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汽包锅炉的水、汽质量监督2016年7月28日课件说明为了防止锅炉及热力系统的结垢、腐蚀和积盐等故障，水汽质量应达到一定的标准要求。水汽质量监督就是用仪表或化学分析法测定各种水、汽质量，看其是否符合标准，以便必要时采取措施。本课件主要介绍汽包锅炉的水、汽质量标准，监督方法，水、汽质量劣化时的应对措施，以及锅炉热化学实验等。适用范围：适用于全体员工，尤其从事化学专业人员。课程时间：1小时。课件结构第一节水、汽质量标准第二节水、汽的取样方法第三节水汽质量劣化时的处理第四节汽包锅炉的热化学实验第一节水、汽质量标准•一、蒸汽为了防止蒸汽通流部分，特别是汽轮机内积盐，必须对锅炉生产的蒸汽品质进行监督。对汽包锅炉的饱和蒸汽和过热蒸汽品质都应进行监督，其原因如下：（1）便于检查蒸汽品质劣化的原因。例如，当饱和蒸汽品质较好而过热蒸汽品质不良时，则表明蒸汽在减温器内被污染。（2）可以判定饱和蒸汽中盐类在过热器中的沉积量。蒸汽品质标准中各个项目的意义如下：（1）含钠量。因为蒸汽中的盐类主要是钠盐，所以蒸汽中的含钠量可以表征蒸汽含盐量的多少，故含钠量是蒸汽品质的指标之一。为了便于及时发现蒸汽品质劣化的情况，应连续测定（最好是自动记录）蒸汽的含钠量。（2）氢电导率。蒸汽凝结水（冷却至25℃）通过氢型强酸阳离子交换树脂处理后的电导率，简称氢电导率，可表征蒸汽含盐量的多少。（3）含硅量（以二氧化硅表征）。蒸汽中的硅酸会沉积在汽轮机内，形成难溶于水的二氧化硅附着物，从而危机汽轮机的安全、经济运行。因此，必须将含硅量作为蒸汽品质的重要指标加以严格控制。（4）铁和铜的含量。为了防止汽轮机内沉积金属氧化物，应检查蒸汽中铁和铜的含量。参数越高的机组，对蒸汽品质要求越严格。因为在高参数汽轮机内，高压级的蒸汽通流截面很小（这是由于蒸汽压力越高，蒸汽比容越小的缘故），所以即使在其中沉积少量的盐类，也会使汽轮机的效率和出力显著降低。当锅炉检修后启动时，由于锅炉水水质一般较差，常使蒸汽中杂质含量较大，假如使锅炉的蒸汽品质符合规定的标准后，再向汽轮机送汽，就需要锅炉长时间排汽。这不仅延长了启动并网时间，而且还会增大补给水率，增加了热损失和水损失。所以机组启动时的蒸汽品质标准可适当放宽些。•二、锅炉水为了防止炉内结垢、腐蚀和产生不良蒸汽等问题，必须对锅炉水水质进行监督。锅炉水的水质标准项目的意义如下：1、含硅量和电导率。限制锅炉水中的含硅量和含盐量（通过电导率表征），是为了保证蒸汽品质。锅炉水的最大允许含硅量和含盐量不仅与锅炉的参数、汽包内部装置的结构有关，而且还与运行工况有关，不能统一规定，每台锅炉都应通过热化学试验来决定。2、氯离子。锅炉水的氯离子含量超标时，一方面可能破坏水冷壁管的保护膜并引起腐蚀（在水冷壁管热负荷高的情况下，更易发生这种现象）；另一方面能使蒸汽中氯离子含量增大，引起汽轮机高级合金钢的应力腐蚀。3、PH值。锅炉水的PH值应不低于9，原因如下：（1）PH值低时，水对锅炉钢材的腐蚀性增强；（2）锅炉水中磷酸根与钙离子的反应，只有在PH值足够高的条件下，才能生成轻易排除的水渣。（3）抑制锅炉水中的硅酸盐类的水解，减少硅酸在蒸汽中的溶解携带量。但是，锅炉水的PH值也不能太高（例如对高压及高压以上锅炉，PH值不应大于11），因为当锅炉水PH值很高，就表明锅炉水中游离氢氧化钠较多，容易引起碱性腐蚀。4、磷酸根。当锅炉水进行磷酸盐处理时应维持有一定量的磷酸根，这主要是为了防止在水冷壁管形成钙、镁水垢及减缓其结垢的速率；增加汽水的缓冲性，防止水冷壁管发生酸性或碱性腐蚀；降低蒸汽对二氧化硅的溶解鞋带，改善汽轮机沉积物的化学性质，减少汽轮机腐蚀。锅炉水中磷酸根不能太少或过多，应该控制在一个适当的范围内。5、碱度。锅炉水的碱度太大时，可能引起水冷壁的碱性腐蚀和应力腐蚀（在炉管热负荷较高的情况下，较易发生这种现象）。此外，还可能使锅炉水产生泡沫而影响蒸汽品质。所以，对软化水作补给水的锅炉，锅炉水的碱度也应当加以监督。对于铆接或胀接锅炉，为了防止苛性脆化，应监督锅炉水的相对碱度。•三、给水锅炉给水的组成有补给水、凝结水、疏水箱疏水以及生产返回水等。为了防止锅炉给水系统腐蚀、结垢，并且为了能在锅炉排污率不超过规定数值的前提下，保证锅炉水质合格，对锅炉给水的水质必须进行监督。给水水质标准中各水质项目的意义如下：1、氢电导率、含钠量和含硅量。炉水中的各种杂质主要来自给水，保证给水的氢电导率、含钠量和含硅量合格，即可保证炉水的这些指标合格，含硅量以及碱度不超过规定值，并使锅炉排污率不超过规定值。2、硬度。为了防止热力系统生成钙、镁水垢，减少锅炉内磷酸盐处理的用药量，避免锅炉水中产生过多的水渣，应监督给水硬度。3、溶解氧。监督给水的溶解氧，可掌握给水的除氧效果，特别是除氧器的除氧效果，防止给水系统和锅炉省煤器等发生氧腐蚀。4、PH值。为了防止给水系统腐蚀，给水PH值应控制在规定的范围内，以保证热力系统铁、铜腐蚀产物最少。给水的最佳PH值控制范围就是以此为原则，通过加氨处理调整试验确定的。对于有铜部件的热力系统，加氨调整的给水PH值不能太高。若给水PH值在9.3以上，虽对防止钢材的腐蚀有利，但水、汽系统中的含氨量较多，在氨容易集聚的地方引起铜部件的氨蚀，如凝汽器空气冷却区、射汽式抽气器的冷却器汽侧等处。最佳PH值时给水含氨量通常在1-2毫克/升以下。5、联氨。为了确保完全消除热力除氧后给水中残留的溶解氧，并消除因发生给水泵不严密等异常情况偶然漏入给水中的氧，必须通过化学监督调整联氨的加药量，以使给水的联氨有一定的过剩量。6、总有机碳（TOC）。给水中各种碳酸化合物的总含量，称为总二氧化碳量。碳酸化合物随给水进入锅炉后，全部分解而放出二氧化碳，这些二氧化碳会被蒸汽带出。我们知道，蒸汽中二氧化碳较多时，即使进行水的加氨处理，热力系统中某些设备和管路仍会发生腐蚀，并导致铜、铁腐蚀产物的含量较大。为了避免发生上述不良后果，必须监督给水中总二氧化碳量。7、全铁和全铜。监督给水中的铁和铜的含量，主要是为了防止在锅炉中产生铁垢和铜垢。给水中铜和铁的含量，还可以作为评价热力系统金属腐蚀情况的依据。8、油。给水中假如含有油，当它被带进炉内以后会产生以下危害：（1）油质附着在炉管壁上并受热分解生成一种导热系数很小的附着物，会危及炉管的安全。（2）会使锅炉水中生成漂浮的水渣和促进泡沫的形成，轻易引起蒸汽品质的劣化。（3）含油的细小水滴若被蒸汽携带到过热器中，会因生成附着物而导致过热器的过热损坏。因此对给水中的含油量必须给以监督。•四、汽轮机凝结水汽轮机凝结水水质标准中各项目的意义如下：1、硬度。冷却水漏入或渗入凝结水，会使凝结水的硬度升高，为了监督凝汽器泄露，防止凝结水中钙、镁盐量过大，导致给水硬度不合格，应对凝结水的硬度进行监督。2、溶解氧。在凝汽器和凝结水泵的不严密处漏入空气，是凝结水中含有溶解氧的主要原因。凝结水含氧量较大时，会引起凝结水系统的腐蚀，还会使随凝结水进入给水的腐蚀产物增多，影响给水水质。所以应监督凝结水的溶解氧。3、电导率。凝结水的电导率能比较敏感的响应凝汽器的泄漏，如发现电导率比正常值明显偏高时，则表明凝汽器发生了泄漏。为了提高测定的灵敏度，通常是测定凝结水的氢电导率。4、含钠量。近年来，工业钠度计用于监测凝结水水质受到广泛重视，在监测水中微量盐分方面，钠度计比电导率仪更为灵敏和直观，可迅速及时的发现凝汽器的微小泄漏。•五、疏水箱的疏水热力系统中各种蒸汽管道和附属设备中的蒸汽冷凝水或排放水，常称为疏水。凡用专用管道汇集于疏水箱中的水叫疏水箱疏水。疏水箱疏水一般由疏水泵送入锅炉的给水系统。为了保证给水合格，这种疏水在送入给水系统以前，应监督其水质。按规定，疏水的含铁量应不大于50微克/升，硬度应不大于2.5微克当量/升。若发现其水质不合格时，必须对进入此疏水箱的各路疏水分别取样，进行测定，找出不合格的水源。•六、返回水在热用户的用热过程中，蒸汽往往受到污染，致使从热用户返回的供热蒸汽冷凝水（返回水）含有许多杂质。一般来说，返回水中含钠量、硬度和含盐量较大，不经过适当处理不能回收作为锅炉给水的组成部分。返回水先收集于返回水箱中。为了保证给水水质，应定时取样检查，监督此水箱中的水质，确认其水质符合规定后，方可送入锅炉的给水系统。按规定，返回水的含铁量应不大于100微克/升，硬度应不大于5微克当量/升，含油量应不大于1毫克/升。当热电厂内设有返回凝聚水的除油、除铁处理的设备时，返回水经处理后，应监督其水质，符合上述规定后，方可送入给水系统。第二节水、汽的取样方法进行水汽质量监督时，从热力系统的各个部件取出具有代表性的水、汽样品很重要，这是正确进行水、汽质量监督的前提，所谓有代表性的样品，就是说这种样品能反映系统中水、汽质量的真实情况，否则，即使采用很精密的测定方法，测得的数据也不能真正说明水、汽质量是否达到了标准，不能用来作为评价系统内部结垢、腐蚀和积盐等情况的可靠资料，为了取得有代表性的水、汽样品，必须做到以下几方面：1、合理的选择取样地点。2、正确的设计、安装和使用取样装置（包括取样器和取样冷却装置）。3、正确的保存样品，防止已取得的样品被污染。•一、水的取样热力系统中的水大都温度较高，在取样时应加以冷却，因为高温水既不便于取样也不便于测定，因此应将取样点的样品引至取样冷却器内进行冷却。一般冷却到25-30℃（南方地区夏季不超过40℃）。取样的导管要用不锈钢管制成，不能用普通钢管和黄铜管，以免样品在取样过程中被取样导管中的金属腐蚀产物污染。取样导管上，靠近取样冷却器处，装有两个阀门，前面一个为截止阀，后面一个通常为针形节流阀。取样器在工作期间，前一个阀门应全开，用后一个阀门调节样品的流量。为了保证样品的代表性，机组每次启动时，必须冲洗取样器。冲洗时，把两个阀门全部打开，让样品大流量的流出，冲洗取样装置，干净后方可将样品流量调至正常流量。在机组正常运行期间，也应定期进行冲洗，冲洗完后，使样品不断的流出，取样时不再调整。1、炉水取样炉水样品一般是从汽包的连续排污管中取出的，为保证样品的代表性，取样点应尽量靠近排污管引出汽包的出口，并尽可能装在引出汽包后的第一个阀门之前。2、给水取样给水取样点一般设在锅炉给水泵之后，省煤器之前的高压给水管上，最好安装在垂直的给水管管路上。为了监督除氧器的运行情况，除氧器出口给水也应取样。为了保证样品的代表性，取样点应设在离出口不大于１m的水流畅通处。用小管接至取样冷却器上。3、凝结水的取样凝结水取样点一般设在凝结水泵的出口端的凝结水管道上。凝结水泵的入口因压力低于大气压，故不宜在此安装取样管。4、疏水的取样疏水一般在疏水箱中取样，取样点在距疏水箱底200-300mm处。•二、蒸汽的取样为了便于测定，应将蒸汽样品通过冷却器，使其凝结成凝结水。蒸汽取样器中蒸汽的流量一般为20-30kg/h。对样品引出导管及冷却器的要求与水的取样相同。为了取得真实的蒸汽样品，避免取样管中附着的杂质污染，在机组启动时也应大流量、长时间冲洗蒸汽取样装置。发现取样装置污染严重时，应进行排气冲洗。取样装置投入工作后，取样阀门平时应保持打开的状态不变，使蒸汽凝结水不断流出。下面分别介绍饱和蒸汽和过热蒸汽的取样方法。1、饱和蒸汽取样锅炉所产生的饱和蒸汽中，常携带着少量的锅炉水水滴。当饱和蒸汽沿着管道流动时，这些水滴在管道内不一定分布得很均匀。如蒸汽流速较低时，其携带的水滴便有一部分黏附在管壁上，形成水膜。饱和蒸汽的这一流动特点使其取样比较困难。如果将取样管口位于蒸汽管道的中心或者管壁，都不能取得代表性的样品。因为前者取出的蒸汽样品湿度较低，含钠量（或含硅量）偏低；后者则相反，取得的样品湿度较大，含钠量（或含硅量）偏高。为了取得有代表性的饱和蒸汽样品，要求取样过程必须同时满足以下几个条件：（1）取样点应设在蒸汽中水分分布均匀的管道上。实践证明，当管内饱和蒸汽的流速加快到一定程度时，管壁上的水膜就会被汽流冲碎，此流速称为饱和蒸汽的破膜流速（大小随蒸汽压力的增大而减小）。当管道内的蒸汽流速超过