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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CO2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
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