文档介绍：大容量机组锅炉给水加氧技术
华北电力科学研究院有限责任公司
王应高

给水加氧处理的目的:在给水水质高度纯净(氢电导率< )的条件下,添加适量的氧气使热力设备金属表面形成一层致密光滑的三氧化二铁保护膜。同时加氧使不耐腐蚀的四氧化三铁转变三氧化二铁,这样热力系统的金属就抑制了腐蚀,从而达到降低水冷壁的结垢速率和延长锅炉酸洗周期。可解决如下问题:
超临界直流锅炉结垢速率高。
超临界直流锅炉压差上升速度快。
超临界直流锅炉或汽包锅炉氧化铁污堵。
精处理运行周期短。
国内有关电厂存在类似技术问题
太仓电厂直流锅炉投产仅半年,省煤器管结垢已达260-280g/m2,接近酸洗垢量。
北京一热公司锅炉给水调节阀常被氧化铁污堵。
采用AVT工况的机组都存在水冷壁结垢速率快的问题,大港电厂在十年间酸洗了6次,.
3 给水加氧技术的发展简况
60年代研究人员发现,氧在水中具有双重性,在给水水质不良的情况下氧是造成金属腐蚀的直接因素;但是高纯水中氧又能使金属表面形成保护膜而抑制了金属进一步腐蚀。德国正是根据氧在高纯水中能防止腐蚀的这种特性,于60年末首次在直流锅炉的给水中加入氧气,开发出中性加氧给水运行的新工况,到1978年,德国又将中性加氧处理和碱性处理联合起来应用,使直流锅炉给水处理更趋优化,这种给水处理方式称为加氧水处理方法。
此方法后来除了在德国得到广泛应用外,在其它国家也得到了广泛采用。如在77年,前苏联已在超临界直流炉中加入过氧化氢,进行中性处理。到83年又开始研究在加入氧化剂的同时,加入氨的试验。据报导,前苏联到92年,大约已有80%的超临界机组采用联合处理或中性处理。日本在80年代末就开始进行加氧的试验。直至1989年才开始在电厂中应用。美国对此方法功效的认识是较晚的,直至1991年才开始试用但后来便发展得较快。EPRI在90年代初便制定了加氧处理的导则,指导此方法的采用。除上述国家外,此方法还在意大利、丹麦、荷兰、韩国等国家得到采用。到1996年,美国已有近100台直流锅炉转为采用加氧水处理技术。目前全世界85%的直流锅炉和5%左右汽包锅炉已经成功应用了加氧处理工艺。
我国从1988年首次在望亭亚临界燃油直流锅炉机组上成功地进行了CWT的工业试验,取得了令人满意的结果。后来又分别在黄埔亚临界燃煤直流锅炉机组和国华盘山电厂、绥中电厂、石洞口二厂、南京电厂和营口电厂超临界燃煤直流锅炉机组取得了应用CWT成功运行的结果。
加氧水处理是直流锅炉给水处理的一项技术。1994年美国又将此项技术应用到汽包锅炉上。汽包锅炉给水加氧处理实质上是为了进一步降低给水含铁量,减少进入锅炉的腐蚀产物,从而减少锅炉的结垢,延长锅炉的酸洗周期,以前担心氧及杂质在炉水中浓缩,不敢加氧,后来研究发现,只要给水和炉水的含氧量、电导率控制得当,采用一定的措施,汽包炉的给水加氧处理也可取得很好的效果。已在汽包炉上采用给水加氧处理的国家有德国、美国和澳大利亚。我国2001年至今已在北仑电厂、扬州二电厂、张家口电厂、达旗电厂、铁岭电厂等亚临界汽包炉完成了给水处理由AVT向CWT的转换,取得了良好的结果。
加氧水处理技术已被认为是目前最好的给水处理工况,具有其他水化学工况无法比拟的优越性,主要表现:①给水含铁量小,锅炉结垢速度低,锅炉酸洗周期可大幅度延长。②与给水含铁量降低相对应,锅炉压差略有下降。③化学药品用量大幅度减少,停用了被认为可致癌的联氨,减少酸碱废液的排放,有利于环境保护,运行成本有明显的降低等。
加氧水处理是一项很好的技术,应用前景也较好,如能推广应用,必将取得良好的效益。
4、加氧技术原理
金属表面氧化膜层要能起保护作用,必须具备下面两个条件:
①氧化物层必须是难溶的,无裂缝和无孔的。金属氧化成氧化物的速度,即金属的溶出速度要小,不致于因此影响到机组的使用寿命。
②若因运行中的机械或化学原因,损坏了氧化膜层,则必须有修复这些损坏部位膜的条件和能力。