火电厂锅炉给水加氧处理技术研究

段文科 贾智峰 张 根

内蒙古能源发电金山热电有限公司， 内蒙古 呼和浩特 010000

摘 要：文章主要是分析了给水加氧处理的目的和适用范围，在此基础上讲解了给水加氧处理技术的实际应用，最后探讨了其对疏水系统、蒸汽系统所造成的影响，望可以为有关人员提供到一定的参考和帮助。

关键字：火电厂；锅炉给水；加氧处理技术；技术应用

前 言:当前人们生活质量的提升，对电力的需求也在随之而增加。电能的来源主要是来自火力厂发电。锅炉是火力发电厂中重要的组成部分，但其在运行中容易出现氧化污垢，影响到锅炉的实际运行，为此有关人员应当采用先进技术措施解决腐蚀的问题，才能够确保到电力的正常供应。

1 给水加氧处理的目的和适用范围

1.1 设备简介

金山电厂设计为2X300MW供热机组。1.汽轮机型号：CZK300-16.7/0.4/538/538。2.汽轮机型式：亚临界、一次中间再热、两缸两排汽、直接空冷抽汽式汽轮机。3.给水系统:每台机组配三台电动调速给水泵，正常工况两运一备。4.制造厂商：东方汽轮机厂，与东方锅炉厂生产的DG-1065/18.2-Ⅱ6型锅炉相配套，为亚临界自然循环汽包炉，一次中间再热，四角切圆燃烧，平衡通风。

1.2 目的

给水氧化处理的目的是降低锅炉给水的含铁量，通过改变水处理方式，抑制锅炉系统前锅炉蓄水池的流量，高压加热器管道的流量，以降低锅炉水冷壁氧化铁沉积速率为目标，延长锅炉化学清洗周期。

1.3 给水加氧的原理

在供水氧气模式中，由于金属表面是均匀的氧气，在金属表面上形成致密且稳定的双层保护膜。这是因为将适量的氧气加入水流的高纯度水可以提高碳钢的固有腐蚀电位，金属表面偏振或金属电位达到钝化电位，形成致密且稳定的保护性氧化膜金属表面，液体氧处理技术通过炉子使用熔炉，形成金属表面上的致密且光滑的氧化膜，这不仅解决了炉系统前面的水流加速问题，还消除了锅炉压力差的缺陷通过水壁管表面上的波纹氧化物膜。

1.4 给水加氧处理的条件

加氧处理只能在水质非常纯正的情况下进行，当给水一次通过锅炉时，应考虑给水的含氧量和含铁量之间的关系，严格控制给水电导率，给水氢电导率（25℃）应小于0.15us/cm，所有凝结水通过精处理装置，除凝汽器外，精处理装置正常运行，汽水循环系统的所有设备应采用钢制作为锅炉水冷壁，管的刻度应达到200g/m2-300g/m2，给水应进行化学清洗。锅炉应用液氧的前提是全流凝结水处理设备的运行工况、凝汽器抽汽工况和水质，是锅炉加氧处理的重要前提。锅炉的给水电导率要求小于0.15us/cm。冷凝液必须保证水的氢电导率小于0.08us/cm。

1.5 给水加氧处理是否会引起氧腐蚀问题

缺氧的一般原理是非流动水中的溶解氧存在局部浓度差，浓缩池中存在局部浓度差，形成点蚀。电厂热力系统中的氧翅片一般与停堆有关，内部不能完全干燥。因此，机组停机时，要及时隔离空气或保持热力设备干燥，维护是否有效是关键。在供水和氧气供应的条件下，化学裂解锅炉原则上不含盐或大量的氧化铁沉积物，并且通过锅炉蒸汽的氧含量为50-150μg/L，氧气处理单元采用，在开始时采用氧气工作条件。当水质达到氧气处理条件时，氧化开始。该系统的氧还原电位通常在50mV和300mV之间。金属处于完全被动状态，并且在氧气之前没有进一步的膨胀。

2 给水加氧处理技术的实际应用

2.1 优化凝结水精处理水质

当前水氧化技术的发展，热力系统的氧化还原点会发生变化，水循环中的铁浓度也会发生变化。如果是碳钢，则金属材料的表面形成一种主要由氧化铁组成的磁性氧化物。金属材料表面覆盖有一层薄而致密的保护膜。由于三氧化二铁在水中的溶解度很低，腐蚀产物在锅炉中的迁移和沉积速度很快。电站锅炉的应用表明，采用水基氧处理技术，可以产生耐蚀性强的氧化膜，该技术的应用可以减少锅炉进料中的铁离子含量，防止水系统腐蚀金属，降低锅炉管的变焦速率，降低工作压力差的变化率，从而降低蒸汽消耗，并且工作单位可以改善效应。

2.2 取样检测

在锅炉运行管理中，定期对锅炉水中的铁含量进行检测，如果检测结果显示较低，仍然存在严重的变焦问题，说明检测环节存在问题，由于给水中存在氧气，它会发生在受热面上，加热后氧气会分解，为可以消除水冷壁的氧腐蚀，有必要对水冷壁的含氧量进行检测。

2.3 加氧控制

含有进料水氧合的氧气主要是指气态的氧气。应注意锅炉中的氧化控制。一方面，应确保氧合的合理位置，另一方面，应控制氧气流量。氧合控制可以采用自动控制和手动调节的组合，通过自动控制出口的自动控制可以实现氧合操作，从而可以精确地控制排气器的排气流动。

2.4 锅炉结垢的清理

在进料水氧合处理技术的实施之前，应彻底清洁锅炉水系统。进料水氧合的技术不能除去锅炉中的污垢。如果锅炉具有大量的污垢并且不及时清洁，尽管使用进料水氧合处理可以延迟污垢的发生，但它会影响锅炉的工作效率。因此，有必要在锅炉运行中清洁原始污垢。

3 锅炉的结垢速率的控制

锅炉的结垢主要来自两部分，即由锅炉本身的腐蚀引起的油固化金属的沉积。由于热负荷的连续效果，水壁管的表面将形成氧化膜。氧化膜的厚度与热负荷强度有关。锅炉水中的氧化铁的存在将继续沉积在水壁的热壁上，特别是在具有明显的热负荷的部件，连续沉积将形成氧化铁。锅炉供给水的氧气治疗可以控制缩放速率并降低锅炉加热区域中氧化铁沉积速率，从而控制水壁的缩放速率。

4 对疏水系统产生的影响

在锅炉运行过程中，排水系统的连续加热将导致锅炉内的气体和液体分离。在这种运行中，水流的速度会影响腐蚀速率。腐蚀后，水流通过排水系统进入分供管。如果沉积在锅炉底部，沉积物会影响锅炉系统，影响系统的稳定性，降低运行效率，因此，采用供氧处理技术，密集的保护膜可以连接到排水系统的金属表面，排水系统的水流量不影响金属的腐蚀，并且可以避免沉积物的产生，因此可以防止设备的腐蚀。

5 对蒸汽系统地影响

在过去30年中，已经开发了氧气处理技术，水供应氧气方法已成功应用于85%的锅炉，并在世界上超过5%的滚筒锅炉。在氧气处理后，在热系统的高温部分中没有关于金属表面的增稠或剥离的报告。目前，超临界单位水处理技术的最新发展，表明使用氧气处理技术已被全世界认可。同时，还认识到，氧气处理技术是处理超临界单位供水的唯一方法，以及应用领域本身的长期工业实践和广泛应用是氧气处理技术成熟的最佳证明。在研究水加氧处理应用的实践中，我国曾遇到过一次因怀疑主蒸汽阀而中断水处理过程加氧的情况。经调查，该问题在我国较为普遍，且氧化物问题对被调查电厂有不同程度的影响。给水处理与主汽门卡死无直接关系。据电厂相关负责人介绍，加强监控，缩短检修周期，彻底清除主阀阀体的凝胶氧化，目前主阀起到了控制作用。从当地管理的角度来看，应使用抗氧化和防脱落性能较好的材料。通过氧分压和蒸汽分压来判断进料水氧合对高温金属氧化的影响。假设1Kg蒸汽的分压是1Pa，通过进料水氧使蒸汽中的氧气通常小于150ug/L，氧气与蒸汽的分压比为10-7-10-8Pa。EPRI对蒸汽系统高温氧化的研究结果表明，高温氧化与温度和材料之间存在关联。

结束语

由上可知，锅炉是火电厂中重要的设备，为此有关人员应当要确保到其的稳定运行，锅炉在运行的过程中容易由于 水中的含铁量增加使得锅炉给水系统出现腐蚀的情况，而加氧处理技术的应用能够有效改善其的水质，确保到锅炉的稳定运行。

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