火電廠鍋爐給水加氧處理技術研究

劉勛

摘 要：隨著科技和經濟的發展，我國對電力的需求越來越大。我國主要的用電來源是火力發電。現階段，我國的火電廠鍋爐還存在氧化污垢、鍋爐壓差速度上升快的問題。究其主要原因是給水系統的含鐵量過高。本文介紹了火電廠鍋爐給水加氧處理技術適用的范圍極其理論基礎，并闡述了采用鍋爐給水加氧處理技術的條件。由于我國機組容量增大，所以本文還介紹了直流爐的給水加氧處理。并討論了鍋爐給水加氧處理對疏水系統和蒸汽系統的影響。

關鍵詞：火電廠；鍋爐；給水加氧處理技術；應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.11.178

1 引言

我國是用電大國，其主要的用電來源是火力發電，可見對火力發電的研究是很有意義的。鍋爐的氧化污垢和鍋爐壓差速度上升快一直是發電廠比較突出的問題。其主要產生的原因是給水系統的含鐵量太高，導致鍋爐給水系統腐蝕速度非常的快。所以抑制給水系統的腐蝕問題是我們急需要解決的問題。目前很多國家都采用了給水加氧處理技術，并且在汽包爐上實施了給水加氧處理技術。

2 給水加氧處理技術的適用范圍

火電廠鍋爐容易造成氧化污垢，必須要進行給水處理。而給水加氧處理就是在改變給水處理的方式，能有效的降低給水系統的含鐵量，同時減緩鍋爐的腐蝕速度。火電廠鍋爐給水加氧處理技術是在高純度水的環境下進行的，因為高純度水可以很好的抑制金屬發生反應。要實現高純度的水質要求給水系統配置凝結水精處理混床?；蛘呤峭ㄟ^降低給水系統的氣壓的同時對器材進行加熱。但是在選擇器材的時候要注意不要選擇銅制器材，因為銅在高溫下可以與氧氣發生反應。

3 給水加氧處理技術的原理

采用給水加氧技術主要是為了給給水系統中的金屬材質表面不斷的加氧，致使金屬表面形成一層致密的保護膜，從而隔絕金屬與反應物，減緩金屬的腐蝕程度。比如不采用給水加氧處理技，水與碳鋼容易發生化學反應，而且在不同的溫度下水可以和碳鋼發生不同的化學反應。同時反應的氧化物會沉淀在鍋爐底部，降低鍋爐的導熱效果。沉淀的存在改變了鍋爐內部液體的流速，繼而造成了鍋爐內部的氣壓差。

4 給水加氧處理技術的應用

（1）凝結水精處理水質優化。通過給水加氧，使其氧化還原點位由全揮發處理（AVT）工況時，熱力系統各部位的鐵濃度大大降低，僅為AVT處理時的1/2-1/4，碳鋼表面的磁性氧化物（四氧化三鐵）被一層薄而致密的覆蓋和保護。由于三價鐵的溶解度很低，降低了鍋爐中腐蝕產物的遷移和沉積。實踐證明，給水加氧處理所形成的氧化膜具有較強的耐蝕性。降低給水的鐵含量，防止爐前系統發生流動加速腐蝕，降低鍋爐管的結垢速率，減緩直流爐運行壓差的上升速率，耗汽量相應減少，機組效率提高。延長鍋爐化學清洗周期和凝結水精處理混床的運行周期， 凝結水除鹽設備運行周期延長采用CWT處理后，凝結水除鹽設備再生頻率只有AVT處理時的1/5-1/10，周期制水率增長4-5倍，從而減少了再生劑用量，降低了運行費用，也有利于環境保護。

（2）取樣檢測。 一般我們會對鍋爐流出來的爐水進行含鐵量檢測，雖然檢測的含鐵量很低，但是結垢的情況還是很嚴重，說明我們的檢測環節出現了問題。給水中的氧存在部分進入到受熱面，受熱分解的氧隨水進入到水冷壁而產生氧腐蝕，所以我們為了防止水冷壁被腐蝕，我們必須對進入到水冷壁的水進行含氧量檢測。

（3）加氧控制系統。給水加氧處理中所涉及到的氧是指氣態的氧，我們通過高壓氧氣瓶提供我們所需要的氧氣。在給水系統中需要加氧的地方有兩處，第一處是凝結水精處理的出水口；另外一個地方是除氧器出水口。加氧控制系統采用是自動調節和手動調節的結合。在除氧器出口處我們采用自動控制的模式進行加氧，能采用自動控制是因為除氧器的排氣門不用嚴格的控制。

（4）鍋爐結垢量。鍋爐遺留的污垢和氧化物會對鍋爐的工作產生很大的影響，所以在進行給水加氧處理之前必須要對鍋爐進行化學清洗。因為給水加氧處理是沒辦法對鍋爐的污垢進行清洗的，如果鍋爐的結垢量過大且沒有進行清洗時，就算是進行給水加氧處理也只會延緩之后污垢的產生，對鍋爐的工作效率是沒有提升的效果的。所以對于鍋爐污垢的清洗是非常重要的。

（5）熱力系統材料的選擇。我們在選擇鍋爐的材質時，必須要遵循在一定范圍的溫度下不易與氧及水發生反應的金屬材質。國外比較常采用的金屬材質是鎢鉻鉆合金以及含銅量小于1%的鐵基合金，我國比較常采用的是銅合金。上述材質的采用在一定程度上都有效的抑制了金屬的氧化問題。

5 直流爐給水加氧處理

現今，隨著機組容量加大，直流爐給水加氧處理是各國都比較關注的熱點。在直流爐采用上述給水加氧處理技術，發現對鍋爐的結垢現象有所改善。對直流爐進行給水加氧處理時，主要是對系統的給水和疏水系統給予一定的保護。所以對直流爐進行給水加氧處理時，必須要控制水質的純度，減少對鍋爐的腐蝕。因為當水質不純時，水會電離出陰離子，而陰離子會與氧氣結合發生化學反應，故而對鍋體造成危害。

6 對疏水系統的影響

在鍋爐工作時，對疏水系統進行加熱導致系統內的氣體和液體發生分離，而在運行的過程中水流速度加快故而加速系統的腐蝕程度。產生的腐蝕物會隨著工作著的疏水系統進入到除氧器中，進而進入到熱力系統，在鍋爐底部沉淀。積累的沉淀物又會造成整個鍋爐系統的不穩定，造成系統效率的下降。采用給水加氧處理，可以在疏水系統金屬的表面形成一層致密的保護膜，即使疏水系統的水流加快也不會造成金屬的腐蝕，從而不會產生沉淀物，也不會對設備造成腐蝕。

7 對蒸汽系統的影響

加氧技術的已經問世了30多年，給水加氧處理技術已經比較成熟，而全世界有90%以上的鍋爐采用了給水加氧處理技術對鍋爐進行保護。我國在研究給水加氧處理技術的過程中曾經遇到過很多的問題，比如說氧氣中斷、氣門卡澀等問題，根據實驗的研究發現氣門卡澀與加氧處理技術并無直接的聯系。目前只能通過去除氣門表面的氧化物來解決氣門卡澀的問題。

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