火电厂锅炉给水加氧处理技术研究

2017-06-13 12:52刘勋
山东工业技术 2017年11期
关键词:火电厂锅炉应用

刘勋

摘 要:随着科技和经济的发展,我国对电力的需求越来越大。我国主要的用电来源是火力发电。现阶段,我国的火电厂锅炉还存在氧化污垢、锅炉压差速度上升快的问题。究其主要原因是给水系统的含铁量过高。本文介绍了火电厂锅炉给水加氧处理技术适用的范围极其理论基础,并阐述了采用锅炉给水加氧处理技术的条件。由于我国机组容量增大,所以本文还介绍了直流炉的给水加氧处理。并讨论了锅炉给水加氧处理对疏水系统和蒸汽系统的影响。

关键词:火电厂;锅炉;给水加氧处理技术;应用

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

1 引言

我国是用电大国,其主要的用电来源是火力发电,可见对火力发电的研究是很有意义的。锅炉的氧化污垢和锅炉压差速度上升快一直是发电厂比较突出的问题。其主要产生的原因是给水系统的含铁量太高,导致锅炉给水系统腐蚀速度非常的快。所以抑制给水系统的腐蚀问题是我们急需要解决的问题。目前很多国家都采用了给水加氧处理技术,并且在汽包炉上实施了给水加氧处理技术。

2 给水加氧处理技术的适用范围

火电厂锅炉容易造成氧化污垢,必须要进行给水处理。而给水加氧处理就是在改变给水处理的方式,能有效的降低给水系统的含铁量,同时减缓锅炉的腐蚀速度。火电厂锅炉给水加氧处理技术是在高纯度水的环境下进行的,因为高纯度水可以很好的抑制金属发生反应。要实现高纯度的水质要求给水系统配置凝结水精处理混床。或者是通过降低给水系统的气压的同时对器材进行加热。但是在选择器材的时候要注意不要选择铜制器材,因为铜在高温下可以与氧气发生反应。

3 给水加氧处理技术的原理

采用给水加氧技术主要是为了给给水系统中的金属材质表面不断的加氧,致使金属表面形成一层致密的保护膜,从而隔绝金属与反应物,减缓金属的腐蚀程度。比如不采用给水加氧处理技,水与碳钢容易发生化学反应,而且在不同的温度下水可以和碳钢发生不同的化学反应。同时反应的氧化物会沉淀在锅炉底部,降低锅炉的导热效果。沉淀的存在改变了锅炉内部液体的流速,继而造成了锅炉内部的气压差。

4 给水加氧处理技术的应用

(1)凝结水精处理水质优化。通过给水加氧,使其氧化还原点位由全挥发处理(AVT)工况时,热力系统各部位的铁浓度大大降低,仅为AVT处理时的1/2-1/4,碳钢表面的磁性氧化物(四氧化三铁)被一层薄而致密的覆盖和保护。由于三价铁的溶解度很低,降低了锅炉中腐蚀产物的迁移和沉积。实践证明,给水加氧处理所形成的氧化膜具有较强的耐蚀性。降低给水的铁含量,防止炉前系统发生流动加速腐蚀,降低锅炉管的结垢速率,减缓直流炉运行压差的上升速率,耗汽量相应减少,机组效率提高。延长锅炉化学清洗周期和凝结水精处理混床的运行周期, 凝结水除盐设备运行周期延长采用CWT处理后,凝结水除盐设备再生频率只有AVT处理时的1/5-1/10,周期制水率增长4-5倍,从而减少了再生剂用量,降低了运行费用,也有利于环境保护。

(2)取样检测。 一般我们会对锅炉流出来的炉水进行含铁量检测,虽然检测的含铁量很低,但是结垢的情况还是很严重,说明我们的检测环节出现了问题。给水中的氧存在部分进入到受热面,受热分解的氧随水进入到水冷壁而产生氧腐蚀,所以我们为了防止水冷壁被腐蚀,我们必须对进入到水冷壁的水进行含氧量检测。

(3)加氧控制系统。给水加氧处理中所涉及到的氧是指气态的氧,我们通过高压氧气瓶提供我们所需要的氧气。在给水系统中需要加氧的地方有两处,第一处是凝结水精处理的出水口;另外一个地方是除氧器出水口。加氧控制系统采用是自动调节和手动调节的结合。在除氧器出口处我们采用自动控制的模式进行加氧,能采用自动控制是因为除氧器的排气门不用严格的控制。

(4)锅炉结垢量。锅炉遗留的污垢和氧化物会对锅炉的工作产生很大的影响,所以在进行给水加氧处理之前必须要对锅炉进行化学清洗。因为给水加氧处理是没办法对锅炉的污垢进行清洗的,如果锅炉的结垢量过大且没有进行清洗时,就算是进行给水加氧处理也只会延缓之后污垢的产生,对锅炉的工作效率是没有提升的效果的。所以对于锅炉污垢的清洗是非常重要的。

(5)热力系统材料的选择。我们在选择锅炉的材质时,必须要遵循在一定范围的温度下不易与氧及水发生反应的金属材质。国外比较常采用的金属材质是钨铬钻合金以及含铜量小于1%的铁基合金,我国比较常采用的是铜合金。上述材质的采用在一定程度上都有效的抑制了金属的氧化问题。

5 直流炉给水加氧处理

现今,随着机组容量加大,直流炉给水加氧处理是各国都比较关注的热点。在直流炉采用上述给水加氧处理技术,发现对锅炉的结垢现象有所改善。对直流炉进行给水加氧处理时,主要是对系统的给水和疏水系统给予一定的保护。所以对直流炉进行给水加氧处理时,必须要控制水质的纯度,减少对锅炉的腐蚀。因为当水质不纯时,水会电离出阴离子,而阴离子会与氧气结合发生化学反应,故而对锅体造成危害。

6 对疏水系统的影响

在锅炉工作时,对疏水系统进行加热导致系统内的气体和液体发生分离,而在运行的过程中水流速度加快故而加速系统的腐蚀程度。产生的腐蚀物会随着工作着的疏水系统进入到除氧器中,进而进入到热力系统,在锅炉底部沉淀。积累的沉淀物又会造成整个锅炉系统的不稳定,造成系统效率的下降。采用给水加氧处理,可以在疏水系统金属的表面形成一层致密的保护膜,即使疏水系统的水流加快也不会造成金属的腐蚀,从而不会产生沉淀物,也不会对设备造成腐蚀。

7 对蒸汽系统的影响

加氧技术的已经问世了30多年,给水加氧处理技术已经比较成熟,而全世界有90%以上的锅炉采用了给水加氧处理技术对锅炉进行保护。我国在研究给水加氧处理技术的过程中曾经遇到过很多的问题,比如说氧气中断、气门卡涩等问题,根据实验的研究发现气门卡涩与加氧处理技术并无直接的联系。目前只能通过去除气门表面的氧化物来解决气门卡涩的问题。

参考文献:

[1]DL/ T 805.1-2002,火电厂汽水化学导则第一部分:直流锅炉给水加氧处理导则[S].

[2]П.A.阿科利津.熱能动力设备金属的腐蚀与保护[M].北京:水利电力出版社,1998.

[3]火电厂蒸汽通流部件高温氧化皮的影响与防治对策研讨会论文集[C].中国电机工程学会火电分会,2002.

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