大的差异。因此，沉积物的分类也不完全相同。有的按理化性质将沉积物分成以下几种类型，美国燃料公司的分类如下表所示。 沉积物分类及特性 沉积物 沉 积 物 成 分 铁氧化物 软质层 硬质层 第一类 第二类 第三类 第四类 第五类 薄而稳定 薄而稳定 无 无 薄有增长 开始变厚 无 无 无明显分层 厚而粘结 少量 无 较薄 适厚开始粘 10% 10% 薄有增长 厚而粘结 10% 10% 磷酸根 钙、镁 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 锌、铜、镍 二氧化硅 沉积层下腐蚀 微量 微量 微量 微量 20% 微量 一般 20% 5% 有 20% 5% 有 不发生 有可能 第一类沉积物主要是磁性氧化铁，它由很薄的“硬质层”和“软质层”组成。严格按照化学监督规程运行的超临界锅炉内的沉积物通常是这样的。亚临界锅炉的给水系统若采用钢管加热器，则产生的也是此类沉积物。 第二类沉积物的特性基本与第一类相似。但产生第二类沉积物说明炉前系统腐蚀严重，并在多次启动时超过化学监督的规定，沉积物数量增多。 第三类沉积物80%-100%是氧化铁，无明显分层现象，它是较硬的粘结层。 第四类沉积物为采用协调磷酸盐处理的亚临界锅炉，发生凝汽器泄漏之后形成的。此类沉积物的特点是氧化铁含量高并带有少量钙、镁盐和磷酸盐（达10%）。它表明了软质层已被杂质填充粘结。 第五类沉积物与第四类沉积物相似，它的产生是由于炉前系统腐蚀严重，加上汽轮机凝汽器泄漏等，其杂质被浓缩和沉积在“软质层”内，其中还有铜、锌和铁的磷酸盐组分，这些沉积物厚而粘结。 杂值和沉积物的控制途径 进行严格的水汽质量管理 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 （1）选用取样点及分析的基本原则 凝结水泵出口 阳电导率 对蒸汽带过的杂质及凝汽器泄漏检测至关重要。 钠 由于钠的化合物（氢氧化钠、氯化钠）是锅炉机组两个主要化学杂值，凝结水中钠的监测如浓度很低，可显示锅炉蒸汽质量良好，不需加大排污。 氧 凝结水泵出口的溶解氧是直接测量腐蚀产物的可能性，它还显示凝汽器排空系统的完好。 省煤器入口 阳电导率 省煤器阳电导率反映了个别阴离子的总和（凝汽器泄漏、补给水带入、精混漏氯离子），还反映由于空气泄漏的二氧化碳。 氧 测量省煤器入口的溶解氧，校正上游除氧器及化学除氧的效果，以减少氧进入锅炉 PH 凝结水及给水PH的调节，用以减缓凝结水及给水设备和管道酸性气体的腐蚀，连续测定反映了系统如何对酸性气体腐蚀的保护 比电导率 在省煤器入口比电导率的测定指示了联氨和氨再正常运行条件下的浓度。 联氨 省煤器入口的测量反映了它与给水中溶解氧反应后的残余量，这结果与溶解氧测定显示了除氧是否足够，以防止锅炉表面的氧腐蚀。 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 炉水 PH 因锅炉的腐蚀是PH的函数，减性PH能增加锅炉金属表面的保护性磁性氧化铁膜，炉水PH必须与磷酸根浓度、钠浓度、氨浓度同时测定，已决定锅炉磷酸盐处理方式是否正确。 磷酸根 连续测定磷酸根使锅炉免受硬度及铁的侵蚀，并测定是否存在磷酸盐暂时消失、钠/磷酸根比例是否维持。 二氧化硅 炉水中二氧化硅是为了保证蒸汽质量，二氧化硅将在汽轮机内沉积，使汽轮机效率及出力受影响，此外这垢很难去除 比电导率 作为炉水中溶解固体的间接测定 阳电导率 指示炉水中的阴离子浓度，防止炉管发生酸腐蚀。 主蒸汽/再热蒸汽 钠 连续测定钠对保证进入汽轮机的蒸汽纯度很重要，结合炉水中的钠含量可以估测炉水中的蒸汽携带 二氧化硅 指示进入汽轮机内的蒸汽的纯度，可表示汽轮机内是否会积硅垢，也决定锅炉排污率的大小。 阳电导率 可指示蒸汽中有害盐类和酸类，这些将使汽轮机腐蚀 凝结水储箱 二氧化硅 连续测定可是运行人员知晓除盐装置是否穿透。 阳电导率 连续测定可是运行人员知晓除盐装置是否穿透，是否对凝汽器泄漏的判断有影响。 (2)亚临界机组应控制的汽水品质 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 为了使汽水循环系统中所有的设备部件不会由于腐蚀和产生沉积而影响电厂效率，机组在连续运行中须达到下述水汽标准 参数 CC(us/cm) PH N2H4(ug/L) 给水 <0.1 9~9.3 10~30 锅炉水 <3 9~9.3 <200 蒸汽 <0.1 <20 <20 <3 启动 <0.5 <50 <50 SiO2(ug/L) <20 Fe(ug/L) Cu(ug/L) O2(ug/L) <20 <3 <7 在非正常动作的情况下（凝汽器泄漏、炉水中有硬度时）加入磷酸三钠。在正常运行期间，磷酸盐加药设备处于备用状态 参数 CC(us/cm) PH PO4(mg/L) （3）水质异常管理 水汽质量偏离上述任何控制值，都清楚地表明某种故障的隐藏或发生，为了避免沉积和腐蚀，因尽快处理返回连续运行的控制值，下述先介绍水质故障诊断中的原因和对策 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 锅炉水 <30 9.3~9.7 <3 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 区故域 障 原因 对策 冷查找却漏点水泄并堵漏 漏 补给水质量差 凝结水精处理泄漏 检查除盐水装置 检查凝结水 CC高 除盐水质量 减少补给水需求 检查凝结水精处理装置 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 氨地加药速率低 PH低 增加氨的加药速率 参考凝结水区域 检查除盐水质量 启动凝结水精给处理CC装置或切换精处理混床 检查凝结水系统 水 高 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 空气泄漏 联氨加药速率低 检查凝结水、给水有无O2高 空气泄漏 增加联氨加药速率 氨的加药速率低 增加向凝PH低 结水中的加氨量 盐类浓度高 增加或打开排锅炉炉水 CC高 盐污染 污 切换凝结水精精品好资料-如有侵权请联系网站删除 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 处理装置 检查凝结水、给水是否污染（凝汽器泄漏）和打开排污 启动磷酸盐加药系统 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 锅炉水的盐度系数高 汽水循环受有机物污染 增加或打开排污 检查除盐蒸水质DD量，有无有机物 减小机组补水量 汽 高 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 锅炉水的浓度系数高 补给水质量差 增加或打开排污 检查SiO2高 除盐水质量 检查除盐水装置 水质异常时的处理程序： 当水汽质量指标超出规定的化学数值时，第一个采取的行动是检查取样系统中的下列要点 1．足够的样品流量 2. 合适取样温度 3．阳离子交换器充分再生 4．监测仪表校验良好 5．必要的手工化验确认 然后综合分析系统中水、气质量的变化，判断确知某种故障后，立即向部门领导汇报，提出处理对策，领导应责成有关部门执行措 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 施，使水汽质量在允许时间内恢复到标准值，下列三级处理值的含义和处理值为： 一级处理值-----又因杂值造成腐蚀、结垢、积盐的可能性，应在72小时恢复至标准值。 二级处理值-----肯定有杂值造成腐蚀、结垢、积盐的可能性，应在24小时恢复至标准值。 三级处理值-----正在快速腐蚀、结垢、积盐，如水质不好转，应在4小时内停炉 在正常处理的每一级中，如在规定时间内尚不能恢复正常，则应采用更高一级的处理方法，对于汽包炉，恢复标准的办法之一是降压运行，三级处理值见下列各表 表： 凝结水水质异常时的处理值 项 目 电导率（经氢离子交换后，２５℃） us/cm 硬度，umol/L 有混床 ≈0 标准值 一级 处 理 值 二级 0.35-0.60 0.40-0.65 ____ ＞5.0 ____ 10-20 ＞0.65 三级 ＞0.60 有混床 ≤0.20 0.20-0.35 无混床 ≤0.30 0.30-0.40 ＞2.0 无混床 ≤2.0 ＞2.0 注： 用海水冷却的电厂，当凝结水的含钠量大于４００ug/l时，应紧急停机。 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 表： 锅炉给水水质异常时的处理值 项 目 标准值 ___ ___ 一级 处 理 值 二级 三级 PH(25℃) 无铜系统 9.0-9.5 ＜9.0或＞9.5 有铜系统 8.8-9.3 ＜8.8或＞9.3 电导率（氢导，25℃），us/cm 溶解氧ug/l ≤7 ＞7 ≤0.30 0.30-0.40 ___ ___ 0.40-0.65 ＞20 ＞0.65 ___ 表：锅炉炉水水质异常时的处理值 项 目 标准值 ＰＨ 磷酸盐处理 9.0-10.0 挥发性处理 9.0-9.5 当锅炉水出现水质异常情况时，还应测定炉水中氯离子含量、含钠量、电导率和碱度，以便查明原因，采取对策。 （4）机组启动期间的水汽质量标准 9.0-8.0 8.0-7.5 ＜7.5 9.0-8.5 8.5-8.0 ＜8.0 一级 处 理 值 二级 三级 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 停、备用机组在启动时，一般系统较脏，水中Fe、SiO2含量较高，若机组启动监督把关不严，大量的腐蚀产物转入炉内，加速在炉内的沉积；有的腐蚀产物还会随蒸汽进入汽轮机内。另一方面，机组启动时由于蒸汽不足，除氧器除氧效果差，蒸汽往往数小时才能达到正常标准。因此，须制定严格的水汽质量标准来执行。 汽轮机冲转前的蒸汽质量标准： DD<0.5us/cm；Fe、SiO2<50ug/L 锅炉启动时给水质量： 给水：PH 9~9.5；N2H4 50~100 ug/L；O2<30 ug/L,Fe<50 ug/L，SiO2<30 ug/L； DD<0.2us/cm 机组启动时凝结水回收质量标准： Fe<80 ug/L，SiO2<80 ug/L；硬度≈0 高、低加疏水Fe〉400 ug/L时应排放不予回收，Fe<300 ~400ug/L时，可通过凝结水精处理设备进行处理。 给水加氨、联氨处理 在火电厂，为防止锅炉给水对金属材料的腐蚀，通常需要进行给水pH值的调节。给水pH值的控制，根据机组类型、锅炉运行所采用的水化学工况及给水水质等因素来决定；同时必须考虑对铜和铁等不同材质金属的防蚀效果。下表为碱性水工况汽包炉给水pH值控制标准。 锅炉给水pH值的控制标准（25℃） 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 炉 型 锅炉水化学工况 工作压力（Mpa） 低压加热器为铜管 低压加热器为钢管 汽包炉 碱性水工况 ＞5.88 ≤18.62 8.8~9.3 9.0~9.4 给水pH值的调节不宜使用固体碱化剂，以避免在电厂热力系统中产生沉积和引起腐蚀。氨是一种易挥发的碱化剂，具有遇热不易分解等性质，因此给水pH值的调节一般采用加氨处理。 运行实践证明，正确进行氨处理，热力设备的铜和铁的腐蚀明显减少。这有利于降低汽水循环系统中的铜、铁含量，并可减少锅炉受热面上金属氧化物的沉积量，延长锅炉化学清洗时间间隔，有效保证锅炉的经济运行。 （1）给水加氨处理 在一般情况下，锅炉给水pH值过低的原因是由于它含有游离CO2等酸类物质，对热力设备造成腐蚀。所以加氨就相当于用氨水溶液的碱性来中和碳酸等酸类物质的酸性。通常，加氨的目的就是根据锅炉运行时水化学工况的要求，将给水的pH值调节在8.0以上。 氨的电离 氨的水溶液称为氨水，呈碱性，按下式电离： NH3H2ONH4OHNH4OH KNH3[NH4][OH] [NH4OH] 式中：KNH——氨的电离平衡常数； 3精品好资料-如有侵权请联系网站删除 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 [NH4]——平衡时水中的氨离子浓度，mol/L； [OH]——平衡时水中氢氧根浓度，mol/L； [NH4OH]——平衡时水中氨浓度，mol/L。 平衡常数KNH受温度的影响，温度增加，KNH减小。也就是说随 33水温的升高，氨的电离度降低，其碱性减弱。 根据氨在纯水中的电离平衡，得出水中氨浓度与溶液pH值的关系，关系式如下： [H]3[H]2(CNH3KNH3)[H]KWKNH3KW0 式中：[H]——氢离子浓度，mol/L； CNH——水中氨的总浓度，mol/L。 3上式可简化为： [H]2KW/(K2NH34CNH3KNH3KNH3) 此外，根据稀溶液中离子的摩尔电导得出水中氨浓度与溶液电导率的关系，对于指导电厂给水加氨处理和给水pH值监督是很有用的。 中和作用 氨水和水中二元碳酸（H2CO3）的中和反应有以下两步： NH4OH+H2CO3→NH4HCO3+H2O NH4HCO3+NH4OH→(NH4)2CO3+H2O 根据计算，加入的氨量恰好中和H2CO3至NH4HCO3，则该溶液的pH值为7.9，若中和至(NH4)2CO3，则该溶液的pH值为9.2。 氨的分配系数 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 分配系数KF是指汽水两相共存时，某物质在蒸汽中的浓度同与此蒸汽相接触的水中该物质浓度的比值。氨同二氧化碳的分配系数都大于1,但氨的分配系数远小于二氧化碳。分配系数受温度（压力）的影响。 由氨的分配系数可以得知，在汽水循环系统的各部位，氨浓度的分布是不相同的。在凝汽器中，二氧化碳先于氨由抽汽口排出，而含有较多氨的蒸汽在凝汽器不流动部位凝结时，凝结水中的氨浓度很高，可达50mg/L以上，此现象称为氨的富集，它会引起铜合金材料的氨蚀。 络合作用——铜合金的氨蚀问题 某些金属离子在有氨的水溶液中，能形成稳定的可溶性络离 子。如：水中的Cu2+和Zn2+，在有氨时会形成铜氨络离子Cu(NH3)24和 锌氨络离子Zn(NH3)24。它们的络合稳定常数lgK稳（20℃，离子强度 I=0.1）分别为12.59和9.07。 Cu24NH3Cu(NH3)24 Zn24NH3Zn(NH3)24 在电厂热力系统采用铜合金材料的低压加热器和凝汽器中，由于氨和氧的存在，加快了铜合金材料的溶解，这就是通常所说的铜管的氨腐蚀问题，其化学腐蚀过程如下： 0 阳极过程：Cu2NH3eCu(NH3)2 E=–0.12V 0 Zn4NH32eZn(NH3)2 E=––0.01V 4 阴极过程：O22H2O4e4OH E0=+0.80V 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 1NH 自催化作用：H2O2Cu(NH3)O242Cu(NH3)2242OH 32 Cu(NH3)24eCu(NH3)22NH3 在凝汽器空抽区中，黄铜的氨腐蚀主要取决于凝结水中氨的浓度和凝汽器的过冷度。 （2）给水联氨处理 火力发电厂的锅炉给水除氧都是在热力除氧的基础上辅以化学除氧。高参数以上的锅炉目前大都使用联氨（N2H4）进行化学除氧。 采用联氨除氧的优点是：联氨与氧的反应产物及过剩联氨在高温下的分解产物都不会产生固体物，因而不会使锅炉给水中的含盐量增加。但是，联氨在低温时与水中溶解氧的反应速度慢，同时联氨被认为对人可能有致癌作用。针对以上的问题，近年来国外研究并开发了多种新型的化学除氧剂，尤其在美国，新型除氧剂已在电厂和其它工厂中试用；国内也正在着手进行除氧剂的研究和开发工作。从新型除氧剂的性能和使用安全与健康角度考虑，它们会有广泛的应用前景。 1）联氨的性质 联氨（N2H4）又称为肼。在常温下是一种无色液体。它具有挥发性、有害、易燃、易溶于水和乙醇等特点。联氨是一种还原剂，具有弱碱性，遇热会分解。市售联氨一般是40%水合联氨。 a）物理性质：联氨的一般物理性质列于下表中。空气中的联氨对人体有侵害作用，故空气中联氨蒸汽量最高不允许超过 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 1mg/L。当空气中联氨蒸汽的浓度超过4.7%（按体积计）时，遇火会发生爆炸。 密度25℃ （g/mL） 联 氨（N2H4） 水合联氨（N2H4·H2O） b）化学性质： 还原性 联氨在碱性水溶液中，是一种很强的还原剂。它可将水中溶解氧还原，如下式： N2H4+O2 N2+2H2O 反应产物N2和H2O对热力系统的运行没有害处。 此外，联氨的还原性质还可防止锅炉内产生铁垢和铜垢，反应式如下： 6Fe2O3 + N2H4 4Fe3O4 + N2 + 2H2O 2Fe3O4 + N2H4 6FeO + N2 + 2H2O 2FeO + N2H4 2Fe + N2 + 2H2O 4CuO + N2H4 2Cu2O + N2 + 2H2O 2Cu2O + N2H4 4Cu + N2 + 2H2O 弱碱性 联氨的水溶液显弱碱性，在水中按下式电离： N2H4H2ON2H3OH沸点0.1Mpa (℃) 113.5 凝固点0.1Mpa (℃) 1.4 项 目 闪点 （℃） 1.004 52 119.5 ＜–40 90 K1=0.5×10–7 (25℃) 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 2N2H5H2ON2H6OH K2=0.5×10–16 (25℃) 热分解 联氨遇热按下式分解： 3N2H4 N2 + 4NH3 在没有催化剂的情况下，N2H4的分解速度决定于温度。如在300℃和pH值约为9时，N2H4完全分解需10min。实际上，剩余的N2H4，在进入锅炉内部以后，才发生迅速分解。 联氨除氧的条件 联氨和水中溶解氧的反应速度受温度、pH值和联氨过剩量的影响。为使联氨和水中溶解氧的反应进行迅速和完全，必须维持以下条件： a）必须使水中联氨有足够的过剩量。 联氨同氧的化学反应是一种二元反应，反应速度同水中联氨及溶解氧浓度成正比： d[N2H4]K[N2H4][O2] d式中：d[N2H4]——反应速度，mmol/（L·S）； d [N2H4]——水中联氨浓度，mmol/L； [O2]——水中溶解氧浓度，mmol/L； K——比例常数。 理论上联氨同氧反应是等物质量的。在实际控制上，为了加快反应速度，联氨的剂量通常为理论值的2-4倍，当有催化剂存在时，过剩量可以小些。 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 b）必须使水维持一定的pH值。 pH值在9-11之间时，反应速度最快。因此以除盐水作补给水时，在给水加联氨前必须先加氨处理，使给水的pH值提高到8.5以上。 c）必须有足够的反应温度。 温下，联氨同溶解氧的反应速度是比较慢的，一般长达数小时，当温度升高时，反应速度急剧增加。通常在除氧器出口处加入联氨，此处给水温度达150℃以上，联氨同溶解氧的反应时间仅数分钟。 2．催化联氨的使用 催化联氨又叫活性联氨，它是在水合联氨中加入微量的催化剂配制成的。催化剂一般是有机化合物，如对苯二酚，1–苯基–3–吡唑烷酮等，不采用铜、锰、铁等金属化合物作催化剂。催化联氨大大提高了联氨和氧的反应速度，尤其是在低温水中，催化联氨效果显著地超过普通联氨。因此，催化联氨可以用于凝结水一给水系统的除氧处理，也就是可将联氨的加药点移到凝结水泵出口处。 3、给水氧化性水工况 在给水采用氨、联氨（AVT）处理时，Fe-H2O体系处于还原性气氛中，依靠提高给水PH值在钢材表面形成磁性氧化铁保护膜。其中亚铁的溶解度较大，在高温水中也有几十微克/升的溶解量，致使给水系统、疏水系统碳钢制设备管道在高速流动的纯水中易发生流动加速腐蚀（FAC），使得给水中铁浓度在5~10ppb，产生黑色粉末状腐蚀产物，被水流带入锅炉，加快锅炉的结垢速率。经加氧处理后，Fe-H2O体系电位向正移动，在钢材表面形成双层保护膜。内层为紧密的Fe3O4膜层，外层被氧化，形成红棕色 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 的Fe2O3填充于Fe3O4间隙处，由于Fe2O3的溶解度极低，且结构致密，可以防止给水系统FAC的发生，使给水铁含量低于1微克/升，这在国内亚临界汽包炉试验研究得以证实。目前根据给水纯度分两种水处理方式： （1）弱氧化给水处理 这种水处理工艺要求给水CC<0.2us/cm，停加联氨，控制给水pH值9~9.4，ORP在0~50mv,给水O2<30ppb。这种处理方法可使给水铁下降3~5ug/L，仍不能完全控制给水系统地FAC。 （2）加氧处理 对于汽包炉，给水加氧使给水中O2浓度30~50 ppb，ORP于100~200mv，要求给水CC<0.15us/cm，控制给水ph值8.8~9.1，可使给水铁<1 ppb。为了防止水冷壁管溶解氧和氯离子协同腐蚀，控制炉水CC<1.5us/cm,氯离子小于100 ppb，pH值9.1~9.5，炉水中溶氧小于5 ppb。这种水处理工艺由于给水中氨的加入量减少，可延长精处理混床的运行周期，且可减少氯离子的泄漏量，使亚临界机组的最佳水处理工艺。 4、炉内水质的调整 在目前高参数、大容量机组上，传统的磷酸盐处理会出现磷酸盐暂时消失现象，此时磷酸盐与炉管表面作用，形成酸式盐，使水冷壁管发生酸腐蚀，因此，亚临界机组现主要应用平衡磷酸盐处理和氢氧化钠处理,有关的机理现分述入下： （1）平衡磷酸盐处理（EPT） EPT法的基本原理是使锅水中磷酸盐含量减少到只够与硬度成分反应所需的最低浓度而不会产生磷酸盐暂时消失现象，此时的浓度极为平衡浓度，EPT处理时还要加入少量的氢氧化钠，允 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 许锅水中存在小于1毫克/升的游离氢氧化钠，以保证炉水中ph值9~9.6，防止表面产生酸性环境。在这种方式下，总体锅水中的磷酸盐含量是满足于硬度成分起反应所需的最低剂量，已没有多余的磷酸盐可再供给锅炉管壁浓缩液膜发生沉淀的需要，而将磷酸盐暂时消失现象控制在最低程度。锅水中超过平衡浓度的磷酸盐不仅是无益的，还将会造成锅炉结垢和腐蚀。 锅炉内部的结净和在运行中有效地、连续地防止杂质地漏入是采用平衡磷酸盐处理持续成功的决定因素。采用该法可有效防止磷酸盐暂时消失现象，防止锅炉腐蚀，减少排污，延长化学清洗周期。控制的炉水水质为： PH 9~9.6 PO43- 0~2.4mg/L DD <6us/cm CL- <0.3 mg/L SO42- <0.3 mg/L SiO2 <0.16 mg/L NaOH <1 mg/L （2）炉水氢氧化钠处理 自从发现锅炉发生碱性腐蚀后，人们就害怕锅水中出现游离氢氧化钠。实际上，许多国家一直采用氢氧化钠处理炉水，特别是炉水PH值降低时，采用氢氧化钠特别有效，只要严格控制其其含量，该法是比较安全的。 事实上，锅炉发生碱性腐蚀是发生在以软化水作补充水、铆接或胀接的锅炉上，炉水中游离氢氧化钠浓度较高，并存在浓缩条件，发生腐蚀部位的氢氧化钠浓度高达数万个毫克/升，而现代锅 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 炉已采用全焊接、补水纯度已达到理论纯水水质，炉水中的氢氧化钠浓度可低于1毫克/升就足以使PH值达9~9.3，完全不存在碱腐蚀的条件。炉水经氢氧化钠处理后，由于OH的强络和能力而优先附着于管壁上，可防止其余阴离子对炉管的侵蚀作用，提高钝化膜的稳定性，由于炉水PH的提高，可减小蒸汽对阴离子的携带，减缓汽轮机初凝区的酸腐蚀；另外，由于亚临界压力以上机组在运行中不允许开底部排污，这样水冷壁下联想内有一定的磷酸铁沉积物，是锅炉运行的一个隐患，在炉水中无硬度时应首选氢氧化钠处理，而在给水硬度大于2mmol/L时，应采用磷酸盐处理且降压运行加强底部排污，否则会加速锅内的结垢。目前，我国亚临界锅炉已较多地采用炉水氢氧化钠处理，显示出较好的防腐效果。炉水控制指标为： PH 9.1~9.3 DD<1.5us/cm CL- <0.1mg/L SO42- <0.1mg/L SiO2 <0.12mg/L NaOH <0.2~0.8 mg/L 5、热力设备停备用期间的防锈保护 为保证热力设备安全经济运行，热力设备停备用阶段，必须采取有效的防锈措施，避免设备的腐蚀。热力设备停备用期间发生腐蚀的原因是由于设备与空气接触，表面有湿分及氧气的存在。热力设备停备用期间的腐蚀是氧去极化腐蚀，腐蚀产物为高价铁氧化物，在运行中仍会与钢铁基体形成电化学电池，继续腐蚀金属，使腐蚀不断进行下去，其反应为： 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 Fe2O3+Fe→2FeO 2FeO+1/2O2→Fe2O3 热力设备的停运腐蚀是热力系统铁污染的主要原因，蒸汽系统的锈蚀产物不仅卡瑟主汽门，还会造成汽轮机叶片的损环，对于受腐蚀的本体由于产生大小不等的腐蚀坑，会造成管口的切口应力集中，成为应力腐蚀破裂的发生源。 保护的原则有： 1o不让空气进入停用设备内 2o使被保护的金属表面保持干燥，当空气湿度小于60%时，就可避免腐蚀。 3o在金属表面上形成钝化膜或涂上保护膜。 4o在停用设备内充满缓蚀性或惰性的气相介质。 5o使金属表面浸泡在含有除氧剂或其他保护剂的水溶液中。 根据被保护设备的状态分类有湿法和干法两大类，下两表给出了热力设备的几种常用保护方法的应用条件、控制和检测项目等。 停备用设备防锈蚀方法选择 停用期限 防锈蚀方法 适用适用防锈蚀工艺要求 <3<1<1<1季>1季备注 状态 设备 天 周 个月 度 度 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 热炉防水余热烘干法 干 法 负压余热烘干法 干燥空气法 临时检修、小修 锅炉 炉膛有足够余热，系统严密，放水门、空气门无缺陷 ＋ ＋ 应无积水 大、小修 锅炉 炉膛有足够余热，配有抽气系统，系统严密。 ＋ ＋ ＋ 应无积 水 冷备用，大、小修 锅炉有专门的空应无 ＋ ＋ 积水 汽机 气供给系统 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 热风干燥法 干燥剂去湿法 充氮法 冷备用 锅炉备有热风系应无 ＋ 积水 汽机 统，热风应能连续供给 冷备用、封存 锅炉设备内部空应无 ＋ ＋ 积水 汽机 气湿度应不高于70%~80%，并有一定的严密性 冷备用 锅炉、高低压加热器 要配置充氮系统，系统要求严密 ＋ ＋ ＋ ＋ 气相缓蚀剂法 冷备用，锅炉、要配置热风气化充气系统，系统应严密，内部 ＋ ＋ 应无积水 封存 高低压加热器 应基本干燥 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 氨水法 氨-联氨法 湿 蒸 汽法 压力法 给水压力法 冷备用，封存 冷备用，封存 要配置加药系统 ＋ 要配置加药系统和废液处理装置 ＋ ＋ 热备用 锅炉必须保持一定的残余压力 ＋ ＋ 冷、热备用 锅路必须保持一定压力，溶解氧应符合给水标准 ＋ ＋ 各种保护方法的监督项目和控制指标 防锈蚀方法 监督项目 控制标准 干 热炉防 水余热法 烘干法 检测方法 湿度计<30~50% 法 取样部位 空气门、放水门或其他 烘干过程中每小时测定湿度空气相对湿度 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 负压余热烘干法 干燥空气法 疏水门、蒸汽取样门、炉水取样门 一次，备用期间每周测定一次。 热风烘干法 排气室人孔 干燥剂去湿法 充氮法 氮压（Mpa） 氮气纯度（%） >0.03 >99.5 压力表 氮气取色谱仪 样门 干燥过程中每班测定湿度2次 每周测定一次 备用中每班记录氮压2次，充氮前测定氮气纯度一次。 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 精品好资料-如有侵权请联系网站删除 气相缓含量>30 溶于硫酸后，用氢氧化钠滴定法 空气门、放水门、蒸汽取样门、炉水取样门 充气中每小时测定一次，备用时每周测定一次 蚀剂法 （g/m3） 氨水法 氨含量（mg/L） 500~700 水汽试验方法SS-19-1-84 炉水取样门 每周测定氨含量一次 氨-联氨法 湿 法 蒸汽压力法 给水压力法 联氨含量>200 SS-20-炉水取样门、高低压加热器放水门 每周测定联氨、PH各一次 （mg/L） 10~10.5 1-84 PH值 PH计 蒸汽压力（Mpa） 压力（Mpa） 溶解氧（ug/L） >0.5 压力表 每班记录压力2次 0.5~1.0 压力表 炉水取<7 溶氧仪 样门 每班记录压力2次，每周测定溶氧两次 精品好资料-如有侵权请联系网站删除
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