淺析給水加氧在火電廠的應用

辛云富

【摘要】本文淺析給水加氧的原理、方式、條件、注意事項以及加氧后的效果。

【關鍵詞】電廠；給水加氧；應用

深能合和電力（河源）有限公司兩臺機組為600MW超超臨界機組，鍋爐最大連續蒸發量為1795T/H，過熱蒸汽出口壓力26.15MPa，出口溫度605℃，再熱蒸汽出口壓力4.59MPa，出口溫度603℃，給水溫度293℃。水冷壁、過熱器、再熱器管采用節流孔圈進行溫度、流量調節。機組設計給水處理方式為全揮發處理（AVT）和加氧處理（OT），目前機組給水處理方式為（OT）。

1給水加氧的原理

鍋爐給水采用加氧處理技術是利用給水中溶解氧對金屬的鈍化作用，使金屬表面形成致密的保護性氧化膜（Fe3O4-Fe2O3雙層保護膜）,以降低給水的鐵含量，防止爐前系統發生流動加速腐蝕(FlowAcceleratedCorrosion，簡稱FAC）、降低鍋爐管的結垢速率、減緩直流爐運行壓差的上升速度、水汽系統PH降低，減少氨水加藥量、延長爐化學清洗的周期和凝結水精處理混床的運行周期。

在水中含有微量氧的情況下，碳鋼腐蝕產生的Fe2+和水中的氧反應，能形成Fe3O4氧化膜。

但是，這樣產生的氧化膜中Fe3O4晶粒間的間隙較大，這樣水可以通過這些晶粒間隙滲入到鋼材表面引起腐蝕，所以這樣的Fe3O4膜的保護效果差，不能抑制Fe2+從鋼材基體析出。

如果向高純水中加入了足夠量的氧化劑，如氣態氧，在加氧水工況下行成的碳鋼表面膜具有雙層結構，一層是緊貼在剛表面的磁性氧化鐵層（Fe3O4，內伸層），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內伸層的形成速度，而且在Fe3O4層和水相界面處又生成了一層Fe2O3層，使Fe3O4表面孔隙和溝槽被封閉，而且Fe2O3的溶解度遠比Fe3O4低，所以形成的保護膜更致密、穩定。而且由于某些原因使保護膜損壞，水中的氧化劑能迅速地通過反應修復保護膜。

2給水加氧的方式

目前我廠兩臺機組的加氧方式均采用手動加氧方式，加氧的位置位于，凝結水精處理出口母管一處，除氧器出口下水管一處（當某臺給水泵停止運行時，應馬上關閉對應的就地加氧手動門，給水泵運行時再打開）。

2.1加氧系統

包括加氧匯流排，加氧控制柜、加氧就地穩壓柜等，如圖１所示。

2.2給水手動加氧過程

緩慢打開需要使用氧氣瓶的出口角閥及對應匯流排上的截止閥，用肥皂水檢查各接口處有無泄漏。檢查并確認加氧側匯流排減壓后氧氣壓力處于正常設定值1.6MPa；依次打開控制柜上給水加氧入口關斷閥、手動調節閥入口隔離閥；稍微打開手動調節閥，當控制柜內氧氣壓力升高并穩定后，再打開給水加氧出口關斷閥，打開除氧器出口加氧就地截止閥（只開啟運行給水泵前對應加氧就地閥），緩慢調節加氧手動調節閥，控制省煤器入口溶解氧含量在10μg/L～30μg/L，期望值15μg/L～25μg/L。

3給水加氧的條件

機組負荷大于260MW，汽動給水泵投入運行，機組運行穩定；凝結水全部經過精處理，凝結水精處理混床出口母管氫電導率小于0.10μS/cm，省煤器入口給水氫電導率小于0.15μS/cm。給水加氧處理同時需要加氨處理，正常運行時加氨點為精處理出口母管加入。機組正常運行時應控制除氧器入口溶解氧量為30μg/L～100μg/L，控制省煤器入口溶解氧含量在10μg/L～30μg/L。當機組非計劃停機時，應立即停止凝結水、給水加氧，并打開除氧器排氣門和高壓加熱器向除氧器連續排氣一、二次門。盡可能加大精處理出口的加氨量（必要時啟動運行給水加氨泵向除氧器出口加氨），盡快將給水pH提高到9.6～10.0。

4日常注意事項

氧氣是助燃氣體，應該嚴禁煙火。匯流排上高壓部分的氧氣閥均應緩慢開啟，不可快速打開。確保加氧系統不接觸到油類物質，更換壓力表、閥門等配件時，若配件有油污應先用四氯化碳清洗除油。嚴格控制凝結水、給水溶氧，氫電導率等參數在正常范圍內。正常加氧運行中，手動改變加氧量時，1、2號機組除氧器入口溶氧表一般要等10min才有響應，省煤器入口溶氧表一般要等15 min才有響應。手動調節閥只能細調，不可用力操作，也不能用來作為關斷閥（否則，容易引起調節閥永久性損壞），關停加氧時只能用截止閥關斷（可用控制柜上的加氧出口關斷閥實現），當機組負荷出現大幅度變化時，注意監視凝結水和給水中溶氧的變化，防止氧量超標。

5給水加氧的效果

我廠采用給水系統加氧之前，兩臺機組水冷壁超溫現象頻繁，均多次出現過因鍋爐水冷壁爆管導致的機組停機，加氧之后兩臺機組水冷壁超溫現象有了很大程度上的緩解，且均未出現過鍋爐水冷壁爆管現象，這說明加氧后的效果是顯著的,但同時現在很多電廠在實施給水加氧后，機組停爐檢修割管時均發現鍋爐過熱器管壁氧化皮脫落現象較之前嚴重，當然影響鍋爐鍋爐過熱器氧化皮量的因素是多方面的，如機組非正常停機、管壁溫度長期超溫，變負荷時負荷變化率過快等，至于給水加氧與過熱器氧化皮脫落到底有多大的關系，現在各個電廠看法不一，筆者認為給水加氧在我廠實施的效果是非常理想的，如何把握加氧的時機和加氧量是非常關鍵的。

【參考文獻】

［１］DL/T 805.1—2002 火電廠汽水化學導則 第一部分：直流鍋爐給水加氧處理導則[Ｓ].

［２］GB/T12145-2008 火力發電機組及蒸汽動力設備水汽質量[S]．

［責任編輯：薛俊歌］