超超临界机组加氧技术

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1、CompanyLogo超（超）临界机组锅炉给水及疏水加氧技术浙江浙能能源技术有限公司（浙能技术中心）二○一二年四月CompanyLogo目录技术背景加氧技术原理加氧系统介绍加氧运行控制加氧处理的效果加氧注意事项CompanyLogo技术背景CompanyLogo背景1图为某电厂高压缸叶片上明显的氧化铁垢层（左，整体；右，叶片）机组检修检查发现高压缸后几级叶片呈现红棕色，铁垢较厚，这表明机组水汽系统清洁度较差，胶体铁含量高，这也是给水疏水系统FAC现象的重要特征之一。CompanyLogo背景2图为某电厂机组省煤器宏观形貌省煤器管内壁有明显的沙丘状氧化铁

2、垢沉积，这一方面显示省煤器垢量居高不下，另一方面也表明给水系统铁含量很高，导致在此热负荷条件下发生极其明显的沉积。CompanyLogo背景3图为乐清电厂#4机组#1高加疏水调节阀解体后的堵塞情况＃4机组＃1高加正常疏水阀开度在2011年3-4月内持续上升，最高达到90%，接近全开，清理后不久又会堵塞，现场取样后，经分析发现堵塞物为磁性四氧化三铁。CompanyLogoFAC问题超(超)临界机组给水采用全挥发处理(AVT)工况运行，受热面材质表面氧化膜的表面形态疏松使给水系统水流加速腐蚀(FAC)严重，水汽系统的整体Fe含量高，导致以下问题：水汽清洁度较差；孔

3、阀堵塞；结垢部位提前；炉管结垢速率高；高压加热器和锅炉压差大且上升速度快；锅炉化学清洗周期短；氧化铁垢在汽轮机高压缸的沉积量大。CompanyLogo解决方法有必要改变给水处理方式，即采用给水复合加氧处理(OT)方式，进而改变水汽接触界面氧化膜的结构和形态，使氧化膜更加坚固致密，减轻甚至杜绝给水系统FAC的发生。采用OT使给水系统FAC现象减轻或消除：给水的含铁量降低；省煤器和水冷壁管的结垢速率降低；锅炉化学清洗周期延长；凝结水精处理混床的运行周期延长。CompanyLogo加氧技术的发展11960年代研究人员发现，氧在水中具有双重性，在给水水

4、质不良的情况下氧是造成金属腐蚀的直接因素；但是高纯水中氧又能使金属表面形成保护膜而抑制了金属进一步腐蚀。德国正是根据氧在高纯水中能防止腐蚀的这种特性，开始加氧技术的发展。目前全世界85%的直流锅炉和5%左右汽包锅炉已经成功应用了加氧处理工艺。CompanyLogo加氧技术的发展2国家时间发展德国1960年末首次在直流锅炉的给水中加入氧气，开发出中性加氧给水运行的新工况1978年德国又将中性加氧处理和碱性处理联合起来应用，使直流锅炉给水处理更趋优化，这种给水处理方式称为加氧水处理方法前苏联1977年前苏联已在超临界直流炉中加入过氧化氢，进行中性处理。1983年开

5、始研究在加入氧化剂的同时，加入氨的试验。1992年前苏联大约已有80%的超临界机组采用联合处理或中性处理。CompanyLogo加氧技术的发展3国家时间发展日本20世纪80开始进行加氧的试验。年代末1989年才开始在电厂中应用。美国1991年美国对加氧的认识较晚，直至1991年才开始试用但后来便发展得较快。20世纪90EPRI在上世纪90年代初便制定了加氧处理的导则，年代初指导此方法的采用。1996年近100台直流锅炉转为采用加氧水处理技术。中国1988年首次在望亭亚临界燃油直流锅炉机组上成功地进行了CWT的工业试验，取得了令人满意的结果。黄埔亚临界燃煤直流锅炉机

6、组和国华盘山电厂、绥中电厂、石洞口二厂、南京电厂和营口电厂超临界燃煤直流锅炉机组取得了应用CWT成功运行的结果。CompanyLogo加氧技术原理CompanyLogo流动加速腐蚀（FAC）给水和疏水系统的特定处理工艺导致给水系统流动加速腐蚀（FAC）：这种腐蚀是在特定的给水温度区间、高流速、特定化学工况下（给水和疏水采用还原性处理和全挥发处理）发生的；给水和疏水介质的氧化还原电位（ORP）很低（小于0），给水pH一般控制在9.2～9.6，温度在常温到300℃之间区域，水与碳钢通过电化学反应生成疏松的四氧化三铁磁性氧化膜，无法使金属进入钝化区。Company

7、Logo加氧技术抑制FAC在设备结构和材料无法改变的情况下抑制FAC：通过改变给水侧和高加汽侧的处理方式（改变水工况）；从还原性气氛转化为氧化性气氛（加氧处理）；将原有的磁性FeO膜变成为致密的FeO保护膜；3423达到抑制流动加速腐蚀的目的。CompanyLogo以ORP为核心的AVT工况优化黑色区域中的白色虚线即表征大部分机组在AVT下的氧化物状态范围，形成的金属氧化物主要为磁性FeO，其柱状尖晶石34结构将使FAC进一步增强。超临界机组给水pH一般控制在9.2～9.6，单一的pH调整，无法使水汽ORP提升至钝化区。而必须配合其他有效条件，才能使OR

8、P提升至钝