给水和炉水处理课件

火电厂水处理人员

上岗取证培训锅炉给水处理2010年12月第一节热力水汽系统简介1.火电厂主要水汽流程图。2.火电厂生产的简单过程。能量的转换3.锅炉给水系统：是指凝汽器出口至省煤器入口的水系统。低压给水系统、高压给水系统。给水的组成。4.主要热力设备的金属材料4.1给水系统内的管道及设备全部由钢材制成的，称为“全铁”系统或无铜系统。反之，则称为“非全铁”系统或有铜系统。4.2两种系统对给水水质要求和水质调节方式有各自特点。第三节给水系统金属材料

腐蚀原因（1）溶解氧腐蚀；（2）二氧化碳腐蚀；（3）除氧器运行不良，造成除氧器以后给水系统运行中氧腐蚀。（4）机组在停用期间炉前系统未受到良好的保养。（5）流动加速腐蚀附着在碳钢表面上的磁性Fe3O4保护膜被剥离带入湍流水或潮湿蒸汽中，使其保护性降低甚至消除，导致管道腐蚀泄漏。

易发生在：水流的流动状态发生骤变的局部区域如碳钢制高压加热器、给水管弯头和省煤器的入口处某厂高加入口FAC腐蚀2.给水处理的目的减轻或防止锅炉给水对金属材料的腐蚀。减少随给水带入锅炉的腐蚀产物和其它杂质。防止因采用给水减温引起混合式过热器、再热器和汽轮机积盐。3.汽包锅炉对水质要求及特点

1）与直流锅炉相比，对锅炉给水水质要求相对较低；2）允许炉水在产生蒸汽的过程中进行深度浓缩，但排污率不得低于0.3%（目的主要是为了防止炉水中的氧化铁形成二次水垢）；3）是否配备凝结水精处理设备由机组容量及其它配置而定。4.直流锅炉对水质要求及特点

1）与汽包锅炉相比，对锅炉给水水质要求相对较高；原因是其水汽系统没有循环的锅炉水，不能进行锅内水处理。2）在产生蒸汽过程中不允许炉水浓缩，也即随给水进入锅内的各种杂质，或者被蒸汽带往汽轮机，或者沉积在炉管内。3）必须配备凝结水精处理设备。6.AVT(R)、AVT(O)和OT的原理6.1抑制一般性腐蚀

AVT(R)处理时，由于降低了ORP，使铁生成稳定的Fe3O4和Fe(OH)2，它们的溶解度都较低，在一定程度上减缓了铁进一步腐蚀。OT处理时，由于提高了ORP，使铁进入钝化区，腐蚀产物主要是α-Fe2O3和Fe(OH)3，它们的溶解度都很低，能阻止铁进一步腐蚀。AVT(O)处理时，由于提高ORP幅度不大，铁刚进入钝化区，主要腐蚀产物是α-Fe2O3和Fe3O4，它们的溶解度都较低，其防腐效果处于OT和AVT(R)之间。

6.2抑制流动加速腐蚀

附着在碳钢表面上的磁性Fe3O4保护膜被剥离带入湍流水或潮湿蒸汽中，使其保护性降低甚至消除，导致管道腐蚀泄漏。AVT(R)方式金属表面状态(放大16倍)OT方式金属表面状态(放大16倍)

图

2有氧处理和无氧处理对金属表面膜的影响7.选择给水处理方式的原则2(2)根据给水水质选择不同的处理方式7.选择给水处理方式的原则3(3)根据机组的运行状况选择不同的处理方式。如果机组因负荷需求经常启停，或机组本身不能长期稳定运行，最好选择AVT(R)8.给水优化处理

所谓给水优化处理，是指根据水汽系统的材质和给水水质合理的选择给水处理方式，使给水系统所涉及的各种材料的综合腐蚀速率最小。10.给水水质劣化可能的原因

及处理措施（1）给水有硬度；（2）给水溶氧不合格；（3）给水含铁量或含铜量不合格；第五节给水处理标准宣贯在火电厂中，不同压力等级的锅炉对给水水质要求是不同的。对于同一压力等级的锅炉，不同的标准（例如，国标、行标）对给水水质要求也是不同的。1.火电厂中锅炉压力等级划分及对水质要求2.压力等级的划分

锅炉压力等级压力范围(MPa)锅炉类型与锅炉配备的机组容量用途低压<2.45汽包锅炉不属于电力行业以供汽为主兼发电用中压3.8～5.8汽包锅炉25MW及以下发电与供汽高压5.9～12.6汽包锅炉、少见直流锅炉50～135MW以发电为主兼供汽用超高压12.7～15.6汽包锅炉、少见直流锅炉200～250MW以发电为主兼供汽用亚临界15.7～18.3汽包锅炉、直流锅炉300～660MW发电超临界22.12～30直流锅炉500MW及以上发电超超临界>30直流锅炉600MW及以上发电4.DL/T805.4AVT(R)给水质量标准及各指标的依据

1)氢电导率标准中采用氢电导率而不用电导率，其理由是：①因为给水采用加氨处理，氨对电导率的影响远大于杂质影响；②氢电导率是衡量除OH以外的所有阴离子的综合指标，其值越小说明其阴离子含量越低。2)pH值无论溶解氧浓度高低，铜合金最佳防腐蚀的pH值均为8.8～9.1，而碳钢为9.6以上。对于有铜系统，为了兼顾铜、铁的腐蚀，pH值定在8.8～9.3。对于无铜系统，pH值定在9.0～9.6。超过9.6以后已经没有必要了，而低于9.0给水系统的含铁量就会明显增高，即腐蚀速度加快。5)钠给水中的含钠量只对直流锅炉作了规定，因为给水经过直流锅炉后水中的钠几乎全部进入蒸汽，含钠量如果过高，过热器和汽轮机可能会发生钠盐的沉积。由于给水进入汽包锅炉后其钠盐进入炉水中，而炉水中往往加入一定量（mg/L级）的磷酸三钠或氢氧化钠，相比之下给水的含钠量要小得多。即使炉水采用全挥发处理，给水中的钠会在炉水和蒸汽之间进行二次分配，进入蒸汽的钠也非常少。6)联氨对于有铜系统通常规定联氨的剩余浓度高些；对于无铜系统通常规定联氨的剩余浓度低些。7)硬度规定硬度指标的主要目的是监控凝汽器是否泄漏，在正常情况下给水中的硬度应为零。8)油规定含油指标的主要目的是监控生产返回水是否受到污染，在正常情况下给水的含油量应为零。9)二氧化硅给水中二氧化硅的指标，主要与蒸汽的二氧化硅的要求相适应，通常要求与蒸汽的标准相当。5.弱氧化性全挥发处理[AVT(O)]给水质量标准及各指标的依据

1)氢电导率同AVT(R)。2)溶解氧规定值比AVT(R)高，其目的是提高水的ORP，使水处于弱氧化性。3)铁采用AVT(O)时，铁表面生成Fe3O4和Fe2O3混合氧化膜所以水中的含铁量也相对较低，一般不大于10g/L。4)铜铜合金的表面主要生成Cu2O氧化膜，其膜较致密，溶解性相对较小，一般不超过3g/L。5)钠、硬度、油同AVT(R)。6.给水加氧处理(OT)给水质量

标准及各指标的依据

1)氢电导率在较纯的水中，氧使钢铁表面生成致密的α-Fe2O3保护膜，起腐蚀抑制作用；在不纯的水中，氧会与其他杂质一起促进钢铁的腐蚀，起加速腐蚀作用。对于加有氨的给水来说，水的纯度往往用氢电导率来衡量。氧究竟起什么作用，由水的氢电导率的临界值决定。由于温度、钢铁的表面状态等因素的影响，氢电导率的临界值在0.2～0.3S/cm之间。为了安全起见，给水加氧处理时氢电导率定在0.15S/cm以下。2)溶解氧对于汽包锅炉，虽然溶解氧量定在10～80g/L，但最好控制在50～70g/L。对于直流锅炉，实施给水加氧处理稳定运行后，虽然溶解氧量定在30～300g/L，但最好控制在50～100g/L3)铁、铜加氧处理可在钢铁表面已经形成的Fe3O4的表面膜以及膜中的孔隙中生成致密的α-Fe2O3。给水的含铁量通常在3g/L以下。一般地，除凝汽器外水汽系统不含铜合金时才采用OT。凝汽器管为铜材质时，由于真空除氧的作用，使蒸汽中的氧被除去，不会引起铜管的腐蚀。另外，凝结水通过精处理混床后除去大部分铜离子。因此，给水的含铜量就比较低，通常在3g/L以下。4)下降管炉水的氢电导率和溶解氧Cl-对腐蚀的影响最大，100µg/LCl-对氢电导率的贡献为1.200S/cm。考虑到炉水本身的电离以及其它阴离子等，认为下降管炉水的氢电导率控制小于1.5S/cm为宜。根据对汽包锅炉给水OT处理的研究资料，认为炉水中的溶解氧浓度越小越好，可以接受的值为10µg/L。第六节锅炉炉水处理炉水处理是指向炉水中加入适当的化学药品，使炉水在蒸发过程中不发生结垢现象，并能减缓炉水对炉管的腐蚀，在保证锅炉安全运行的前提下尽量降低锅炉排污率，以保证锅炉运行的经济性。1.自然循环与汽包内部汽水分离装置1.1自然循环1.2汽包内汽水分离装置1.3各装置的作用2.水垢和水渣及其危害

2.1水垢和水渣

结垢：某些杂质进入锅炉后，在高温、高压和蒸发、浓缩的作用下，部分杂质会从炉水中析出固体物质并附着在受热面上。水垢：在热力设备受热面水侧金属表面上生成的固态附着物。水渣：炉水中的悬浮物或沉积物称之为水渣。2.2水垢的分类

钙镁水垢钙镁化合物的含量约占90%硅酸盐水垢二氧化硅的含量为40%～50%，铁和铝的氧化物含量为25%～30%。氧化铁垢垢中Fe3O4占90%以上，大型锅炉水冷壁垢的主要成分是氧化铁。铜垢垢中金属铜的含量达到20%以上。磷酸盐垢主要为：磷酸亚铁钠Na4FeOH(PO4)2·1/3NaOH2.3水垢、水渣对锅炉的危害

2.3.1影响热传导

2.3.2引起垢下腐蚀

2.3.3影响炉水循环2.3.4增加煤耗2.3.5降低锅炉的使用寿命2.3.1影响热传导水冷壁结垢后，严重影响热量的正常传递，使锅炉热效率降低，更严重的将导致炉管壁温升高，造成爆管事故。各水垢等物质的导热系数：硫酸盐垢：导热系数0.58～2.33W/m·K硅酸盐垢：0.23～0.47碳酸盐垢：0.47～0.70磷酸盐垢：0.50～0.70油脂类水垢：0.058～0.12氧化铁垢：2.3～3.5水冷壁用碳钢：47～58纯水：0.58～0.702.3.2引起垢下腐蚀

由于沉积物的传热性很差，使得沉积物下金属壁温升高，因而渗透到沉积物下面的炉水就会发生剧烈蒸发浓缩。其浓缩液往往有很强的腐蚀性，导致炉管腐蚀甚至爆管。2.3.3影响炉水循环

如果锅炉水中的水渣过多，也会堵塞炉管，影响炉水循环。一般这种现象只发生在中压以下的锅炉。严重时，炉管堵死，并引起爆管。2.3.4增加煤耗

锅炉结垢后燃煤发出的热量不能很好地传递给炉水，造成排烟温度升高，增加了排烟热损失。当水冷壁结垢量达到300～400g/m2，通常每发1kw·h的电量就增加煤耗1～2g。2.3.5降低锅炉的使用寿命

水冷壁因结垢而引起高温蠕变，发生胀粗或减薄现象，或结垢后因酸洗减薄而影响使用寿命。3防止锅炉产生水垢的方法

3.1减少进入给水中杂质的含量3.2防止水、汽系统发生腐蚀，尽量减少给水铜、铁含量3.3采用适当的炉水处理方法4炉水处理

炉水的三种处理方式：（1）磷酸盐处理：为了防止炉内生成钙、镁水垢和减少水冷壁管腐蚀，向炉水中加入适量磷酸三钠的处理，英文为phosphatetreatment，简称PT。（2）氢氧化钠处理：为了减缓水冷壁管腐蚀，向炉水中加入适量氢氧化钠的处理，英文为caustictreatment，简称CT。（3）全挥发处理：锅炉给水加氨和联氨或只加氨，炉水不再加任何药剂的处理，英文为all-volatiletreatment，简称AVT。5磷酸盐处理(PT)的作用

消除炉水中的硬度；提高杂质对炉管腐蚀的抵抗能力；减缓水冷壁的结垢速率；改善蒸汽品质、改善汽轮机沉积物的化学性质和减缓汽轮机腐蚀。5.1磷酸盐隐藏现象当锅炉负荷升高时，炉水中的磷酸盐浓度明显降低，有时还伴随着炉水pH值升高；当锅炉负荷降低时，炉水中的磷酸盐浓度明显升高，有时还伴随着炉水pH值降低；这种现象称为磷酸盐的隐藏现象。5.2常规磷酸盐处理（PT）为了防止炉内生成钙、镁水垢和减少水冷壁管腐蚀，向炉水中加入适量磷酸三钠的处理称为常规磷酸盐处理。1)此处理方式适用于汽包压力3.8～15.8MPa的锅炉。2)采用PT时，对炉水中杂质浓度的允许范围要大些，且炉水水质容易控制，虽然也存在磷酸盐隐藏现象，但发生酸性磷酸盐腐蚀的几率要比CPT小。5.3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称为低磷酸盐处理，简称LPT。此处理方式适用汽包压力在5.9～19.3MPa的锅炉。2）一般不允许给水有硬度成分。3）与PT相比，采用LPT对给水水质要求相对严格，对炉水中的杂质的浓度允许范围要小些，虽然也有可能出现磷酸盐隐藏现象，但发生酸性磷酸盐腐蚀的几率要小。5.4平衡磷酸盐处理维持炉水中磷酸三钠含量低于发生磷酸盐隐藏现象的临界值，同时允许炉水中含有不超过1mg/L游离氢氧化钠，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称为平衡磷酸盐处理，简称EPT。实施此方式需找出EPT的平衡点，然后炉水中的磷酸盐浓度控制在平衡点以下运行。6炉水氢氧化钠处理为了防止锅炉腐蚀，向炉水中加入适量氢氧化钠的处理称为炉水氢氧化钠处理，英文为：caustictreatment，简称CT。6.1炉水CT处理需满足的条件（1）锅炉热负荷分配均匀；（2）水冷壁管内壁干净，若结垢量﹥200g/m2，需经化学清洗后方可转为CT处理，若结垢量﹤200g/m2，可直接转为CT处理；（3）给水氢电导率（25℃）﹤0.2µS/cm；（4）水冷壁管无孔状腐蚀。6.2氢氧化钠浓度的确定

采用CT时，要求炉水中游离氢氧化钠的浓度控制在1.0mg/L以下。但由于炉水中含有氨，所以不能简单地用pH值或碱度来确定氢氧化钠浓度。为了扣除氨的影响，可用氢氧化钠图解法，通过查pH与NaOH、氨浓度关系图。6.3炉水采用氢氧化钠处理的优点1）降低了水冷壁酸性腐蚀的风险2）允许炉水有较高浓度的氯化物3）可以减缓水冷壁的结垢现象6.4炉水采用氢氧化钠处理的缺点不能消除炉水中的硬度成分可能发生苛性脆化

a、炉管有孔状腐蚀时；

b、氢氧化钠超过3mg/L。3）对给水水质要求严格采用氢氧化钠处理时，给水氢电导率(25℃)通常应小于0.20µS/cm，比磷酸盐处理要求严格。7炉水全挥发处理

锅炉给水加氨和联氨或只加氨，炉水不再加任何药剂的处理称为炉水全挥发处理，英文为all-volatiletreatment，简称AVT。优点：不向锅炉中加入任何固体药剂，不存在浓缩、蒸干、隐藏等现象。缺点：不能消除炉水中的硬度成分；炉水pH值较低。8.炉水采用AVT应注意的事项

(1)为了使炉水pH>9.0，给水pH值应大于9.2。(2)水、汽系统氨含量偏高，使铜部件易发生氨腐蚀。(3)炉水的缓冲性弱，给水氢电导率最好小于0.2S/cm。(4)由于高温状态下炉水pH值偏低，所以，以分子状态溶解携带的杂质在蒸汽中的含量明显增高。(5)一旦发现给水有硬度，炉水应立即转化为PT。第七节锅炉炉水处理标准宣贯

1.常规磷酸盐处理炉水控制标准及各指标的来源依据11)压力规定本标准规定，只有汽包压力低于15.8MPa的锅炉才能采用PT。2)二氧化硅炉水中的二氧化硅含量指标是由蒸汽二氧化硅指标决定的。3）氯离子:由于氯离子的危害性较大，会破坏金属表面氧化膜（Fe3O4和Fe2O3）引起炉管腐蚀，其反应式为：2Fe2++1/2O2+8Cl-+H2O→2〔FeCl4〕-+2OH-而蒸汽中的氯离子会引起汽轮机应力腐蚀破坏，因此在超高压及以上锅炉炉水均对氯离子做了规定。常规磷酸盐处理炉水控制标准及各指标的来源依据24）磷酸根磷酸盐的加入量要兼顾中和炉水中的硬度和维持炉水pH值的双重作用。5）pH值主要考虑锅炉运行过程中的防腐要求，通常下限不得低于9.0。6）电导率控制有两个作用，一是控制炉水中的杂质不能过度浓缩以免引起腐蚀，二是控制磷酸盐的加药量不能太高以免引起磷酸盐的隐藏。2.低磷酸盐处理炉水控制标准及各指标的来源依据

此处理方式适用汽包压力在5.9～19.3MPa的锅炉。2）二氧化硅同PT处理。3）氯离子同PT处理。4）磷酸根一般不允许给水有硬度成分。5）pH值主要考虑锅炉运行过程中的防腐要求，通常下限不得低于9.0。6）电导率：控制有两个作用，一是避免炉水中的杂质过度浓缩引起腐蚀，二是控制磷酸盐的加药量不能太高以免引起磷酸盐隐藏。3.CT处理各指标的来源依据1

1）pH标准中规定pH值的下限为9.2，比磷酸盐处理高0.2，主要是考虑炉水的缓冲性弱。2）电导率控制电导率有两个作用，一是可防止加药过量，炉水每增加1mg/L氢氧化钠可使电导率增加约3S/cm。二是适当控制炉水含盐量，防止因浓缩引起腐蚀。大致可以这样认为，锅炉加药和杂质在炉水中浓缩产生的电导率各占一半。3）氢电导率控制氢电导率可以间接控制阴离子(尤其是强酸阴离子)的含量。CT处理各指标的来源依据24）NaOH控制氢氧化钠浓度的上限，其目的是在保证炉水碱度的前提下，防止过量氢氧化钠可能带来的碱腐蚀或在高热负荷区浓缩引起苛性脆化。5）氯离子是破坏金属表面氧化膜，引起腐蚀的主要阴离子，应加以控制。第八节给水与炉水处理的加药1.汽包内加药管布置

应沿汽包轴向水平布置，比连续排污管低100～200mm，药液从其中部引入，出药孔应沿汽包长度方向水平或朝下开口均匀布置。2.加药方式

从运行方式分，有间断加药和连续加药从加药压力分，有高压加药与低压加药从控制方式分，有电导式控制加药和电极式控制加药3.加药配制方面应注意的问题配药用水药品纯度4.锅炉排污

（1）排污目的在锅炉运行中，经常排放一部分杂质含量大的炉水，并补充相同数量杂质含量小的给水，使炉水中的各种杂质含量维持在允许值以下，从而保证饱和蒸汽的纯度。（2）排污方式1）连续排污是从汽包中连