化学技师教案设计05

化学技师教案设计05 第五章给水监督技术惠自洪第五章给水监督技术?对给水监督的重点是什么？?对给水监督的重点一是保证给水质量符合锅炉参数要求，给水质量还直接影响到炉水及蒸汽品质，必须严加控制。 另一方面，要严格监督给水系统中各设备的运行，特别是最大限度降低给水中的溶氧量，控制好给水的pH，以防给水系统中发生金属腐蚀，特别是省煤器的腐蚀，确保锅炉的安全经济运行。 第一节给水系统流程及其要求?锅炉的给水哪些方面？?锅炉给水三个方面一是补充水，二是凝结水，三是加热器疏水。 大型机组补充水一般补入凝汽器，与凝结水一道，经真空除氧后，由凝结水泵、低压加热器，进入除氧器除氧，然后由给水泵，经高压加热器进入锅炉省煤器。 加热器的疏水根据压力高低分别疏入除氧器或凝汽器中。 ? 一、水循环系统? 二、锅炉汽包?锅炉汽包有何作用？? （1）汽包接受省煤器来的给水,与下降管、水冷壁一起组成自然循环系统，是加热、蒸发、过热三个过程的连接枢纽。 ? （2）汽包中存有一定量的炉水，有一定的蓄热能力，可以减缓锅炉汽压的变化速度。 ? （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；汽包中还装有加药装置，用来进行炉水处理，从而保证蒸汽质量。 三、给水的除氧处理?给水系统水温一般在350以下运行，而且水处于流动状态，给水含盐量又很低，故一般不会产生结垢?由于溶氧的存在，对钢材的腐蚀仍可能发生?给水处理的目的在于确保锅炉水质达到标准规定的要求，不至对给水系统设备产生腐蚀。 ?除氧就成为给水监督的重点与难点1.除氧的必要性?水中氧和铁可组成一腐蚀电池?阳极Fe2eFe22?阴极O O222H22O O4e4OH?产生多种形式的腐蚀产物，如Fe（OH） 22、FeO、Fe33O O 44、不同形态的Fe22O O33等等?水中氧是造成金属铁发生氧腐蚀的重要因素，故给水要采取除氧处理影响氧腐蚀的因素? （11）溶氧量水中溶氧量越多，腐蚀越严重。 但在特定条件下，钢材受溶氧腐蚀的结果会在其表面产生一层保护膜，从而抑制腐蚀给水加氧处理? （22）pH值含氧酸性水中，pH越低，腐蚀速度越高；中性水中，腐蚀速度基本不随pH值变化；碱性水中（pH大于88），随pH增高腐蚀速度降低，但铜的腐蚀随pH升高而增大? （33）温度闭口容器中，水温越高，腐蚀速度越快? （4）水中盐类的含量和成分?含盐量越大，腐蚀速度越快?但水中腐蚀产物形成沉淀时，难溶物质覆盖在金属表面，会降低腐蚀速度?当水中含有会破环金属表面保护膜的阴离子时，就会加快腐蚀速度? （5）水的流速水流速越大，水中物质扩散越快，腐蚀速度越快2除氧方法? （1）除氧器的热力除氧?除氧器运行时影响除氧效果的因素给水加热温度一定要加热到沸点，否则水中残余氧量会大幅增加除去的气体要及时排除合理调节排气阀开度除氧器补水要均匀? （2）化学除氧?亚硫酸钠除氧?22Na22SO33O O22Na22SO44?Na22SO33H H22O2NaOHSO22?44Na22SO332H22O2NaOHH H22S S?SO 22、H H22S S对给水来说都是有害的?已不再使用联氨除氧?N N22H H44O O22N22H H22O O?66Fe22O O33N N22H H444Fe33O O44N N222H22O O?22Fe33O O44N N22H H446FeON N222H22O O?22FeON N22H H442FeN N222H22O O?N N22H H44将Fe22O O33还原成Fe33O O44，最终还原成Fe?44CuON N22H H442Cu22ON N222H22O O?22Cu22ON N22H H444CuN N222H22O O?将CuO还原成Cu22O O至Cu?防治锅内铁垢和铜垢加联氨处理给水时，影响其处理效果的因素有哪些？? （11）水温水温越高，反应越快。 低于50时，联氨与氧反应很慢；超过100，反应速度明显加快；超过150反应速度很快? （22）pH值N N22H H44在碱性溶液中为强还原剂，当pH在9911之间时，与氧反应速度最快。 ? （33）过剩量过剩越多，除氧所需时间越少，反应速度越快，效果越好。 但也不宜过多，否则既浪费，又会被带入蒸汽中?联氨除氧合理条件是150以上的温度，pH9911的碱性水，适当的过剩量。 200MW等超高压机组，有铜系统PH8.89.3，无铜系统PH9.09.5，联氨过剩1050g gL L第二节给水检测项目与控制指标? 一、给水水质检测项目? （1）硬度?暂时硬度成分受热后，水中的碳酸氢钙及碳酸氢镁会转化成碳酸钙及氢氧化镁沉淀下来，这就会造成锅炉炉管的结垢，从而影响传热及水的循环，而且在垢与金属长期接触后，还往往造成垢下腐蚀，故必须检测并控制给水硬度? （22）溶氧?给水管道及省煤器，特别是省煤器入口部分，因处于较高温度，即使在含氧量不太高的情况下也会受到腐蚀?溶氧是给水质量检测的一个重要项目，它不仅关系到锅炉机组是否受到溶氧的腐蚀，而且它也是监督除氧器运行状态的重要指标。 从而为分析存在的问题，采取相应的技术措施，提高除氧效果提供了依据?（）是给水质量检测的一个重要项目，它不仅关系到锅炉是否受到溶氧腐蚀，而且也是监督除氧器运行状态的重要指标。 ?（A A）硬度；（B B）溶氧；（C C）联氨；（D D）电导率。 （3）铁、铜?给水中的铁、铜进入锅炉，与锅炉受热面长时间接触，就会形成水垢?以铁、铜的氧化物Fe22O O33及CuO为主?在高参数大容量锅炉内很容易形成氧化铁垢，给水含铁量越高，形成氧化铁垢的速度也越快快?在各种压力的锅炉中均可形成铜垢，这些结垢物如得不到彻底清除，长时间与金属表面相接触，还会造成垢下腐蚀?产生铁垢、铜垢的主要原因一是给水中的铁铜含量过高；二是锅炉水循环系统中的补给水、炉水及凝结水等铜、铁含量过高? （44）二氧化硅?给水中硅、铜、铁含量较高时，在热负荷很高的锅炉炉管内易形成硅酸盐水垢?天然地表水中含硅化合物较多，如果处理不当或效果欠佳，则较多的含硅化合物会作为给水中的杂质进入锅炉?凝汽器的渗漏、甚至泄漏，使冷却水中的含硅杂质进入凝结水，而后经过凝结水混床的处理（有些机组部分处理，有些甚至得不到处理），又作为给水，这样就很易形成硅酸盐垢? （55）联氨?要保持适当的剩余量。 1050g gL L?采用联氨对给水进行处理时，联氨过剩越多，除氧越彻底，所以在运行中要多加联氨（对吗）? （66）pH值值?铁的腐蚀随给水pH值的增高而降低?铜的腐蚀随pH值增大而增大（pH99）?有铜系统pH值控制在8.89.3范围内?无铜系统pH控制在9.09.5范围? （77）电导率?电导率是反映水中含盐量高低的指标?水中含盐量高，是造成结垢的根本原因?给水电导率应小于等于0033S Scm，对亚临界机组，还应降到0022S Scm? （88）油?油是给水中的有害成分，要求不定期加以检测，并应达到规定的控制范围。 高压以上锅炉不超过0.3mg/L?给水中的油进入锅炉后有什么危害？? （99）氨?因为给水PH值是通过加氨处理来调节的，故也需要对给水中的氨加以控制与检测 三、给水水质控制项目标准?给水水质监督的重点应为硬度、溶氧、联氨、pH值及电导率五项?每天检测均不应少于66次?99项重点检测项目，一定要按标准规定要求? （11）配置相应的仪器设备? （22）应严格控制检测条件? （33）要对一天中的各次检测结果加以统计分析，以观测给水水质变化的趋势作出判断，以便及时发现问题，采取措施，防止水质的进一步恶化第三节机组调试与启动中的给水监督?给水的组成补给水、凝结水、各种疏水，如是供热电厂，从热用户返回水?给水进人锅炉，直接影响炉水、蒸汽品质?给水监督的特点? （1）对组成给水的各部分水质加以全面、严格的监督，严格控制给水质量，确保锅炉炉管及汽轮机通流部位不结垢、不腐蚀? （2）在机组调试、启动时，彻底清除残存于给水系统中的杂质，特别是残存于系统中的铁必须清除干净，以达到给水水质要求 一、机组调试中的监督?11水汽系统冲洗? （11）冷态冲洗?冷态冲洗凝结水及低压给水系统?当凝结水及除氧器出口水含铁量大于1000g gL L时，应采取排放冲洗方式?如小于1000g gL L时，则可采取循环冲洗方式式?有凝结水处理装置时，当除氧器出口水含铁量降至100200g gL L时为止?如无凝结水处理装置，则应采取换水方式，冲洗至除氧器出口水含铁量小于100gL L为止止?锅炉本体的冲洗?当炉水含铁量小于200g gL L时，则锅炉的冷态冲洗完成? （22）热态冲洗?汽包锅炉的热态冲洗，其重点是冲洗给水系统中各大型设备?一般炉水中含铁量小于200g gL L时，表明热态冲洗完成?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99O O9933，联氨过剩量为50100g gL L?在冲洗过程中，必须加强对给水、炉水、凝结水的含铁量与PH值的监督，同时也应及时监测联氨、水中机械杂质等的含量，以判断冲洗效果2在蒸汽吹洗过程中的给水监督?蒸汽吹管的目的是保证蒸汽管道内没有杂物残留?在吹洗过程中，同时要对锅炉给水、炉水及蒸汽进行质量监督? （11）主要监督项目。 给水的PH值（25）应控制在88889933，同时还应监督含铁量、电导率、硬度、二氧化硅等项目? （22）各设备的试运行? （33）新建机组整体试运行? （33）l l22额定负荷以上时给水质量标准准? （44）机组启动时的蒸汽质量控制? （55）加强疏水的管理与监督?机组启动试运过程中，如能严格按上述各项标准要求控制水汽质量，那么当启动试运结束后，水汽质量，包括给水、炉水、蒸汽、凝结水质量也就能够符合运行机组的水汽质量标准 三、机组启动中的给水监督重点与难点?1监督重点?机组在启动过程中给水监督的重点在? （11）给水水源质量必须得到保证。 ? （22）给水系统设备冲洗和除铁达到要求。 ? （33）加强水质监测，保证给水控制指标达到规定要求。 机组在启动过程中给水监督的难点在? （11）最大程度地降低给水中的溶氧量，这既是监督的重点，也是监督的难点。 因此除氧器如何控制好运行条件，达到要求的除氧效果十分重要。 ? （22）给水水质必须全面达到控制指标，以获得优质的炉水及蒸汽。 第四节机组运行中的给水处理与监督? 一、汽包锅炉给水处理方法?对给水处理的目的?一是防止给水系统金属（钢铁为主，次为铜材）的腐蚀?二是防止炉水、蒸汽造成炉管及汽轮机通流部位的结垢、爆管、积盐与腐蚀?为了保证给水水质，首先就应保证组成给水的水源水质，同时要加强对给水的处理与运行监督1给水水源与系统设备? （11）给水水源?补给水?凝结水?疏水?为了保证给水水质，首先要保证组成给水的水源水质。 只要水源水质符合标准，给水品质就符合标准?下列各种水源中，（）不是给水水源。 ?（A A）补给水；（B B）汽轮机凝结水；（C C）各种加热器、冷却器的疏水；（D D）循环冷却水。 ?下列各种水源中，（）是给水的主要。 ?补给水处理的重点是对原水中的含盐量尽可能除净? （22）系统设备?除氧器?给水泵?高压加热器?省煤器?给水系统与凝结水系统一样，腐蚀的主要对象是碳钢，因而所采用的防腐措施也相同?造成给水系统金属腐蚀的主要原因是给水水质和运行条件22造成给水系统金属腐蚀的主要因素? （11）给水水中杂质?溶氧?给水中溶氧应控制在77g gL L以下?二氧化碳?腐蚀机理?电导率、二氧化硅、铁、铜、油?除氧器的作用是除给水中氧的，加入联氨的目的是除给水中CO2的 （2）给水加药处理?给水中的氧及二氧化碳均是对给水系统造成金属腐蚀的主要因素?随着给水PH值的增高，钢铁的腐蚀速率将大大降低提高PH?但当PH99时，铜的腐蚀加重?因而给水系统的重要运行条件之一，就是控制给水PH值在88889933范围内（如果系统中无铜材料设备PH值可控制在99009955）加氨处理?由于氨具有挥发性，故它也称为挥发性处理?NH33H H22OCO22NH44HCO33PH值为7.9?NH33H H22ONH44HCO33（NH44）22CO33H H22O PH值升至9.2?控制给水PH值在88889933范围内给水加氨处理时，如何控制条件以获得较好的处理效果？? （1）加氨量不宜过大，以防止对铜管的腐蚀，特别要注意只有在给水溶氧量很小时进行加氨处理，方可避免铜的腐蚀。 ? （2）由于氨在热力系统中分布的不均匀性及各部位运行条件的差异，即使给水pH在取样点控制在8.89.3范围内，但局部地方仍会出现氨浓度过大的情况而造成铜的腐蚀。 ? （3）加氨处理一般和加联氨一起进行。 这样处理后的给水、蒸汽中的铜、铁含量将会明显降低，并显著地减缓了对给水系统中加热器、给水泵的腐蚀。 ? （4）要根据运行调整来确定加氨量，根据不同情况选择合适的加氨点，氨除加在给水中，也可加在补给水中、凝结水中，甚至也可直接加在汽包中。 氧化处理法?水中的氧一般说来是造成金属腐蚀的主要因素，然而研究与生产实践表明，当水中含盐量极低时，如电导率在0015s scm以下时，水中溶氧就不仅不会对钢铁产生腐蚀，而且会在金属表面形成一层保护膜而抑止了腐蚀。 基于这一原理，可以采取中性水处理OT及加氧加氨联合水处理AVT(O)工艺来取代传统的处理工艺，来防止给水系统的金属腐蚀锅炉给水处理的三种方式（12.715.8MPa机组为例）?还原性全挥发处理AVT（R R）?锅炉给水加氨和还原剂（如联氨）。 在除氧器除氧后，再加氨和除氧剂，使给水呈弱碱性的还原处理。 对于有铜系统的机组，兼顾了抑制铜、铁腐蚀的作用；对于无铜机组，通过提高PH，抑制了铁的腐蚀。 ?电导率0.3s scm,PH有铜时8.89.3,无铜时9.09.6,溶氧量7g/L?AVT（R R）方式给水的含铜量和汽轮机的铜垢沉积量最小?氧化性全挥发处理AVT（O O）?锅炉给水只加氨处理?只适用于无铜机组，会使给水腐蚀减轻，含铁量降低，省煤器、水冷壁的结垢速率相应降低。 ?电导率0.3s scm，PH无铜时9.09.6,溶氧量10g/L?加氧处理OT?锅炉给水加氧处理?给水腐蚀减轻或消除，给水含铁量降低，省煤器、水冷壁的结垢速率相应降低，化学清洗周期延长。 但对水质要求高。 ?电导率0.15s scm，PH中性处理时6.78.0，碱性处理时8.09.0,溶氧量1080g/L?必须有凝结水精处理系统且运行正常，否则给水电导难以达到要求?有中性处理和碱性处理两种给水处理方式的选择其他处理法?有机胺处理?碱性，可调节PH，但又不腐蚀铜?但是药品价格贵，水质调节费用高。 在超过510条件下在蒸气中发生分解?络合剂处理 （3）给水劣化时的处理?水汽异常处理分级?根据劣化程度制定了三级处理方法?当给水水质劣化时，应在规定的时间内恢复至标准值。 对于汽包锅炉，恢复至标准值的主要措施就是降压运行?给水水质异常时的处理值?对给水水质的控制与监督的核心问题，就是通过给水加药处理，使得PH值、电导率、溶解氧不致超过标准 二、直流锅炉给水的处理方法?11直流锅炉水汽系统的特点?直流锅炉最大的特点没有汽包?在直流锅炉中，随给水带入锅炉的各种杂质，有一部带入汽轮机，大部分则沉积于炉管中?给水中杂质主要有钙、镁化合物、钠的化合物、硅的化合物、金属的腐蚀产物等等?杂质在过热蒸汽中的溶解度顺序?NaClCaCl22Na22SO44Ca(OH)22CaSO44?由于各种杂质在过热蒸汽中溶解度的不同，则它们在炉管中的沉积物特性也就不一样?锅炉的钙、镁化合物，几乎全部沉积于炉管中?钠化合物，NaCl沉积在汽轮机，NaOH、Na22SO44主要还是沉积于炉管中?硅化合物几乎全部进入汽轮机中?金属腐蚀产物几乎全部沉积于炉管中2直流锅炉给水水质标准?直流锅炉给水水质的监督控制指标更多，更严格?直流炉的给水水质要求更高?3直流锅炉的给水处理? （1）改进补给水处理，增加除盐设备? （2）对凝结水进行精处理，提高凝结水水质? （3）直流锅炉与汽包锅炉的给水处理方法基本相同（加氨及加联氨处理或者采用加氧及加氨处理）第五节给水系统设备的腐蚀与监督评价?给水系统主要组成及材料除氧器、高、低压加热器、省煤器、疏水箱、给水泵、凝结水泵等，除少数机组加热器管由黄铜制成外，其他设备及管道均由碳钢制成?对给水系统的监督评价?一是给水水质是否符合有关标准要求?二是通过设备检修，直接观测给水系统设备及管道是否出现溃疡或均匀腐蚀?最常见的腐蚀部位为省煤器，其他部位则为给水管道、凝结水系统的铜材及低压加热器黄铜管的汽侧? 一、给水系统的腐蚀?1溶氧腐蚀?钢铁的腐蚀特征不同颜色的溃疡腐蚀?给水系统发生氧腐蚀的部位补给水、疏水管道及疏水箱说明给水系统中溶解氧腐蚀的腐蚀特征?当钢铁受到水中溶解氧腐蚀时，常常在其表面形成许多小型鼓包，其直径自1mm30mm不等，鼓包表面的颜色有白色、红色、黄色、黑色等，次层是黑色粉末状物，当将这些腐蚀产物清除后，便会出现腐蚀造成的陷坑。 当除氧器工作不彻底时，在给水管道中鼓包的颜色由黄褐色到砖红色都有，在省煤器中大都是砖红色腐蚀。 什么是溃疡腐蚀？为什么会形成溃疡状？?给水系统钢铁遭到水中溶解氧腐蚀时，常常在其表面形成许多大小不等的鼓包，呈现不同的颜色，当把这些腐蚀产物清除后，钢铁表面出现腐蚀坑点，这种腐蚀形状象人体皮肤的溃疡，称为溃疡腐蚀。 ?之所以出现溃疡状，是因为溶氧的腐蚀产物Fe(OH) 22、Fe(OH)33不稳定且多呈疏松状，故在腐蚀坑点四周金属的溶氧浓度相比进入腐蚀坑点的溶氧浓度要高，而使腐蚀坑点四周金属成阴极，腐蚀点成阳极，从而导致腐蚀的继续进行，腐蚀坑点不断扩大而形成溃疡状。 2二氧化碳腐蚀?二氧化碳的腐蚀特征?腐蚀产物易溶，在金属表面不易形成保护膜，金属均匀变薄。 这种腐蚀不一定很快引起金属严重损伤，但大量铁腐蚀产物带入锅内，会引起锅内结垢和腐蚀?腐蚀部位?热力系统二氧化碳主要补给水和漏入的冷却水，凝结水中CO2含量较大，最易发生CO2腐蚀3溶氧与二氧化碳共同腐蚀?水中溶氧及游离二氧化碳均是造成给水系统钢铁腐蚀的主要因素?同时存在溶氧及游离二氧化碳，则大大增加腐蚀速率?铁氧组成的腐蚀电池中，铁的电极电位低，成为阳极而受到腐蚀；而游离二氧化碳溶于水，使水呈弱酸性，它破坏了金属保护膜，故二者结合在一起，将引起更严重的溃疡状腐蚀，且发展迅速说明给水系统中溶氧及二氧化碳共同腐蚀的特点。 ?给水系统中，O2及及CO2均是造成钢铁腐蚀的主要因素，若给水中同时含有O2及CO2时，则大大增加腐蚀速率，钢铁的腐蚀会更加严重。 ?在铁和氧组成的腐蚀电池中，铁的电位低，成为阳极而遭到腐蚀；而游离的二氧化碳溶于水，使水呈弱酸性，它破坏了金属的保护膜。 故二者同时存在，将引起更加严重的溃疡状腐蚀，而且发展迅速。 ?在除氧器之前的设备，如凝结水及疏水系统中的氧及二氧化碳未经除氧器去除，故上述部位的设备易受溶氧及游离二氧化碳的共同腐蚀。 如果除氧器在运行中的除氧效果不好，则除氧器之后给水系统中的设备也会出现上述腐蚀，除氧器之后第一个设备就是给水泵，此处温度也较高，泵又处在高速运转状态，保护膜难以形成，故给水泵也易发生这种腐蚀。 此外低压加热器的铜管，在溶氧及二氧化碳共存时，也会导致铜管的腐蚀。 二、给水系统防腐监督与评价?1省煤器及其防腐?给水系统防腐的重点在省煤器?省煤器通常由碳钢加工而成，给水中溶氧是造成省煤器腐蚀的主要因素。 在给水系统中，水中杂质的浓缩及溶氧的存在，最易导致省煤器入口管的结垢与腐蚀，而省煤器出口处由于水中溶氧因钢材腐蚀而受到消耗，故出口处，溶氧含量已经大为降低，虽然温度更高，但结垢与腐蚀程度已经明显减轻。 因而对省煤器入口管段是否结垢与腐蚀，就成为评判给水监督质量最为主要的依据?省煤器有什么作用？?省煤器是利用锅炉尾部烟气的热量加热锅炉给水的设备。 采用省煤器后，降低了锅炉的排烟温度，提高了锅炉效率，节省了燃料。 同时由于提高了锅炉汽包的进水温度，减小了因温差而引起的汽包壁的热应力，从而延长了汽包寿命。 2给水水质监督?检测项目包括硬度、溶氧、铁、铜、二氧化硅、联氨、PH值、电导率、油等九