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给水处理

为了减轻或防止锅炉给水对金属材料的腐蚀，减少随给水带入锅炉的腐蚀产物和其它杂质，防止因采用给水减温引起混合式过热器、再热器和汽轮机积盐，就必须对给水进行处理。
对不同的给水处理方式，DL/T 805.4-2004中规定了给水氢电导率、pH、溶解氧及铁、铜等控制指标，其目的是在尽可能降低给水中杂质浓度的前提下，通过控制给水中的这些化学指标，以抑制水、汽系统中的一般性腐蚀和流动加速腐蚀 (flow-accelerated corrosion 简称FAC)。
锅炉给水分低压给水和高压给水。从凝结水泵到除氧器的给水称低压给水，从给水泵进入锅炉的给水称高压给水。在火电厂的给水系统中金属材料主要有碳钢、不锈钢或铜合金。无论给水水质如何，水对金属材料或多或少都有一定的腐蚀作用。腐蚀是指材料与环境反应而引起的材料的破坏或变质，如铁生锈、不锈钢晶粒敏化、铜生成铜绿等。如果不对给水进行处理，大多数腐蚀产物都会随给水带入锅炉，并容易沉积在热负荷较高的部位，影响热的传导，轻则缩短锅炉酸洗周期，重则导致锅炉爆管。
对给水进行处理是指向给水加入水处理药剂，改变水的成分及其化学特性，如pH值、氧化还原电位等，以降低给水系统的各种金属的综合腐蚀速率。相比较而言，金属在纯净的中性水中的腐蚀速率往往比在弱碱性的水中高。所以，几乎所有的锅炉给水都采用弱碱性处理。
第一节 火电厂中与给水有关的概念及指标
在火电厂中，不同的压力等级的锅炉对给水水质要求是不同的。对于同一压力等级的锅炉，不同的标准（例如，国标、行标）对给水水质要求也是不同的。本节将有关概念及水质指标进行说明。
1 压力等级的划分
在火力发电厂中，一般标准所涉及到锅炉的压力等级通常是按锅炉出口过热蒸汽的压力划分的，其划分标准以及对应的炉型、机组容量和主要用途见表7-1。在特殊情况下，也有按汽包压力等级划分，如DL/T 805.2-2004。
表7-1 锅炉的压力等级的划分标准以及对应的炉型、机组容量和主要用途
锅炉压力 等级
压力范围(MPa)
锅炉类型
通常与机组配备的容量
用途
低压
<2.45
汽包锅炉
不属于电力行业
以供汽为主兼发电用
中压
3.8～5.8
汽包锅炉
25MW及以下
发电与供汽
高压
5.9～12.6
汽包锅炉、少见直流锅炉
50～135MW
以发电为主兼供汽用
超高压
12.7～15.6
汽包锅炉、少见直流锅炉
200～250 MW
以发电为主兼供汽用
亚临界
15.7～18.3
汽包锅炉、直流锅炉
300～660 MW
发电
超临界
22.115～30
直流锅炉
500MW及以上
发电
超超临界
>30
直流锅炉
600 MW及以上
发电
2 汽包锅炉的产汽过程和对水质要求
2.1汽包锅炉的产汽过程
锅炉给水经省煤器加热后进入汽包内的给水分配管，经汽包下降管进入下联箱，再进入水冷壁管，吸收热量后变成汽、水混合物返回到汽包，并在汽包内经过多次汽、水分离后，蒸汽进入到过热器进一步加热至规定的温度，然后进入汽轮机做功，而在汽包内汽、水分离装置分离出来的炉水与给水一起进行再循环的产汽过程。
2.2 汽包锅炉对水质要求
1） 与直流锅炉相比，对锅炉给水水质要求相对较低；
2） 允许炉水在产生蒸汽的过程中进行深度浓缩，但排污率不得低于0.3%；
3）是否配备凝结水精处理设备由机组容量及其它配置而定。
3 直流锅炉对水质要求
所谓的直流锅炉，就是锅炉没有汽包，给水经过省煤器加热后进入给水分配联箱，然后进入水冷壁管，吸收热量后全部变成蒸汽。
直流锅炉对水质要求有以下特点：
1）与汽包锅炉相比，对锅炉给水水质要求相对较高；
2）在产生蒸汽过程中不允许炉水浓缩；
3）必须配备凝结水精处理设备。
4 超临界、超超临界锅炉
水的临界参数为22.115MPa、374.15℃。在临界参数下，水的完全汽化会在一瞬间完成，即在饱和水与饱和汽之间不再有汽、水共存的二相区。当机组参数高于临界参数时，通常称为超临界机组。对蒸汽动力装置循环的理论分析表明，提高循环蒸汽做功的初始参数和降低循环蒸汽的参数均可以提高循环热效率。由于用于发电的蒸汽的最终参数已经接近于理论值，要提高循环热效率，只有提高蒸汽做功的初始参数(压力、温度) 。实际上，蒸汽动力装置的发展和进步一直是沿着提高参数的方向前进的。
超临界火电技术经十几年的发展，在不少国家推广应用并取得了显著的节能和改善环境的效果。目前实际应用的主蒸汽压力已经达到31MPa，主蒸汽温度已经达到610℃，容量等级在300MW～1300MW均有业绩。与同容量的亚临界火电机组的发电效率相比，在理论上采用超临界参数可以提高效率2%～2.5%，采用超超临界参数可提高约4%～5%。目前世界上先进的超临界机组的发电效率已经超过50%。同时，先进的大容量超临界机组具有良好的运行灵活性和适应性，大大地降低了CO2、粉尘和有害气体(主要为SOX、NOX) 等污染物的排放，具有显著的环保、洁净的特点。实际的运行业绩表明，超临界机组的运行可靠性指标已经不低于亚临界发电机组。
另外，对于洁净煤发电技术来说，超临界发电技术还具有良好的技术继承性。正因为如此，超超临界发电技术的研究与开发越来越得到各国电力工业的重视，又进入新的一轮发展时期。进一步发展的方向是在保持机组的可利用率、可靠性、灵活性和延长机组的使用寿命等的同时，进一步提高蒸汽的参数，从而获得更高的效率和环保性能。
第二节 锅炉给水处理
1 关于制定标准的有关说明
1.1 制定水汽质量标准的分类原则
在标准的制订过程中，通常按各项化学指标对热力系统的重要性、可实现性进行分类。第一类标准是对热力设备影响严重的各项化学指标，必须严格执行，否则将在短期内会对设备造成腐蚀或损坏，通常标准中以“应符合下列标准”的术语描述。第二类标准是对热力设备影响比第一类轻，由于某种原因在短期内略微超标，对设备的正常运行影响较小的标准，通常标准中以“可参考下列指标控制”的术语描述。第三类标准是对热力设备影响更小的一些化学指标，有些电厂经过努力是可以达到的，或国外的标准已经达到而在我国执行起来尚有一定困难，电厂可根据具体情况争取达到的标准，通常标准中以“期望值”的术语描述。随着科学的发展，水处理技术和检测技术在不断进步，以前难以达到的“期望值”在新的标准中有可能变成标准的极限值。
1.2 国家标准、行业标准和企业标准的区别
所谓的国家标准就是该标准适应于国内范围内所有行业所涉及的这一标准的内容，都应执行的标准，简称国标。它对制造者来说是检验制造的产品是否合格的检验标准，它对用户来说是检验产品是否合格的验收标准。国标的格式和意义如下：以“国标”汉语拼音的每个字的第一个大写字母开头，紧跟着是一条斜杠，斜杠后面有时加T表示该标准是推荐标准，有时不加T表示是强制标准，例如涉及到国家的安全、环保、食品和卫生等都是强制标准。在T的后面空一个字母字符后紧接着就是标准号，然后是一横杠和标准颁布的年号，例如，GB/T 12145－1999，就是1999年颁布的《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》国家标准就属于推荐标准。
所谓行业标准就是该标准适应于该行业所涉及的这一标准的内容，都应执行的标准。它是检验、规范本行业的标准，简称行标。行标的格式和意义如下：以本行业简称每个字的汉语拼音的第一个大写字母开头，其它与国标相同。 例如，DL/T 805.2－2004，就是2004年颁布的“《火电厂汽、水化学导则》第2部分：锅炉炉水磷酸盐处理”就属于电力行业推荐标准。
所谓企业标准就是该标准适应于该企业所涉及的这一标准的内容，都应执行的标准。它是检验本企业的标准，简称企标或厂标。企标的格式和意义如下：以企业简称每个字的汉语拼音的第一个大写字母开头，其它与国标相同。
一般说，企业标准的各项指标不得低于该行业标准，行业标准的各项指标不得低于相应的国家标准。也就是说，国家标准是最宽松的标准，企业标准是最严格的标准。有的国家标准虽然是推荐标准，但各项指标是都应该达到的最低标准，否则，会发生各种各样问题。
1.3 《火电厂汽、水化学导则》与《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》标准的区别
GB/T 12145-1999《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》标准是1995年制订的，1999年颁布执行的。该标准的各项指标比较宽松，其中很多方式、方法已经不能适应目前电力生产的需要，例如，GB/T 12145-1999只列出了氨+联氨的汽包锅炉给水处理方法，而DL/T 805.4-2005列出了AVT(R) 、AVT(O) 和OT三种处理方法；GB/T 12145-1999只列出了协调磷酸盐处理方法，而DL/T 805.2-2004已经不推荐使用这种方法，并提出了PT、LPT和EPT的处理方法和水质指标。
1.4 锅炉给水的处理方式
目前有三种处理方式，目前AVT(R) 、AVT(O) 和OT这三种给水处理名称以及水质标准已经列入中华人民共和国电力行业标准DL/T 805.4-2004中。可根据机组的材料特性、炉型及给水的纯度选择不同的给水处理方式。
2 AVT(R)、AVT(O) 和OT的原理
2.1 抑制一般性腐蚀

从可以看出，要保护铁在水溶液中不受腐蚀，就要把水溶液中铁的形态由腐蚀区移到稳定区或钝化区。可以采取以下三种方法达到此目的：(1) 还原法：通过热力除氧并加除氧剂进行化学辅助除氧的方法以降低使铁处于α-Fe2O3的钝化区方式。(3) 弱氧化法：只通过热力除氧（即保证除氧器运行正常）但不再加除氧剂进行化学辅助除氧，使铁处于α-Fe2O3和Fe3O4的混合区，即AVT(O)方式。
注：水的氧化还原电位(ORP) 与铁的电极电位是两个不同的概念。ORP通常是指以银-氯化银电极为参比电极，铂电极为测量电极，在密闭流动的水中所测出的电极电位。ORP是衡量水的氧化还原性的指标。铁的电极电位是指以银-氯化银电极(或其他标准电极) 为参比电极，铁电极为测量电极，在密闭流动的水中所测出的电极电位，是说明在水中铁表面形成的状态。
在AVT(R)方式下，由于降低了，使铁生成稳定的氧化物和氢氧化物分别是Fe3O4和Fe(OH)2。它们的溶解度都较低，在一定程度上能减缓铁进一步腐蚀，这是一种阴极保护法。
在OT方式下，由于提高了，使铁进入钝化区，这时腐蚀产物主要是α-Fe2O3和Fe(OH)3，它们的溶解度都很低，能阻止铁进一步腐蚀，这是一种阳极保护法。
在AVT(O)方式下，由于提高幅度不大，使铁刚进入钝化区，这时腐蚀产物主要是α-Fe2O3和Fe3O4，它们的溶解度较低，其防腐效果处于OT和AVT(R)之间。这也是一种偏向于阳极的保护法。
从以上分析可以看出，无论采用哪种给水处理方式都可以抑制水、汽系统铁的一般性腐蚀。对于铜合金而言，氧总是起到加速腐蚀的作用。所以，对于，应尽量采用AVT(R)方式运行。不论在含氧量高还是低的水中，pH值在8.8～9.1的范围内，铜的腐蚀速度都最低。
2.2 抑制流动加速腐蚀
在湍流无氧的条件下钢铁容易发生流动加速腐蚀(FAC) ，其发生过程如下：附着在碳钢表面上的磁性氧化铁(Fe3O4) 保护层直发展到最坏的情况——管道腐蚀泄漏。FAC过程可能十分迅速，壁厚减薄率可高达mm/a以上。例如，某电厂一台500MW的直流锅炉，在高加母管分为许多支管的弯头处，5mm厚的钢管半年就腐蚀穿透。在火力发电厂中，金属磨损腐蚀速率取决于多个参数，其中包括：给水化学成分、材料组成以及流体的动力学特性等。选择适宜的给水处理方式可以减轻FAC的损害，也能使省煤器入口处的铁和铜含量达到较低水平(<2µg/L) 。
对于双层氧化膜的研究表明，上层膜是不很紧密的氧化铁，特别是Fe3O4在150～200 ℃条件下，溶解度较高，不耐冲刷。这就是为什么在联氨处理条件下，炉前系统容易发生水流加速腐蚀(FAC)的原因，也是为什么使用联氨处理给水含铁量高，给水系统节流孔板易被Fe3O4粉末堵塞的原因。给水加氧处理就是为了改善这种条件。给水采用AVT(R)和OT，其氧化膜组成的变化可用图7-2、图7-3和图7-4的对比说明。

① Fe + 2H2O = Fe(OH)2 + H2↑
Fe(OH)2 = Fe(OH)+ + OH－
Fe(OH)2 = Fe2+ + 2OH－
② 2Fe(OH)++ 2H2O = 2Fe(OH)2++ H2↑
③ Fe(OH)+ +2 Fe(OH)2+ +3OH- = Fe3O4+4H2O
图7-2 采用AVT(R)的氧化膜结构示意图

形成3价铁氧化物的有关反应
4Fe2++O2+2H+=4Fe3++2OH－
2Fe2++2H2O +O2= Fe2O3+4H+
Fe(OH)++H2O=FeOOH+2H++e－
Fe3O4+2H2O=3FeOOH + H++e－
图7-3采用OT的氧化膜结构示意图

AVT(R)方式金属表面状态(放大16倍) OT方式金属表面状态(放大16倍)
图7-4 有氧处理和无氧处理对金属表面膜的影响
从上面三个图的对比可看到，采用OT后，主要是将外层的Fe3O4的间隙中以及表面覆盖上Fe2O3。改变了外层Fe3O4层空隙率高、溶解度高，不耐流动加速腐蚀的性质。给水采用AVT(O)所形成的氧化膜的特性介于OT和AVT(R)之间，也就是说这种给水处理方式所形成的膜的质量比OT差，但优于AVT(R)。
对于AVT(R)，给水处于还原性气氛，碳钢表面生成磁性氧化膜的两个关键过程是：1) 内部形貌取向连生层的生长，受穿过氧化物中的细孔进行扩散的氧气(水或含氧离子) 的控制；2) 可溶性Fe2+产物溶解到了流动的水中，溶解过程受给水的pH和ORP控制。一般而言，给水的还原性越强，在省煤器入口铁腐蚀产物的溶解度就越高。正常AVT(R)情况下，ORP<-300mV，给水中铁腐蚀产物的含量小于10µg/L，一般不会发生FAC。但值得注意的是，由于局部的流体处于湍流状态时，碳钢表面的磁性氧化膜(Fe3O4) 会快速脱落，使得FAC发展得非常快。但对于OT和AVT(O)，则有完全不同的情形。在非还原性给水环境中，碳钢表面被一层氧化铁水合物(FeOOH) 所覆盖，它也向下渗透到磁性氧化铁的细孔中，而且这种环境有利于FeOOH的生长。此类构成形式可产生效果有两个，一是由于氧向母材中的扩散(或进入) 过程受到限制(或减弱) ，因而降低了整体腐蚀速率；二是减小了表面氧化层的溶解度。因此从产生FAC的过程看，在与AVT(R)时具有完全相同的流体动力特性的条件下，FeOOH保护层在流动给水中的溶解度明显低于磁性铁垢(至少要低2个数量级) 。总的结论是：采用OT时给水的含铁量有时能小于，并且能明显减轻或消除FAC现象。
3 关于DL/T 805第4部分：锅炉给水处理标准的说明
3.1 还原性全挥发处理[AVT(R)] 给水质量标准及各指标的依据
3.1.1 AVT(R) 给水质量标准

3.1.2 规定AVT(R)给水质量标准各指标的依据
1) 氢电导率
标准中采用氢电导率而不用电导率，其理由是，①因为给水采用加氨处理，氨对电导率的贡献远大于杂质的贡献；② 由于氨在水中存在以下的电离平衡： NH3·H2O = NH + OH ，经过H型离子交换后可除去NH，并生成等量的H+ ， H+与OH结合生成H2O。由于水样中所有的阳离子都转化H+，而阴离子不变，即水样中除OH以外，各种阴离子是以对应的酸的形式存在，是衡量除OH以外的所有阴离子的综合指标，其值越小说明其阴离子含量越低。由于不同的阴离子对电导率的贡献不同，所以它是一个综合指标。例如在，35.5 、 SO和59对氢电导率的贡献分别是0.426OH以外只有
规定含油指标的主要目的是监控生产返回水是否受到污染，在正常情况下给水中的含油量应为零。
3.1.3 AVT(R)的特点
在80年代以前，在世界范围内几乎所有的锅炉给水都采用AVT(R)。对于有铜系统，总是优先采用AVT(R) ，对于无铜系统，如果出现给水的含铁量较高(大于10mg/L) 、高压加热器疏水调节阀门经常卡涩，水汽系统的弯头处有冲刷减薄等现象，不宜采用AVT(R) ，最好采用OT 或AVT(O) 。
3.2 弱氧化性全挥发处理[AVT(O)] 给水质量标准及各指标的依据
3.2.1 AVT(O) 给水质量标准

3.2.2 规定AVT(O)给水质量标准各指标的依据
1) 氢电导率
同AVT(R)。
AVT(R)高，其目的是提高水的ORP，使水处于弱氧化性。此指标世界各国的规定值不同，对于大容量机组，最高为25Fe3O4和Fe2O3混合氧化膜Fe3O4为主，靠近水侧以Fe2O3为主，由于Fe2O3膜较致密并且氧化膜AVT(R)5) 钠、硬度、油
同AVT(R)。
3.2.3 AVT(O)的应用条件及其局限性
80年代末期，随着人们对环保意识和公共安全卫生意识的逐渐加强，对AVT(R)所使用的联氨越来越遭到置疑。为此在世界范围内开展两方面的研究，一是开发无毒的新型除氧剂来代替联氨，二是取消除氧剂，改为弱氧化性处理，即AVT(O) 。后者更符合国际水处理的研究方向，即尽量少向水汽系统加化学药品，加药越简单越好。我国在90年代初开始研究AVT(O) ，并在94年电力系统试用。
AVT(O)其实就是不加除氧剂的AVT(R)。在该处理方式下，给水处于弱氧化性的气氛，通常ORP在0～+80mV之间。由于OT对水质要求严格，对于没有凝结水精处理设备或凝结水精处理运行不正常的机组，给水的氢电导率难以保证小于0.15mS/cm的要求，就无法采用OT。而采用AVT(R)时，给水的含铁量又高，这时可以采用AVT(O)。这种处理方式通常会使给水的含铁量降低，省煤器管和水冷壁管的结垢速率也相应降低。例如，陕西某电厂50MW的机组94年采用AVT(O)至2003年7月，省煤器管的结垢量仅为72g/m2；水冷壁管的结垢量仅为190g/m2。依此推算锅炉的酸洗周期为15～20年。
因此，除凝汽器外，无其他铜合金材料的机组，锅炉给水处理应优先采用AVT(O)。如果有凝结水精处理设备，给水的氢电导率能保证小于0.15mS/cm，最好采用OT。如果低压给水系统含铜合金部件，一般不宜采用AVT(O)，否则会使水汽系统含铜量增高。严重时汽轮机结铜垢。
3.3 给水加氧处理(OT) 给水质量标准及各指标的依据
3.3.1 OT给水质量标准
给水采用OT时，通常ORP>+100mV。锅炉给水质量标准应按表7-4中的有关规定执行。
表7-4 OT时锅炉给水质量标准

3.3.2 规定OT给水质量标准各指标的依据
1) 氢电导率
在较纯的水中，氧使钢铁表面生成致密的α-Fe2O3保护膜，起腐蚀抑制作用；在不纯的水中，氧会与其他杂质一起促进钢铁的腐蚀，起加速腐蚀作用。对于加有氨的给水来说，水的纯度往往用氢电导率来衡量。氧究竟起什么作用，由水的氢电导率临界值决定。由于温度、钢铁的表面状态等因素的影响，氢电导率临界值在0.2Fe3O4Fe3O4全部转换为α-Fe2O3后，0.2。
对于汽包锅炉，实施给水加氧处理稳定运行后，虽然溶解氧量定在实施给水加氧处理稳定运行后，虽然溶解氧量定在加氧处理可在钢铁表面已经形成的Fe3O4的表面膜以及膜中的孔隙中生成致密的α- Fe2O3。这种加氧后形成的膜在两个方面起到防腐作用。①表面膜致密，使水和其它杂质难以通过α- Fe2O3保护膜与铁基体反应；②在Fe3O4的孔隙中形成的微小Fe2O3颗粒堵塞了Fe3O4的孔隙通道，使Fe2+扩散不出来，腐蚀性的离子难以通过空隙通道与铁的基体发生反应。所以采用OT时，给水的含铁量通常在3mg/L以下。
3mg/L以下。
同AVT(R)。

汽包锅炉给水采用OT和直流锅炉的主要区别就是炉水浓缩问题，汽包锅炉炉水的蒸发和再循环可使杂质浓缩。浓缩后的炉水，其氢电导率也随之增加，使得氧的作用由阳极钝化剂变为阴极去极化剂。因为汽包中的炉水取样受给水的影响较大，特别是溶解氧的测量影响最大，而控制当炉水中溶解氧量过高时，就会使水冷壁管发生氧腐蚀。因为少量氯化物就可降低钢的氧化还原电位，所以要控制进入水冷壁管的氧含量及下降管炉水中阴离子(主要是Cl-) 的含量。溶解氧量达到200～400µg/L时，Cl-浓度大于100µg/L就可使钢的氧化还原电位降到佛莱德电位以下，即可局部破坏钝化膜而产生点蚀，造成水冷壁管腐蚀。由于测试条件的限制，一般炉水中的微量Cl-不易在线监测，所以通过监测下降管炉水的氢电导率来间接反映有害阴离子(主要是Cl-) 的含量。因此，导则对采用OT的汽包下降管炉水的氧含量和氢电导率给出了控制指标。在25℃时，100µg/L Cl-对氢电导率的贡献为1.200SO和认为下降管炉水的氢电导率控制小于1.5mS/cm为宜。根据对汽包锅炉给水OT的研究与实践经验及研究资料，认为炉水中的溶解氧浓度越小越好，可以接受的值为10µg/L。
3.3.3 OT、CWT和NWT的区别
给水加氧处理( OT)是指锅炉给水加氧的处理。也就是说，与给水的pH值无关，可以加其他药剂调节pH值，也可以不再加任何药剂。
给水联合处理(CWT)是指锅炉给水加氧和微量氨使给水呈微碱性的氧化性处理。
中性水处理(NWT)是指锅炉给水只加氧不再加任何药剂，使水呈中性的氧化性处理。
3.3.4 采用OT应具备的条件
1) 水质。机组配有凝结水精处理设备，并且能长期稳定运行。经处理的凝结水的氢电导率能长期低于0.15µS/cm。
2) 材质。给水系统不应含有铜合金部件。
3) 监测仪表。应配置给水在线氢电导率仪和溶解氧仪。
4) 增加取样点。对于汽包锅炉应加装炉水下降管取样点，并配置炉水在线溶解氧仪和氢电导率仪。
5) 安装高、低压给水加氧管路及阀门。
6) 安装加氧装置。如果采用自动加压氧装置，还应向加氧控制柜引入凝结水流量信号和/或给水流量信号。由在线溶解氧仪向系统引入溶解氧的测量显示信号和由系统向自动加压氧装置引入溶解氧测量信号和加氧控制信号。
3.3.5 加氧前应做好的准备工作
1) 对加氧系统进行清洗，清洗介质一般采用四氯化碳；
2) 对加氧系统进行严密性试验，试验介质用氮气；
3) 对加氧装置进行调试；
4) 确保加氧期间精处理出水的氢电导率小于0.15µS/cm ，争取小于0.10µS/cm；
5) 对在线化学仪表进行校验，并确定准确无误；
6) 锅炉燃烧工况稳定，机组处于长期运行状态。
3.3.6 我国的给水加氧处理与外国的差别
1) 对于直流锅炉采用给水加氧处理，我国的主要给水指标为：在25℃时pH值为8.0～9.0，氢电导率小于0.15µS/cm，溶解氧量为30～300µg/L。这与美、欧国家的标准一致。但是具体执行时，我国采用的pH值往往偏上限，即pH值为8.5～9.0；溶解氧量往往偏下限，即为30～100µg/L，而美、欧国家一般pH值偏下限，即8.0～8.5，溶解氧量居中，即为100µg/L左右。虽然这没有本质的差别，单却体现各自的风格。我们认为， 控制pH值略高些，有利与水的缓冲性，与给水AVT相比，pH值低了0.5左右，给水的含氨量少了近3/4，凝结水混床的运行周期延长了4倍以上。如果再延长，混床的运行压差会继续增大，这将导致凝结水泵的动力增加。而外国认为，应尽可能少向水汽系统加入药品。
2) 对于汽包锅炉采用给水加氧处理，我国的主要给水指标为：在25℃时给水的pH值为8.0～9.0，氢电导率小于0.15µS/cm（期望值0.10µS/cm），溶解氧量为10～80µg/L；汽包下降管炉水的氢电导率应小于1.5mS/cm，溶解氧含量应小于10mg/L。美、欧国家的标准的大部分指标与我国相同，只有以下差异：①给水的氢电导率，我国的期望值与国外的极限值相同；②国外下降管炉水的溶解氧含量小于5mg/L，比我国更加严格。由于这两项指标对防腐效果的影响没有质的差别并且在我国要达到这一标准目前尚有一定的困难，所以暂时放宽这两项指标，相信在不久的将来这两项指标也能完全与国际接轨。
4 超临界机组水质标准
4.1 单独制订超临界机组水质标准的理由
由于水在超临界参数状态下的物理、化学性质与临界参数以下有较大的差别，机组的运行条件更加恶劣，为了防止发生各种类型的腐蚀和积盐，就需要更严格地控制水汽质量。我国已投运十多台超临界机组，但是，由于引进机组采用不同国家的制造厂提供的标准，标准之间存在较大差异，国家标准GB/T 12145-1999《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》虽然有超临界机组水汽质量的内容，但不够全面。国家标准考虑到机组制造商、机组运营商、订货和运行各个方面不同要求，对超临界机组水汽质量指标要求比较宽松；新制订《火电厂汽、水化学导则》DL/T 805.4—2004虽然有超临界机组水汽质量的内容，但主要偏重亚临界以下参数的机组，没有规定超临界机组有关蒸汽、凝结水和补给水的质量标准。为了保证超临界机组安全经济运行，需制订更为严格、合理的超临界机组水质标准。
4.2 超临界机组给水水质指标及制定指标的依据
4.2.1 超临界机组给水水质标准
主要参考最新的国外标准：欧洲标准prEN 12952－12 1998 给水和炉水质量标准；英国标准BS 2486-1997 蒸汽锅炉和水加热器的水处理标准；日本标准 JIS B 8223-1999 锅炉给水和炉水的质量标准；德国大电厂技术协会标准 VGB-R450L：1988 68bar以上锅炉的给水、炉水及蒸汽质量标准。另外，本标准的编写还参考了引进的超临界机组的实际运行情况，其水质指标如表7-5所示。
表7-5 给水溶解氧含量、联氨浓度和pH值标准
处理方式
pH(25℃)
溶解氧
mg/L
联氨
mg/L
有铜系统
无铜系统
挥发处理
8.8～9.3
9.0～9.6
≤7

　加氧处理a
8.5～9.0
8.0～9.0
30～150
—
a

为减少蒸发段的腐蚀结垢、保证蒸汽品质，给水质量应符合表7-6的规定。

表7-6氢电导率、二氧化硅、铁、铜、钠、TOC、氯离子的给水质量标准
项目
氢电导率(25ºC)
mS/cm
二氧化硅mg/L
铁
mg/L
铜
mg/L
钠
mg/L

氯离子a
mg/L
挥发处理
加氧处理
标准值
<0.20
<0.15
≤15
≤10
≤3
≤5
≤
≤3
期望值
<0.15
<0.10
≤10
≤
≤
≤
＿
≤2

4.2.2 水质指标的解释和依据
1）挥发处理。这里的挥发性处理是指还原性挥发处理，即AVT(R) 。pH(25ºC)、溶解氧和联氨指标与DL/T 805.4－2004中的还原性挥发处理[AVT(R) ] 规定值完全相同，各指标解释和依据也相同。
pH(25ºC)、溶解氧和联氨指标与DL/T 805.1-2004规定值相同，各指标解释和依据也相同。
3）二氧化硅、铁、铜、钠的规定值与DL/T 805.4－2004规定值相同，只是钠指标增加了期望值，各指标解释和依据也相同。
测定原理是在950℃的高温下，使水样中的有机物气化燃烧，生成CO2，通过红外线分析仪，测定其生成物CO2的量，即可得出总有机碳含量(TC)。检测水中碳酸盐、重碳酸盐等的含量可得出总无机碳含量(IC)，则TOC = TC－IC 。控制有机物的目的是防止热分解产生有机酸。
5）氯离子。增加了给水氯离子浓度指标，标准值≤3mg/L，期望值≤2mg/L。这是因为氯离子对水汽系统的腐蚀影响很大。国外很多标准都认为，为了防止汽轮机发生应力腐蚀破裂，蒸汽中氯离子的最高允许浓度为3mg/kg。由于超临界机组的给水应与蒸汽同一质量，所以对此进行规定。国内调研发现，精处理系统运行不正常会使给水中氯离子浓度增加。因此有必要增加氯离子浓度指标，以便有效减少氯离子对水汽系统的腐蚀。
5 选择给水处理方式的原则
(1)根据材质选择给水处理方式
除凝汽器外，水汽系统不含铜合金材料，首选AVT(O) ；如果有凝结水精处理设备并正常运行，最好通过试验后采用OT。
除凝汽器外，水汽系统含铜合金材料，首选AVT(R) ；也可通过试验，确认给水的含铜量不超标后采用AVT(O) 。
(2)根据给水水质选择不同的处理方式
AVT(R) 、AVT(O) 和OT三种给水处理对水的纯度要求不同，可根据图7-5来选择给水处理方式。

图7-5 根据给水氢电导率选择处理方式
(3)根据机组的运行状况选择不同的处理方式
如果机组因负荷需求经常启停，或机组本身不能长期稳定运行，最好选择AVT(R) 。
6 给水优化处理
所谓给水优化处理是指，根据水汽系统的材质和给水水质合理的选择给水处理方式，使给水系统所涉及的各种材料的综合腐蚀速率最小。其具体步骤如下：
1. 根据水汽系统的材质和给水水质来选择给水处理方式。
2. 采用目前的给水处理方式，如果机组无腐蚀问题，给水的含铁量较小，可按此方式继续运行。
3. 如果采用目前的给水处理方式，机组存在腐蚀问题，或给水的含铁量较高，应通过图7-6所示的流程选择其它给水处理方式，选择步骤如下：
1)当机组为无铜系统时，应优先选用AVT(O) 方式；如果给水氢电导率小于0.15µS/cm，且精处理系统运行正常，宜转为OT方式，否则按原处理方式继续运行；
2)当机组为有铜系统时，应采用AVT(R) 方式，并进行优化，即确定最佳的化学控制指标使铜铁的含量均处于较低水平，化学指标主要包括pH值、溶解氧浓度等；如果给水氢电导率小于0.15µS/cm，且精处理系统运行正常，还可以进行加氧试验，确定水汽系统的含铜量合格后转为OT方式，否则按原处理方式继续运行。

目前给水处理方式有无问题、
铁铜含量是否较低
按此方式继续运行
是
否
机组是否为无铜系统
优化AVT(O)
（pH)
优化AVT(R)
(pH 溶解氧)
通过加氧试验后水汽系统的铜含量合格，铁含量较小。
监测基础数据
技术、经济性评价
制订该锅炉给水AVT(O)、AVT(R)或OT规范
OT
是
是 否
否
否
是
否
（1)
（2)
（3)
（4)
（7)
（8)
（6)
（5)
（11)
（10)
（9)
给水氢电导率小于0.15µS/cm，精处理系统运行正常。

图7-6 给水处理方式的选择流程
7 给水质监测及及水质劣化处理
给水的氢电导率、pH值和溶解氧是影响锅炉腐蚀的主要因素，必须使用在线表计连续监测。铁、铜含量是对以上3项指标以及给水的处理方式的综合反应，可进行定期监测。对于水中的硬度和含油量，可根据具体情况进行间隔时间更长的定期监测。对于滨海电厂，检测凝结水的含钠量是不可缺少的项目。
7.1 AVT(R)、AVT(O)时的异常处理
表7-7 AVT(R)、AVT(O)时锅炉给水水质异常a的处理值

7.2 OT时锅炉给水水质异常的处理。
汽包锅炉：
表7-8 直流锅炉OT时给水水质异常的处理措施

7.3 其它有关检测及说明
（1）监测锅炉给水的硬度
监测锅炉给水的硬度而不是监测炉水的硬度其理由如下：
1) 如果锅炉的补给水、凝结水、疏水及生产返回水中渗入了杂质成分，一般都会使给水的硬度增大。把握好给水的质量，就能防止硬度成分进入锅炉后发生结垢现象。
2) 我国汽包锅炉的炉水大多采用磷酸盐处理，如果有少量的硬度成分进入了锅炉，由于磷酸盐可与硬度成分反应形成水渣，干扰了硬度的检测。如果有大量的硬度成分进入的炉水，钙镁的重碳酸盐会受热分解，由易溶盐转化为难溶盐，从炉水中析出。这时检测硬度已经没有多大意义了。
目前对硬度的检测已经没有以前那样重要了。有的电厂基本上不检测给水的硬度，其理由是，以前对于12.6MPa以下的锅炉，GB/T 12145-1999中没有规定氢电导率指标，所以很多机组没有装在线氢电导率仪表，这时根据给水是否有硬度成分，对判别给水是否发生污染是非常重要的。由于在线仪表的普及，在新制定的电力行业标准DL/T 805.4-2004中规定压力为5.9MPa以上的锅炉，给水均应符合氢电导率指标。如果给水有硬度成分，通常给水的氢电导率首先超标，而在所有的化学仪表中，电导率的检测是最准确、最可靠的。
（2）检测锅炉给水中的油
1) 锅炉给水中油的来源
a 新机组的某些部件在出厂前进行了涂油防腐处理，如果不进行除油处理，机组启动时给水中可能含有油的成分。
b 如果热电厂的用户使用蒸汽加热了含油的设备，其生产返回水中可能含有油的成分。
c 如果水、汽系统的各种泵类在检修和运行期间出现故障，给水中可能含有润滑油的成分。
2) 锅炉给水中含有油，可能产生以下危害
a 油质附着在水冷壁管上，经高温分解会生成热导率很小[0.093～0.1163W/(·K)]的附着物，严重影响管壁的传热。严重时可造成炉管高温蠕变，危及锅炉安全。
b 给水中的油会使炉水形成泡沫及生成漂浮的水渣，使蒸汽品质恶化。
c 带有油沫的水滴容易被蒸汽带到过热器中，受热分解后产生热导率很小的附着物，导致过热器管因超温蠕变而损坏。
7.4 给水水质劣化的可能原因及处理措施
当发现给水水质劣化时首先应检查取样和测试操作是否正确，必要时应再次取样检测。当确认水质劣化时应及时找出原因，采取措施。
(1) 给水的硬度不合格或出现外观浑浊
可能有以下原因：
1) 凝结水