超临界直接空冷机组直流锅炉的联合水处理

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1、超临界直接空冷机组直流锅炉的联合水处理　　(内蒙古丰泰发电有限公司，内蒙古呼和浩特010030) 　　摘要：阐述了超临界直接空冷机组的特殊性，针对这些特殊性，提出了超临界直流锅炉理应采用“氧——氨联合处理”和“全挥发处理”两种方式联合水处理，凝结水全部进行精处理。 　　关键词：超临界；直流锅炉；联合水处理；精处理 　　中图分类号：TK223.5文献标识码：A文章编号：1007—6921(XX)23—0096—01 　　超临界机组是指主蒸汽压力24.1MPa,主蒸汽温度538℃，再热蒸汽温

2、度538℃的机组，超临界机组均为直流锅炉。直流锅炉水、汽系统的工作原理、结构和运行工况都与汽包锅炉有很大不同，因此它对水质也有特殊的要求。直流锅炉中给水依靠给水泵产生的压力、顺序流经省煤器、水冷壁、过热器等受热面。水流一次通过，完成水的加热、蒸发和过热过程，全部变成过热蒸汽锅炉。 　　空冷机组的凝汽方式主要有直冷式和间冷式。直冷式是指汽机排出的乏汽直接与空气进行表面式换热,将凝结蒸汽的潜热排入大气；间冷式是指排汽先与中间冷却介质换热,而中间介质再与空气进行表面式换热,将凝结蒸汽的潜热间接地排入大气

3、。中间介质如除盐冷却水是循环使用的。直冷系统多采用机力通风，间冷系统多采用自然通风空气对流塔。空冷散热器有时为钢材，有时为铝材或钢铝复合型。间冷凝汽器可以是混合式或表面式，表面式凝汽器换热管可以是铜管或钢管。 　　现就超临界直冷机组的水化学问题进行分析。机力通风直接空冷机组的水汽循环系统见下图。740)this.width=740"border=undefined> 　　1、锅炉；2、过热器；3、汽轮机；4、空冷凝汽器；5、凝结水泵；6、凝结水精处理系统；7、旁路系统；8、低压加热器

4、；9、除氧器；10、给水泵；11、高压加热器；12、凝结水箱；13、风机；14、发电机 　　直冷机组的凝汽设备是个庞大的金属散热器。为满足与环境空气对流换热的需要，散热器具有相当大的表面积。而且，散热器相对远离汽机尾部，因而需要一个较大的排汽通道。汽机排出的低密度蒸汽通过金属导管、散热器，完成凝汽过程中产生了腐蚀产物，危害热力设备。直冷设备的介质空间庞大且在微真空下运行，漏入空气的机会多。由于系统pH值高，使漏入的CO2主要以碳酸盐的形式存在，难以通过系统中的除气方式除去，从而会导致整个热力系统的

5、腐蚀。 　　直流锅炉对水质有较高的要求。锅炉补给水处理系统要产出合格的除盐水，凝结水要经过100%的精处理系统处理，给水——凝结水水质调节处理方面，要求采用适宜的挥发性药品处理。 1腐蚀原理分析 　　根据氧化膜生成机理，电厂水汽循环系统又可以分为电化学反应和化学反应两个反应区。水与碳钢反应生成氧化膜的机理依据湿度条件有所不同，从常温到350℃左右的范围内，水与碳钢通过电化学反应生成氧化膜。在400℃以上，水或蒸汽与碳钢通过化学反应生成氧化膜。在300℃以下的无氧纯水中，金属铁是腐蚀电池中的阳

6、极，在反应中放出电子被氧化成为Fe2＋，Fe2＋与水中的氢氧根反应生成氢氧化亚铁，在200℃以下，Fe2＋转化为Fe3＋。由铁电极和氧电极构成微电池，电极反应为： 阳极阴极 　　Fe－2e＝Fe2＋O2＋H2O＋4e＝4OH- 总的反应方程式为： 　　2Fe＋O2＋2H2O＝2Fe(OH)2 进一步发生反应为： 　　3Fe2＋＋4H2O＝4Fe3O4＋2e＋8H- 　　反应生成的Fe3O4磁性氧化铁由三价氧化铁和二价氧化铁组成，溶解度很低。但是，这样产生的Fe3O4的晶体间有间隙，水可

7、以从空隙渗入到钢材表面而引起腐蚀，没有好的防腐效果，当中性高纯水加入微量氧化剂时，使水中Fe2＋离子氧化变成稳定的r——Fe2O3，使Fe3O4层上逐渐覆盖上一薄层致密的Fe2O3，从而保护钢材。反应式为： 　　2Fe2＋＋1/2O2＋2H2O＝Fe2O3＋4H＋ 　　但是水中Cl-和SO2-能与铁形成络合物而溶于水中，破坏保护膜，反应方程式是： 　　2Fe2＋＋H2O＋1/2O2＋8Cl-＝2［FeCl4］-＋2OH- 　　所以，水的纯度和pH值应控制在能使保护膜存在的范围内。 2

8、直流锅炉的三种水化学工况 　　2.1“联氨－氨”碱性水化学工况：在“直流锅炉——汽轮机”机组的凝结水——给水系统中加入联氨和氨，以调节水、汽系统中工质的PH值，使之呈碱性，并且完全除掉给水中残余溶解氧，这种水工况就叫“联氨—氨”碱性水化学工况。 　　2.2中性水化学工况：是一种使凝结水－给水系统中的高纯水保持中性(PH值为6.5～7.5、电导率小于0.15uS/cm)、并添加微量氧化剂的水化学工况。它能提高热力系统金属防腐性能，减少钢铁腐蚀，因此它能