化学技师教案设计06

化学技师教案设计06 第六章炉水监督技术炉水监督的必要性?（ （1）炉水在高温下运行，随着给水进入的杂质就会在炉内发生浓缩与沉积，从而造成炉管结垢与腐蚀，严重时会发生爆管事故。 ?（ （2）炉水水质影响到蒸汽品质，可能会导致汽轮机通流部分积盐与腐蚀。 ?必须重视炉水监督工作，确保炉水品质达到控制指标，确保机组安全运行。 第一节汽包锅炉的水汽系统流程? 一、锅炉及其水系统?11自然循环锅炉的设备组成?22锅内的自然循环? （11）汽包?锅炉汽包有何作用？? （3）汽包中装有汽水分离装置，用以分离掉蒸汽中的含盐水滴；还装有清洗装置，用以洗掉蒸汽中的溶解盐类；汽包中有排污装置，通过排污以降低炉水的含盐量；汽包中还装有加药装置，用来进行炉水处理，从而保证蒸汽质量。 ? （2）下降管与水冷壁?发电厂中使用的锅炉，当汽压大于（）MPa时，就不宜采用自然循环锅炉。 ?（A）12.7；（B）15.0；?（C）17；（D）18.6。 ?自然循环锅炉与控制循环锅炉结构十分相似，只是在下降管与水冷壁下联箱之间加装了炉水循环泵，加大了水的循环动力，从而使水的循环得到保证。 （）?在火电厂水处理中，锅本体以外的水处理则称为炉水处理。 （）?33炉本体 二、炉水监督的特点与要求?1炉水监督的特点? （1）炉水给水，故给水水质将直接影响炉水水质，而炉水水质又将直接影响蒸汽质量。 ?在监督炉水水质的同时，也要密切关注给水及蒸汽质量的变化。 ?如何保证炉水品质？如何保证炉水品质？?一是确保给水水质达到控制标准?二是采取适当的炉水处理方法如磷酸盐处理来提高炉水水质?三是控制好适当运行条件?汽包锅炉的优点之一在于它可以通过连续排污及定期排污来维持良好的水质条件，从而减轻炉水系统的结垢与腐蚀2对炉水的监督要求? （11）新投入运行的锅炉，在适当时机必须进行热化学试验及调整试验，以确保合理的运行工况及包括炉水在内的各项水质控制指标。 ? （22）在机组运行中，一是按要求对炉水进行加药处理；二是按生产规程和要求及时对炉水、给水、蒸汽进行取样化验，并能保证化验结果的可靠性；三是随时与锅炉专业沟通，了解锅炉各设备的运行情况，特别是汽包的运行状态、锅炉排污等；四是当炉水水质出现劣化情况时，按有关规定迅速进行处理，防止事故的发生。 ? （33）当发生爆管或机组正常检修时，应对水冷壁进行抽管剖开检查，观测其结垢与腐蚀情况，从而对炉水监督做出评价。 针对存在问题，提出改进方法?如何对炉水实施全过程监督？?炉管的结垢、腐蚀、甚至爆管，时常发生，有的甚至造成十分严重的后果，故对炉水的处理与监督历来为各厂所重视?传统的炉水采用磷酸盐处理工艺正在为平衡磷酸盐、氢氧化钠处理新工艺取代第二节炉水水质监测与控制指标?对炉水的水质监督主要就是防止锅内设备与管道的结垢与腐蚀，同时保证蒸汽品质。 （）? 一、炉水水质监测?1炉水取样?取样点?必须加装减压装置与冷却装置?水样流量控制在700mLmin，水样温度仍低于402炉水监测项目? （11）pH值。 对炉水PH值的控制，是防止锅内设备与管道腐蚀的重要条件?pH值应严格控制在9.010.0范围内? （22）含盐量与含硅量（电导率与SiO22）?Ca2、Mg2易形成钙、镁水垢，Al3、Fe3则易形成硅酸盐水垢，Fe3及铁的固态微粒易形成氧化铁垢，如垢中的铜含量很高，则成为铜垢等。 垢一旦形成，则伴随有垢下腐蚀发生。 要减少炉水中的金属离子，也就是说必须降低炉水中的含盐量，而含盐量通常可用电导率表示。 ?炉水的含盐浓度要比给水高得多。 在压力较高时，蒸汽作选择性携带或溶解性携带（蒸汽携带炉水，则称为机械携带）。 由于硅酸在蒸汽中的溶解携度最大，故蒸汽中溶解的杂质主要为硅酸，它会在汽轮机内沉积下来。 因而含硅量也就成为炉水的另一项重要控制指标? （33）磷酸根?炉水通常采用磷酸盐处理，PO43与Ca2可形成碱式磷酸钙Ca10（OH）2（PO4）6疏松水渣，随锅炉排污排出，为此需要维持一定量的磷酸根量? （44）氯离子?炉水中氯离子含量过高时有什么危害？?如氯离子含量过高，则可能破坏水冷壁的保护膜而发生腐蚀，同时蒸汽所携带的氯离子也将对汽轮机钢材的腐蚀产生不良影响。 ?在运行条件下，随锅炉压力的增高而要求炉水中氯离子含量越低越好。 一般每周测定一次。 当炉水中水质出现异常时，则应加强对炉水中氯的监督，缩短检测周期? （55）铁与铜?为了防止水冷壁管中产生氧化铁垢及铜垢，必须对炉水中铁、铜含量加以检测?炉水中铁、铜含量越低，形成氧化铁及铜垢的可能性越小，结垢程度也越轻?对炉水中铁、铜含量的检测，掌握其变化趋势，也可对炉水系统设备的腐蚀及蒸汽携带铁、铜的情况作出大体的判断? （66）碱度?高压及以上机组，炉水PH值应控制为9.010.0?碱度一般不作控制，但是当炉水水质出现异常时，就有导致炉管结垢的可能性，此时应加测碱度 二、炉水控制指标?超高压锅炉pH9.010.0；PO4328mg/L；电导率K50Scm；SiO20.45mg/L；Cl4mg/L，铁、铜第三节机组调试与起动过程中的炉水监督? 一、机组调试阶段的炉水监督? （11）冷态冲洗。 当炉水含铁量小于200g gL L此时，则冷态冲洗结束? （22）热态冲洗。 加强排污，甚至整炉换水，直至出水澄清不含机械杂质，一般炉水含铁量小于200g gL L时，热态冲洗结束? （33）在冷态及热态冲洗过程中，应投入加氨及联氨设备，调节冲洗水的PH值为9.09.3，联氨过剩量为50100g gL L? （44）在蒸汽吹洗阶段，应对炉水水质予以监督督? （55）吹洗完毕还应排净水汽系统有关设备中的积水，并仔细清除设备内的铁锈及杂物? （66）机组启动前，炉水（给水、凝结水、发电机内冷水）的处理设备均应投入运行；水汽取样装置及在线化学仪表具备投入条件；循环冷却水加药系统及胶球清洗装置能够投入运行? （77）新建机组整体试运时，除氧器内水温达到相应压力下的饱和温度；水处理系统装置及在线化学仪表具备投入条件 二、机组启动阶段的炉水监督?严格控制炉水中的电导率及二氧化硅的指标值? 三、炉水水质异常时的处理?当锅炉炉水水质出现异常时，应执行三级处理值规定?当出现炉水水质异常时，应加强炉水的水质检测，加测炉水中的含氯量、硬度、电导率、碱度等，以查明原因，采取对策 四、新投入运行机组的调整试验?新投入运行的锅炉，在适当时机必须进行热化学试验，以确定合理的运行方式和水质控制标准?当炉水采用磷酸盐处理时，药液要均匀加入炉内?当凝汽器无泄漏，凝结水质良好时，宜采用低磷或平衡磷酸盐处理炉水?锅炉应逐步实现磷酸盐自动加药，以保证锅炉的安全运行第四节机组运行中的炉水处理与监督?炉水水质与炉水处理直接关系到锅炉的安全运行?如水质不良及处理不当所造成的后果可归纳为设备的结垢、腐蚀与蒸汽带水?结垢导致传热效率的严重下降，影响水汽的正常循环，轻则造成垢下腐蚀，浪费燃料、缩短锅炉使用寿命，重则引发胀管、变形或爆管事故?腐蚀直接影响材料强度，轻则缩短锅炉使用寿命，重则造成裂纹、泄漏，爆管事故?蒸汽中带进含有杂质的炉水进入蒸汽系统，可能导致过热器及汽轮机设备的积盐与腐蚀，而影响汽轮机的安全运行? 一、锅炉设备用钢材与汽水系统温度分布布 二、炉内设备的金属腐蚀与结垢?炉内设备的腐蚀，主要是指水冷壁管即炉管、过热器管及汽包壁的腐蚀?1溶氧腐蚀?如果出现轻微腐蚀的话，则多发生在省煤器入口?如除氧器运行条件控制不好，除氧效果差，腐蚀逐渐由省煤器入口延伸到省煤器中部和尾部，甚至下降管也会遭到氧腐蚀沿海某大型电厂33机组，锅炉容量为850t th h，凝汽器管采用HA1772A铝黄铜管10026根。 该机组从投产到水冷壁出现爆管，合计运行仅2110h h。 ?原因分析?该机组在基建、调试、投运以来，除氧器运行长期不正常，除氧器出水水温经常低达5070；给水含氧量长期严重超标，高达13.3mgL?凝汽器海水泄漏，凝结水硬度最高达03mmolL?运行中pH值长期偏低，最低达468?机组启停频繁，不易保养，凝结水精处理设备没有投运2.沉积物下腐蚀?当锅内金属表面附着有水垢或水渣时，在其下面会发生严重的腐蚀，称为沉积物下腐蚀?当水冷壁产生结垢，则在沉积物下方常常出现腐蚀，这种情况相当普遍?这是目前高压锅炉常见的一种腐蚀水冷壁结垢对发电厂安全经济运行有哪些影响?由于结垢使得导热系数下降数百倍,大大降低传热效果，增加了燃料消耗。 ?结垢严重时会发生爆管损坏锅炉，被迫停机检修。 水冷壁鼓泡，降低水冷壁管的强度，缩短锅炉使用寿命。 ?结垢物通常为钙、镁垢、氧化铁垢、硅酸盐垢、铜垢等，结垢物下方经常伴随着腐蚀的产生。 ?发生事故造成停产与维修带来的巨大经济损失。 ?沉积物下方的腐蚀一般又分为酸性与碱性腐蚀两种类型?在正常运行条件下，钢铁表面在炉水中形成一层致密的Fe33O O44保护膜，从而抑制了金属的腐蚀?33Fe4H22OFe33O O444H22?促使Fe33O O44氧化膜破环的一个重要原因就是炉水的pH不合适 （1）酸性腐蚀?如PH8，则在沉积物下方的酸性水中，金属会产生腐蚀?阳极Fe2eFe22十?阴极22H H2eH22?而产生的H H22又会渗入到钢铁内部，使得碳钢造成脱碳反应?Fe22C CH H223FeCH44?碳钢脱碳，从而使钢材结构受到破坏，并且CH44会在金属内部产生应力，从而易导致管材的开裂，这是钢材应力腐蚀的一种表现 （2）碱性腐蚀?如炉水PH过高，则Fe33O O44外保护膜溶于水中而被破坏?Fe33O O444NaOH2NaFeO22Na22FeO222H22O O?另一方面，铁与NaOH直接反应?阳极是向火侧的铁Fe2NaOHNa22FeO22H H22?阴极是背火侧的铁22H H2eH22?碱性腐蚀系由于水中NaOH存在所致碱性腐蚀特征?处于沉积物外部的炉水OH浓度较低（与Fe33O O44反应所致），H浓度较高。 阴极反应不发生在沉积物下，而是发生在无沉积物的背火侧管壁上。 这时生产的H2没有阻拦，进入汽水混合物而被带走。 不会发生钢铁的脱碳现象，只是在沉积物下形成一个个腐蚀坑，这就使碱性腐蚀 （3）炉水中NaOH的?补给水，总含有少量的碳酸盐；冷却水泄漏会带入炉内碳酸盐?22HCO33CO22H H22OCO3322?CO3322H H22OCO222OH?总反应HCO33CO22OH?此外还有离子交换再生时NaOH的泄漏。 （4）引起沉积物下腐蚀的运行条件?结垢物质带入锅内?凝汽器泄漏?补给水的水质不良?我国锅炉存在一个相当大的问题就是锅炉腐蚀，尤其是氧腐蚀显得特别突出?常见的缺陷为腐蚀、泄漏、变形与裂纹，而以氧腐蚀最为普遍 三、炉水处理与运行控制?1炉水处理方法?（ （1）磷酸盐处理（PT）?为了防止炉内生成钙镁水垢，减少水冷壁管腐蚀，向卤水中加入适量的磷酸三钠处理炉水?10Ca2+6PO43-+2OH-3Ca3(PO4)2Ca(OH)2?当炉水中经常保持一定浓度的PO43-，并使PH值保持在9以上，就可起到防垢效果?缺点但是当凝结器管发生泄漏时，冷却水中的碳酸盐进入凝结水，从而转入给水中，一旦含有碳酸盐的给水进入锅炉则碳酸盐在高温下会发生下列反应?HCO33CO22OH?Na22CO33H H22O OCO222NaOH?3Ca（HCO3）22Na3PO46NaOHCa3（PO4）26CO2?反应产物有NaOH?磷酸盐处理时所用工业磷酸三钠中也含有NaOH?炉水中游离NaOH浓度就比较高?在沉积物下方可能会出现碱性腐蚀?十分突出（ （2）协调PH磷酸盐处理（CPT）?为了防止炉水产生游离氢氧化钠，维持钠离子与磷酸根的摩尔比在2.63.0的磷酸盐处理方法?在炉水中加入Na3PO4的同时，加入Na2HPO4使得它与NaOH反应?NaOH十Na22HPO44Na33PO44H H22O O?磷酸盐暂时消失现象?当Na33PO44发生暂时消失现象时，炉管壁上会析出磷酸盐沉积物?三钠隐藏，在水冷壁管的近液层发生水解，产生游离氢氧化钠，造成碱性腐蚀?一般采用NaPO43的摩尔比R值来控制Na3PO4及Na2HPO4的加药量?当炉水R值在2.852.2范围内，这样炉水中没有游离NaOH?即使发生盐类（Na3PO4）暂时消失现象，炉内也不会出现游离NaOH?如加入Na2HPO4过多，则pH值过低，从而会对金属产生酸性腐蚀?协调PH磷酸盐处理炉水，不仅可以防止炉管的碱性腐蚀，而且由于炉水中有足够的PO43-及较高的PH值，故又可防止炉管中形成钙垢?对于超高压以上的锅炉，由于协调PH磷酸盐的处理较难控制，尤其是在负荷波动时更是如此?（ （3）低磷酸盐处理（LPT）?为了防止炉内生成钙镁水垢和减少水冷壁管腐蚀，向炉水中加入少量磷酸三钠的处理方法。 ?（ （4）平衡磷酸盐处理（EPT）?维持炉水中磷酸三钠含量低于磷酸盐隐藏现象的临界值，同时允许炉水中含有不超过1mgL的游离NaOH，以防止水冷壁管发生酸性磷酸盐腐蚀以及防止炉内生成钙镁水垢的处理方法2几种处理方法的比较? （1）磷酸盐处理、协调PH磷酸盐处理、低磷酸盐处理、平衡磷酸盐处理的作用?防止在水冷壁管中生成钙镁水垢及减缓其结垢的速率?增加炉水的缓蚀性，防止水冷壁管发生酸性及碱性腐蚀?降低蒸汽对二氧化硅的溶解携带，改善汽轮机沉积物的化学性质，减少汽轮机腐蚀。 （2）炉水磷酸盐处理可能出现的问题?采用磷酸盐（PT）、协调PH磷酸盐处理（CPT）、低磷酸盐处理（LPT）均可能发生磷酸盐隐藏现象?磷酸盐隐藏现象可使有些锅炉发生酸性磷酸盐腐蚀?是极少数锅炉的过热器和汽轮机发生积盐现象 （3）几种处理方法比较?采用协调处理，即使NaPO43的摩尔比控制在2630范围，有些锅炉仍会发生磷酸盐隐藏现象，甚至导致酸性磷酸盐腐蚀，所以不推荐该方法?与协调处理方法比较，采用磷酸盐处理炉水水质容易控制，虽然也发生磷酸盐隐藏，但不会发生酸性磷酸盐腐蚀?采用低磷酸盐和平衡磷酸盐处理时，锅炉发生磷酸盐隐藏的程度会减轻或消除，锅炉很少发生酸性磷酸盐腐蚀 （4）使用条件?磷酸盐（PT）汽包压力低于15.8MPa，用除盐水作给水锅炉?协调PH磷酸盐处理（CPT）汽包压力低于15.8MPa，用除盐水作给水锅炉，机组不作调峰?低磷酸盐处理（LPT）用除盐水作给水锅炉，给水长期无硬度，采用CPT、PT磷酸盐隐藏现象严重时?平衡磷酸盐处理（EPT）用除盐水作给水锅炉，给水长期无硬度，采用CPT、PT磷酸盐隐藏现象严重，采用LPT磷酸盐隐藏现象仍严重时磷酸盐隐藏现象严重?排污全关且不加药的条件下，如果在2小时内炉水磷酸盐的硬度在高、低负荷时相差30以上，即认为磷酸盐隐藏严重3运行条件的控制?（ （1）严格执行炉水质量控制标准?（ （2）适当进行锅炉排污以控制炉水水质?（ （3）炉水水质异常时的处理?PH值过高，易造成碱性腐蚀；PH值过低，易造成酸性腐蚀。 因而对炉水PH值，自然也就成为监督的重点?当出现水质异常时，还应测定炉水的含氯量、含钠量、电导率、碱度等项目，以查明分析水质恶化的原因，从而采取相应的措施加以防范第五节炉水系统大修检查与评价?重点是在大修中对汽包，