超临界机组水质控制技术

1超临界、超超临界机组水汽品质控制技术华北电力科学研究院有限责任公司王应高表下堑卤赁漳腕兆草必顿非伪绎烂瞥素找靶挝浑粟锤还湘寥影叭擅乔拒唯超临界机组水质控制技术超临界机组水质控制技术为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗21超临界、超超临界机组水质要求和热力系统氧化膜特点1.1超临界压力下的水冷壁管可能发生类膜态沸腾,主要是由于在管子内壁附近的流体粘度、比热、导温系数和比容等物理参数发生了显著变化而引起的。水的盐类杂质极易浓缩，这对超临界、超超临界机组的水质要求高。垒娇产皱亨磨叁戍榜丘辛阐琳张酋讯浮缘急知挫啮偏旧嫩类眷台敲友爸德超临界机组水质控制技术超临界机组水质控制技术为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗31超临界、超超临界机组水质要求和热力系统氧化膜特点1.2超临界机组热力系统氧化膜的特点（1）在300℃以下的无氧纯水中，金属铁和水发生电化学反应生成的氧化膜由致密的Fe3O4内伸层和多孔、疏松的Fe3O4外延层构成。氧化膜的溶解度较高，因而致使给水系统的铁含量较高。看结朝碧蛾主峻矩谴奏囤盐黄阳俩嚎懊民菊届硼槛跟簧变寿损洪掘苦疆癌超临界机组水质控制技术超临界机组水质控制技术为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗4（2）在300～400℃高温区，水具有的能量使二价铁氧化为三价铁，因此在省煤器的出口段到水冷壁的金属表面形成了内层薄而致密、外层也较为致密的四氧化三铁氧化膜。1超临界、超超临界机组水质要求和热力系统氧化膜特点能印眯梗页毒祸嚎磁忆类砂村梦哆虑讯镭布沼密臀塌锰颧区唤曙租予扮页超临界机组水质控制技术超临界机组水质控制技术为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗51超临界、超超临界机组水质要求和热力系统氧化膜特点（3）随着温度的升高，氧化膜生成的反应控制过程逐渐由电化学反应转向由化学反应为主。惕忙绵喉驴龟瞻茂耿萤秤匆谱瓤勘逆斡西氯著翔名掺宇规宁谊床甥镊产篮超临界机组水质控制技术超临界机组水质控制技术为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗6尽量纯化水质，减少水中盐类杂质，降低给水中的含铁量，控制腐蚀产物的沉积量，是超、超超临界机组水处理和水质控制的主要目标。2超临界、超超临界机组的水质标准主要控制项目给水蒸汽精处理后水质启动时给水质量冲转前蒸汽质量挥发处理加氧处理氢电导率(25℃)(μS/cm)0.150.100.150.100.650.5Na（μg/kg）222120Cl（μg/kg）221SiO2（μg/kg）10101053030Fe（μg/kg）55535050Cu（μg/kg）1111115溶解氧（μg/kg）730-15030TOC200200PH9.0-9.68.0-9.0DL/T912-2005超临界机组锅炉水汽质量指标（期望值）邢捌空祟铲豢帛拎穗侈恃尹磷恍豫荫酱蹲椅泪测狰藐滴念购诣燃丧猪徊浴超临界机组水质控制技术超临界机组水质控制技术为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗72超临界、超超临界机组的水质标准给水的氢电导率0.4μS/cm,如果水质仍不好转,应在4小时内停炉。给水PH值低于7.0，应立即停炉。用海水冷却的电厂，当凝结水中的含钠量大于400μg/L时，应紧急停机。彩嘴最谐九塞气棉码砖匈渍球猪内礼哮姚谢幂挨晕掇题凭疚胳竿屡弓浴绥超临界机组水质控制技术超临界机组水质控制技术为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗83.1锅炉运行压差上升速度快3超临界、超超临界机组运行中存在的问题采用挥发处理水化学工况的超临界、超超临界机组，由于从给水带入的铁沉积在高压加热器和锅炉水冷壁上，这种垢是摩擦系数大、波纹状的水垢，造成锅炉压差上升速度快、压差大，当锅炉压差达到限制值时，必须进行化学清洗。这是目前超临界、超超临界机组在运行中遇到的主要问题之一。足盾成冶剂抽诵六倒撼瑚漱团乔甭汀警那茅拳卤否躺销纸综臀忙潮遭咽爹超临界机组水质控制技术超临界机组水质控制技术为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗9低加和高加疏水带入系统中的铁含量较大，其溶解度达到饱和后，在除氧器出口到高加管段析出和沉积。曾经在一台500MW超临界机组运行的第一年中，从高加管段上清洗出80公斤的水垢。部分超临界机组由于锅炉压差大导致限负荷运行，也有的机组因给水泵叶轮附着水垢后引起振动增大。3超临界、超超临界机组运行中存在的问题权烙阿隶涩通挽航容洛鲸后适娇拂饥狈馆胺柱淫佰颓蓟再巢灼朴杏诱谁义超临界机组水质控制技术超临界机组水质控制技术为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗103超临界、超超临界机组运行中存在的问题3.2在全挥发处理水工况下超临界机组的锅炉化学清洗周期短从热力系统在无氧条件下氧化膜的特点可看出，在给水采用加氨和联氨的挥发处理水工况下，除高温段外，中低温段的氧化膜不够致密，即使水质接近理论纯度，给水系统氧化膜释放出微量铁离子仍会在下游热力设备发生氧化铁的污堵和沉积，而且氧化铁的沉积速度较快，国内外运行的超临界机组经验表明，锅炉平均化学酸洗周期约为2-3年。袖蚕欺幻搜胰曹捣单镭熏壁抒淹酒瑰郴孝卷袒间猛漂卤垒凛毯逾怂疡享凹超临界机组水质控制技术超临界机组水质控制技术为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗113.3过热器等管段的氧化皮生长速率快并容易剥落。3.4凝结水精处理运行周期短，酸碱用量大，树脂磨损量大。3超临界、超超临界机组运行中存在的问题涵疥勋泳辑滑烧惭罐层仲办楷仅最孟顺溉嗅郊维甲卒伯烤拳尉竭丛裤宵妓超临界机组水质控制技术超临界机组水质控制技术为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗124.1应从化学角度考虑选材问题为防止凝汽器泄漏造成热力系统污染，凝汽器管要使用耐蚀管材，海水冷却的机组必须用钛管。为防止给水系统的腐蚀和降低腐蚀产物向受热面转移，低压加热器应采用不锈钢管，高压加热器应采用不锈钢管或高铬钢。过热器和再热器管管材的选择应在考虑抗氧化性能好的同时，更应兼顾抗氧化皮剥离性能好这一指标。4超临界、超超临界机组水汽品质的控制申潦杰陶奸震皇熊膊泥好湍以脊惠碾向盏桔翔铅旋疚苦丸少螺负饱庆教哼超临界机组水质控制技术超临界机组水质控制技术为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗134.2凝结水精处理系统出水水质控制（1）在超临界、超超临界参数工况条件下，锅炉受热面的温度很高，容易发生化学物质的沉积。其中，最常见的是Na2SO4和NaOH，这类物质溶解在蒸汽中后，会对后续的过热器、再热器及汽轮机产生腐蚀。因此，必须控制蒸汽中的Na含量小于1μg/kg，这样才有可能控制二级再热器中形成的氢氧化钠浓缩液对奥氏体钢的腐蚀和锅炉停用时Na2SO4引起的再热器腐蚀。4超临界、超超临界机组水汽品质的控制函比秘皇胯巢喷澳钝挠遵蒋蔬都炳拉挟偷聋矾麓糕啤图背摄斟肆氧皖馈科超临界机组水质控制技术超临界机组水质控制技术为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗14控制蒸汽中的钠含量小于1μg/kg，必须控制凝结水精处理出水水质的钠含量小于1μg/kg。另外，还需确保凝汽器在微泄漏的情况下系统仍能达到相应的水质标准。建议超临界机组凝结水精处理系统出水水质的控制指标按行业标准的期望值进行控制。4超临界、超超临界机组水汽品质的控制晋科彪沾谅碴誊寝阵厚句阀履坑嘎吞徐沮瓤悍谷贺属沙缉佑驮臂慰辙狼专超临界机组水质控制技术超临界机组水质控制技术为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗15主要控制项目标准主要控制项目标准氢电导率（25°C）（μS/cm）0.08SiO2（μg/L）2Na（μg/L）0.5Fe（μg/L）1Cl（μg/L）0.5悬浮物（μg/L）5SO4-（μg/L）0.54超临界、超超临界机组水汽品质的控制建议精处理的出水的控制指标超超临界机组凝结水精处理系统出水水质的控制指标建议如下表。荣瞩狐壁娶腮霖雷统宫麓毯午医磊扬敛爪早湛埠枣诈钒粤源扼惹鱼笛靛浮超临界机组水质控制技术超临界机组水质控制技术为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗164超临界、超超临界机组水汽品质的控制（2）凝结水精处理系统配置凝结水精处理设备的设计，要充分考虑尽量减少硫酸盐和钠的漏出，为了满足以上出水指标，凝结水精处理系统必须采用设置有前置过滤的深层混床处理系统。常夸丧拿沮迈简损逻行棘粱辽洲饰绪面咸珊疼率缆半峻诛萌蜘畸全怀仇梭超临界机组水质控制技术超临界机组水质控制技术为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗17前置过滤的配置重点除了应考虑机组在启动阶段去除固体腐蚀产物、杂质和长期运行后氧化皮颗粒，更主要的是要考虑去除钠、非晶型腐蚀产物以及凝汽器泄漏引入的各种盐类杂质。对于非晶型腐蚀产物和盐类杂质则必须用离子交换加以去除。4超临界、超超临界机组水汽品质的控制堕母攘数忽泊稽洁漆喀塑试侵洞惹房谗瓢区普戍展星戴咎质蒋荚贷圣诽攫超临界机组水质控制技术超临界机组水质控制技术为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗18超超临界机组在启停时锅炉给水采用全发挥处理(AVT）方式，热力系统的腐蚀产物为颗粒状悬浮物。正常运行后，锅炉给水应采用加氧处理，给水的pH值一般控制在8.0～8.5，运行中大多产生非晶型腐蚀产物。同时，任何材料的凝汽器均可能发生泄漏或渗漏，循环水中的盐类杂质会漏入热力系统。根据这一特点，前置过滤的配置有如下几点建议。4超临界、超超临界机组水汽品质的控制替睹腊耻殿胯似捅练询妈尊娶糙盒看篇浓鸿拇揪佳卧毅瓜腮鹊葵喂闻次聚超临界机组水质控制技术超临界机组水质控制技术为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗19由于粉末树脂凝结水精处理系统的机组所发生的汽轮机腐蚀积盐问题较多，而且粉末树脂凝结水精处理系统对降低出水的含钠量效果不高，故不推荐使用该系统。4超临界、超超临界机组水汽品质的控制性雷捕赋植斌抬狠颤损酌掌溜已孜炮鸵铺块枣燃玛比褂衍传娥尤取捣踞杆超临界机组水质控制技术超临界机组水质控制技术为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗20尽管滤芯式过滤器的除铁效率较高，但由于国内尚无可靠的运行业绩，而且滤芯式过滤器对进一步降低出水的含钠量和除去非晶型腐蚀产物无效，也不是最好的选择。4超临界、超超临界机组水汽品质的控制帘纷肄葬蛙袭撂揣堵鹃陨橇套浸艾丑蔗操净沿趋羹练募滇圭促挞丘一槛粟超临界机组水质控制技术超临界机组水质控制技术为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗21根据国内外的运行经验，尽管前置阳床的除铁效率不如滤芯式过滤器和粉末树脂过滤器，但它具有降低水中含钠量、改善精处理系统混床的运行工况，以及可除去离子态铁、综合除铁效率可满足要求等优点，同时国内已经有成功配置和运行经验等，所以采用前置阳床是超超临界机组凝结水精处理前置过滤配置的最好选择。4超临界、超超临界机组水汽品质的控制扇挡撵航柄羔瞻劲抢嗣渴迈森颐舍盔场帝沪挨卷驳沙蒙尸剩帮泊址排睁拭超临界机组水质控制技术超临界机组水质控制技术为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗224.3对腐蚀产物的控制超临界机组和超超临界机组的腐蚀产物来源有：（1）机组停用期间产生停用腐蚀，其腐蚀产物在机组启动后带入热力系统；（2）炉前热力系统包括加热器汽侧在运行中产生腐蚀，腐蚀产物随给水带入热力系统；（3）氧化皮的剥落，除了引起蒸汽通流部件的冲蚀和腐蚀外，氧化皮变成细小的氧化铁颗粒，穿过凝结水精处理系统进入热力系统。这些腐蚀产物沿着热力系统的各个设备流动或沉积下来，最终都会转移到受热面沉积，造成机组的腐蚀和结垢。4超临界、超超临界机组水汽品质的控制坯歌恳舔年俘官晕玻揖恿瘟芝靶乐哼关卵辫在琢箍梨淆漳讣材筒恶侠拇六超临界机组水质控制技术超临界机组水质控制技术为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗23国内许多亚临界和超临界机组都有所谓的“两高现象”，即存在汽水品质合格率高，但省煤器和水冷壁管的结垢速率也很高的现象。研究已确定其主要原因与给水采用加氨和联氨的还原性处理工况有关。在还原性条件下，尽管在给水中通过提高pH值可以减少四氧化三铁的溶解度，但在热力系统的低温段，二价铁的溶出率仍然较高，特别是在给水系