邹县电厂~#7机组给水加氧处理应用分析.pdf

第3 7卷 第 4期 2 0 1 5年 4月 华 电技 术 Hu a d i a n T e c h n o l o g y V0 1 3 7 No 4 Ap r 2 01 5 邹县 电厂 # 7机组给水加氧处理应用分 析 崔绍波， 孙伟， 马伟 ( 华电国际邹县发电厂， 山东 邹城2 7 3 5 2 2 ) 摘要： 以华电国际邹县发电厂 7机组为例， 对给水采用全挥发处理和加氧处理情况进行跟踪对比， 通过水汽品质、 水 冷壁沉积量及给水系统压降等变化， 说明超超临界直流炉机组给水加氧处理是更安全、 经济的运行方式。 关键词： 1 0 0 0MW机组； 超超临界机组 ； a n 氧处理； 给水 中图分类号 ： T K 2 2 3 5 文献标 志码 ： B 文章编号 ： 1 6 7 41 9 5 1 ( 2 0 1 5 ) 0 40 0 5 2 0 3 0 引言 华电国际邹县发 电厂 ( 以下简称邹县 电厂 ) 四 期工程 7， 8机组为 1 0 0 0M W 燃煤汽轮发电机组 ， 分别于 2 0 0 6年 1 2月和 2 0 0 7年 7月投运。锅炉为 超超临界变压直流炉， 采用单炉膛、 一次中间再热、 平衡通风、 全悬 吊结构 形布置 。汽轮机 为一次中 间再热 、 单轴 四缸 四排汽、 冲动凝汽式 ， 中、 低压缸均 双流反向布置 。给水系统配置 2台汽动 给水泵 ， 1 台电动给水泵备用。高压加热器为双列三级式。 该工程为引进技术 国产化项 目， 给水处理方式 设计为启动时还原性全挥发处理( A V T ( R) ) ， 正常 运行时加氧处理 ( O T ) 。在投产初期 ， 由于 O T在 国 内还属起步阶段 ， 为慎重起见 ， 机组正常运行后没有 直接采用 O T， 而是沿用 A V T ( R ) 。随着国内超超临 界机组的发展 ， 为对比 O T的应用效果 ， 邹县电厂于 2 0 0 9年在 7机组开展了 O T试验 。 1 加 氧处理理论基础 1 1 A V T ( R) 方式下氧化膜的特点 根据氧化膜生成机制， 电厂水汽循环系统的腐 蚀又可分为电化学反应和化学反应。水与碳钢反应 生成氧化膜的机制依据温度条件有所不 同： 从常温 到 3 0 0 c 【 = 范围内， 水与碳钢通过 电化学反应生成氧 化膜 ； 在 4 0 0 c C以上 ， 蒸汽与碳钢通过化学反应生成 氧化膜。 由于在低 温条件 下水作为氧化剂没有能量使 F e 氧化为 F e 并最终转化 为具有保护作用 的氧 化膜覆盖层 ， 氧化膜处 于活性 状态。F e O 的溶解 度大约在 1 5 0 oC 时最大， 提高溶液的p H值有利于降 低氢氧化亚铁的溶解度。 在凝结水 系统 、 低压加热器和第 1级高压加热 收稿 日期 ： 2 0 1 4 0 91 8 ； 修 回 日期 ： 2 0 1 50 1 1 9 器人 口的水温和化学介质条件下， 当局 部水流动条 件恶化时 ， 铁的溶解会转变为侵蚀性腐蚀 ， 即会发生 流动加速腐蚀 ( F A C) 。 在 3 0 0 4 0 0高温区， 水分子具有能量使 F e “ 氧化为 F e “， 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 F e 3 0 4 氧化膜。此温度区是化学反应与电化学反应 混合 区或过渡区 ， 随着温度升高 ， 氧化膜生成 的反应 逐渐由电化学反应转为以化学反应为主。 综上所述 ， 除高温段外 ， 中 、 低温段 的金属氧化 膜是不够致密的， 其 F e ， O 的溶解度较高， 即使热力 系统的水质接近理论纯度， 或通过提高 p H值尽量 降低氢氧化亚铁的溶解度 ， 但 因联氨处理条件下形 成的双层 F e ， O 氧化膜由致密的内伸 F e O 层和多 孔 、 疏松的 F e O 外延层构成 ， 疏松的 F e O 外延层 不耐水流冲击 ， 给水系统会发生局部流动加速腐蚀 。 同时 ， 给水系统氧化膜释放 出的微量铁离 子会造成 给水含铁量高， 并使下游热力设备发生氧化铁污堵 和沉 积 。 由于铁氧化物不断在热负荷高 的部位沉积 ， 在 水流作用下生成了表面粗糙 的波纹状垢层 ， 该类垢 层除降低锅炉受热面的传热效率外 ， 还增加 了流体 阻力 ， 造成锅炉压差不断上升。 1 2给水 氧化处 理 的原 理 在 O T方式下 ， 由于不断向金属表 面均匀地供 氧 ， 将外层 F e ， O 间隙及表面覆盖上 F e O ， ， 使金属 表面形成 了致 密稳定 的双层 保护 膜 ， 改变 了外层 F e O 层空隙率高 、 溶解度高 ， 不耐流动加速腐蚀 的 性质。这是因为 ， 在流动的高纯水 中添加适量氧可 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 。直流炉应用 O T 技术 ， 在金属表面形成了致密光滑的氧化膜 ， 不但很 好 地解决 了炉前系统存在的水流加速腐蚀问题 ， 还 5 4 华 电技 术 第 3 7卷 8机组结垢量 已经达到 了化学清洗标准。 7， 8机 组水冷壁管向火侧结垢量与沉积率比较见表 1 。 ( 4 ) 7 ， 8机组 给水泵 出口至启动分离器压差 比较。给水系统压降可 以说 明水冷壁管与省煤器管 杂质沉积， 压降会明显增加。2 0 1 3年 7 ， 8机组满 负荷运行时， 给水系统各点压力 、 压降平均值见表 2 。 7机组给水泵 出E l 压力 比 8机组低 0 7 3 1 M P a ， 7 机组省煤器至分离器压降比 8 机组低 0 7 2 6 MP a ， 说 内有阻力 ， 由于直流锅炉水冷壁管 内径小 ， 若管 内有 明 7机组水冷壁系统沉积量少 ， 且光滑致密。 表 1 7 ， 8机组水冷壁管向火侧结垢量与沉积率比较 ( 5 ) 8机组锅炉化学清洗后未加氧处理压差变 化。2 0 1 4年初 ， 8机组根据水冷壁结垢量情况 ， 对锅 炉水冷壁、 省煤器及高压加热器系统进行 了化学清洗。 清洗后只采用了i V W( O) 方式 ， 运行2个月满负荷下给 水系统压差变化 隋况如图2所示。省煤器至分离器压 降由0 9 5 0 MP a升高至 1 4 1 0 M P a ， 上升速度 比较快。 因此， 8 机组应尽快采用 O T方式运行。 苣 日期 图 1 8机组锅炉化学清洗 A V T ( O) 方式 压差变化( 2 0 1 4年) ( 6 ) 7 ， 8机组高压加热器疏水 门阻塞情况。 加氧处理后给水系统金属表面的氧化膜细腻、 紧密 ， 大大减小了给水系统的流动加速腐蚀 ， 减少了给水系 统铁的质量浓度。 7机组高压加热器疏水门被氧化 铁粉末堵塞现象减缓， 比 8机组清理次数减少一半。 5 结束语 综上所述 ， 相 同类型机组在满足采用 O T处理 条件时 ， 采用该方式运行 ， 可降低给水系统流动加速 腐蚀 ， 减少热力系统受热面 内管壁 中铁氧化物的沉 积量， 从而提高锅炉受热面的热效率。 参考文献： 1 D L T 8 0 5 1 2 0 O 2火电厂汽水化学导则 第 1部分： 直流 锅炉给水加氧处理导则 S 2 陈裕忠， 黄万启 1 0 0 0MW 超超临界机组给水加氧三年 实践效果分析与评价 c 中国电厂化学专业委员会 2 0 1 3年年会暨学术研讨会论文集 长沙： 中国电机工程 学会火电分会电厂化学专业委员， 2 0 1 3 3 李志刚， 陈戎 火 电厂锅炉给水加氧处理技术 的研究 J 中国电力， 2 0 0 4 ， 3 7 ( 1 1 ) ： 4 7 5 2 ( 本文责编 ： 白银 雷) 作者 简介 ： 崔绍波( 1 9 7 5 一) ， 男， 山东莱芜人 ， 高级工程师， 从事火 力发电厂化学技术监督研究和管理等方面的工作( E m a i l ： 9 4 7 9 2 2 5 1 6 3 e o m) 。 孙伟( 1 9 6 6 一) ， 男， 山东济宁人 ， 技师， 从事火力发电厂 化学运行和技术监督管理等方面的工作。 马伟( 1 9 7 2 一) ， 男， 山东济宁人， 技师， 从事火力发电厂 化学运行和监督等方面的工作。