化学监督9-水汽化学监督

第九章水汽品质化学监督水汽品质监督包括:补给水化学监督;给水化学监督;蒸汽化学监督;凝结水化学监督。第一节补给水化学监督一、补给水检测项目（1）悬浮物。其含量也可用浊度表示。（2）pH值。pH值异常很可能是遭受某种工业污染所致。（3）硬度。钙、镁离子的总和。碳酸盐硬度及非碳酸盐硬度（暂时硬度和永久硬度）。Ca(HCO3)2→CaCO3↓+CO2↑+H2O（4）电导率。水中离子导电能力的大小，通常反映了水中含盐量的多少。（5）化学耗氧量。与有机物反应消耗的氧化剂中的氧量即耗氧量来表征水中的有机物量。（6）全硅。活性硅—能直接用比色法测得的二氧化硅；非活性硅—不能用比色法直接测得的二氧化硅。补给水中的SiO2含量与电导率一样，是补给水系统出水中应控制的指标之一。二、补给水的检测方法序号检测项目采用方法标准应用说明1浊度GB12151—1989（福马肼浊度法）2pH值GB36904.1—1986GB36904.3—1993供运行控制监督用3硬度GB6909.1—1986GB6909.2—1986适用于高硬度：0.1~5mmol/L适用于低硬度：1~100μmol/L4电导率GB6908—1986GB12147—1989适用于电导率3μS/cm（25℃）适用于电导率3μS/cm（25℃）5CODGB14420—1993适用于（COD）Cr6全硅GB12148—1989适用于0~100μg/LSiO2或0~500μg/LSiO27硅GB12149—1989钼篮比色法适用于10~500μg/LSiO2及0.5~200μg/LSiO28硅GB12150—1989硅钼篮光度法适用于0~50μg/LSiO2三、补给水质量控制指标与标准补给水控制指标，是指原水经补给水系统处理后出水应控制的指标，为二氧化硅及电导率两项。选择二氧化硅作为补给水质量控制指标的原因之一，首先在于应用树脂去除水中的阴离子时，是按不同顺序吸收的，其中以SiO32-最难除去。因而只要SiO32-含量达到标准要求，则其他阴离子在水中则更少，不至于对水质产生什么影响。往往在汽轮机的低压缸内形成不溶于水、质地坚硬的二氧化硅沉积物。电导率是含盐量的重要标志。补给水中的盐份最终随蒸汽可能沉积在管道、阀门、汽轮机调节阀及叶片上，从而导致阀门动作失调，降低汽轮机效率，还会增大蒸汽的流动阻力，降低汽轮机效率。当积盐分布不均，还将影响转子的平衡，以致造成严重事故。严格控制二氧化硅含量及电导率这两项重要的水质指标，这对电厂整个水汽循环系统的水质保证，减少锅炉及汽轮机的结垢、积盐与腐蚀有直接的影响。四、补给水处理全过程监督与评价主要依据:水处理设备的出水水质及各项设备的运行状态、机组检修时热力设备的腐蚀、结垢、积盐情况是否与补给水水质相关。（1）水处理设备的出水水质。以最终进入锅炉给水系统的入口水质作为评价水质是否合格为依据。（2）根据热力设备检修进行评价。在大修检查中，如发现哪些因素是与补给水水质相关，就应作为对补给水的重点监督检查内容，以使补给水质完全达到机组安全经济运行的要求。（3）水处理设备的运行状态评价。水处理设备定级标准级别分类主要条件一类能达到铭牌出力与要求；设备完好无缺，标志明显完整；设备图纸资料、检修记录台账齐全完整；经过调试试验，再生剂量低，出水质量符合标准。二类基本上可达到铭牌出力，但存在下列问题：设备存在少量缺陷或设备图纸技术资料及检测记录不全。三类存在下列问题之一者：达不到铭牌出力或者不能处于良好备用状态；设备存在严重缺陷，带病运行；缺少主要图纸和技术资料。第二节给水化学监督一、给水监测项目与控制指标给水水质的监测与控制直接关系机组安全运行，为了减少进入锅炉的盐分及其他杂质，就必须提高给水质量，对给水检测严格加以监督，使其水质达到控制标准要求。给水来自三个方面：一是从除盐系统来补给水；二是从精处理系统来凝结水，三是各种加热器的疏水。1.给水水质检测项目（1）硬度。结垢→影响传热→导致垢下腐蚀、爆管（2）溶氧。本厂采用给水加氨、加氧联合处理，使水中的氧维持在100～300μg/L，使金属表面形成三氧化二铁的氧化膜，从而起到防腐蚀的作用。（3）铁、铜。结垢→影响传热→导致垢下腐蚀、爆管（4）二氧化硅。在炉内形成硅酸盐垢、随蒸汽进入汽机（5）pH值。pH值是一个最重要检测项目。由于给水pH9时，铜的腐蚀随pH值增大而增大。对有铜系统，给水pH值控制在8.8~9.3（本厂为8~9）；而对无铜系统，给水pH值还可适当提高到9.0~9.5。（6）电导率。电导率是反映水中含盐量高低的指标。锅炉金属面上沉积的各种水垢有碳酸盐垢、硫酸盐垢、硅酸盐垢等，水中含盐量高，是造成结垢的根本原因；控制给水含盐量即降低给水电导率，具有重要的意义；一般来说，给水电导率应不大于0.3μS/cm，对高参数、大容量机组，还应降到0.2μS/cm。本厂控制钠＜5μg/L代替电导;（7）油。油进入锅炉则在系统中生成附着物，这些附着物将会危及炉管及过热器的安全，形成有机酸，影响蒸汽品质。本厂控制油:≤0.1mg/L。（8）氨。氨处理来调节给水pH值，需要对给水中的氨加以控制与检测。2.给水质量检测方法：国家标准所规定的方法3.给水水质控制项目标准：本厂给水质量标准pH(25℃):8.0～9.0;溶解氧:30～300μg/L;铁：＜10uμg/L（标准值）,≤5uμ/L（期望值）;铜:＜5uμ/L（标准值）,≤3μg/L（期望值）;钠:＜5μg/L;二氧化硅:＜10μg/L;油:≤0.1mg/L。二、直流锅炉给水处理与监督1.直流锅炉水汽系统的特点随给水带入锅炉的各种杂质，有一部带入汽轮机，大部分则沉积于炉管中。随给水带入锅炉的钙、镁化合物，主要有CaSO4、CaCO3、MgSO4、MgCl2等，它们在过热蒸汽中溶解度比较小，几乎全部沉积于过热器管中。随给水带入锅炉的钠化合物，主要有NaCl、Na2SO4、NaOH等。由于NaCl在过热蒸汽中溶解度很大，故它不会在过热器内沉积而进入汽轮机；而NaOH、Na2SO4的溶解度较小，主要沉积于炉管中。随给水带入的硅化合物，由于在过热蒸汽中的溶解度很大，几乎全部进入汽轮机中。2.直流锅炉给水水质标准对直流锅炉来说，给水含钠量作了严格的限制，而汽包炉没有，虽说指标规定直流炉给水中含钠量要小于等于10μg/L应力争达到更低的水平；直流炉给水含铁量应小于等于10μg/L，它低于各种汽包炉给水中允许的含铁量，以防止铁的氧化物在热力设备中沉积下来；直流炉还对给水中二氧化碳含量作了严格限制，要求其含量应近乎为零。这一切都表明直流炉的给水水质要求更高，故对它们监督也越严格，保证给水水质的难度也越大。3.直流锅炉的给水处理（1）改进补给水处理，保证补给水质量。（2）对凝结水进行精处理，提高凝结水水质。（3）采用加氧及加氨处理的给水处理方法，使给水中含铁量进一步降低下来。直流炉氧化铁污堵、结垢速率高和锅炉压差上升速度快等问题突出，给水加氧方式下，由于不断向金属表面均匀地供氧，使金属表面形成了致密稳定的“双层保护膜”。这是因为在流动的高纯水中添加适量的氧，可提高碳钢的自然腐蚀电位数百毫伏，使金属表面发生极化或使金属的电位达到钝化电位，在金属表面生成致密而稳定的保护性氧化膜，不仅很好地解决了炉前系统存在的水流加速腐蚀，还消除了水冷壁管内表面波纹状氧化膜造成的锅炉压差上升的缺陷。第三节蒸汽化学监督一、蒸汽监督的内容及意义蒸汽直接进入汽轮机，保证蒸汽品质对汽轮机的安全运行有着很大的影响。蒸汽质量控制指标为钠、二氧化硅、电导率、铁、铜。本厂控制标准：氢电导率（25℃）：＜0.15us/cm铁：＜5ug/l（标准值），≤3ug/l（期望值）铜：＜3ug/l（标准值），≤1ug/l（期望值）钠：＜10ug/l二氧化硅：＜10ug/l二、蒸汽的监督与质量控制1.蒸汽质量控制：蒸汽品质是由给水品质来保证的。即由补给水处理和凝结水精处理来保证。在直流锅炉启动时，要进行冷态水洗和热水冲洗，冷态清洗可除去很多杂质，以保证锅炉点火时给水水质良好。冷态清洗结束，锅炉就可开始点火；热态清洗，又把残留在水汽系统内的铁腐蚀产物及硅化合物等杂质冲洗下来，洗出来的杂质在通过过滤器及混床除盐装置时不断地被排除。冷态与热态清洗的完成，以清洗后水质达到一定的标准来判断。2.机组大修检查内容与评价标准机组大修检查，是评价蒸汽质量的主要依据。（1）．大修检查内容。涉及蒸汽质量的热力设备，主要是过热器、再热器以及汽轮机本体。涉及蒸汽质量机组大修重点检查内容部位主要检查内容过热器及再热器立式弯头处割管，其长度不少于1200mm，检查有无积水、腐蚀、积盐程度、腐蚀产物沉积情况，测其pH值汽轮机本体目视各级叶片结盐情况，定性检测有无镀铜；调速级、中压缸第一次叶片有无机械损伤或麻点；中压缸一、二级围带氧化铁积集程度；检查每极叶片及隔板表面有无腐蚀；检查其pH值（有无酸性腐蚀），取沉积量最大的1~3片整叶片沉积物计算其单位面积积盐量，对沉积物做成分分析（2）.汽轮机本体积盐、腐蚀评价标准。汽轮机本体中转子、隔板和叶片的积盐、腐蚀评价标准类别项目一类二类三类积盐基本不积盐或积盐量1mg/(cm2/a)有少量积盐，积盐量1~10mg/(cm2/a)积盐较多，积盐量10mg/(cm2/a)腐蚀基本没有腐蚀低压缸有轻微锈蚀，初凝区隔板有轻微腐蚀下隔板有较严重锈蚀，不锈钢部件出现针孔或初凝区隔板有严重腐蚀值得注意的问题：控制水汽系统中酸性离子浓度，对于减少腐蚀非常重要！研究表明：水汽系统中Cl-含量过高是造成热力系统腐蚀，尤其是汽轮机叶片腐蚀的重要原因之一。过热蒸汽中Cl–浓度大于3μg/L时，就有可能对亚临界机组的汽轮机叶片造成点蚀及应力腐蚀。蒸汽中酸性杂质在初凝水中的浓缩富集，导致初凝水pH值降低，造成对钢件的腐蚀；要重视对Cl–、SO42–等酸性离子浓度的监督与控制，水汽系统中Cl–的含量与凝结水除盐的高速混床关系很大，因高速混床运行后期排放Cl–现象十分显著，甚至出水电导率为0.1μS/cm时，就存在放Cl–现象，这对亚临界和超临界机组的安全运行构成威胁。第四节凝结水化学监督凝结水的品质反映着凝汽器的渗泄漏、影响着精处理系统的运行质量和出水品质、关乎给水品质。一、凝结水系统及水质要求1.凝结水质控制指标：凝结水精处理前凝结水质量：硬度、钠、氢电导率、（溶解氧）凝结水精处理后凝结水质量：氢电导率、铁、铜、钠、二氧化硅本厂凝结水质量标准：凝结水精处理前凝结水质量：硬度：≈0mol/l钠：≤10g/l氢电导率（25℃）：＜0.30us/cm凝结水精处理后凝结水质量：氢电导率（25℃）：≤0.10us/cm铁：＜5ug/l（标准值），≤3ug/l（期望值）铜：＜3ug/l（标准值），≤1ug/l（期望值）钠：＜1ug/l二氧化硅：＜10ug/l检测项目检测方法说明硬度GB6902.2-1986测定范围1~100μmol/L低硬度水样溶解氧GB12157-1989测定范围2~100μg/LO2（内电解法）电导率GB12147-1989测定范围3μg/L钠GB12155-1989测定范围0~2300μg/L（动态法）二氧化硅GB12150-1989测定范围0~50μg/LSiO2（硅钼蓝比色法）铁GB/T14427-1993测定范围5~200μg/L或1~50μg/L铜GB/T14418-1993测定范围2.5~50μg/L或0.01~0.15μg/L2.凝结水质检测方法：凝结水的水质检测按国标规定进行二、机组运行中的凝结水监督1.凝结水的污染蒸汽中的溶盐、水汽系统中设备的腐蚀产物2.凝结水监督的重点（1）凝汽设备。（2）凝汽器防腐。（3）蒸汽品质保证。（4）凝结水质检测。3.凝汽器泄漏监督与凝结水质异常