火电厂汽水品质监督讲义课件

火电厂汽水品质监督电源技术中心化学室2014年5月火电厂汽水品质监督电源技术中心化学室1第一节汽水品质监督的意义第一节汽水品质监督的意义2一汽水品质监督的意义保证机组热力系统汽水品质达标。验证炉内处理、给水处理方式的有效性。

保持机组具有良好的汽水品质，保持热力系统最佳的清洁状态，防止热力系统腐蚀、结垢。

通过优化调整，确定汽水系统最佳运行工况，提供优质蒸汽，减少汽轮机叶片积盐，降低系统腐蚀产物含量，降低炉管结垢和铁腐蚀产物沉积速率，延长锅炉清洗周期，延长精处理混床运行周期。一汽水品质监督的意义保证机组热力系统汽水品质达标。3一汽水品质监督的内容锅炉补给水、炉水、给水、蒸汽、凝结水、循环冷却水、发电机内冷水、闭式循环冷却水。

在线化学仪表监督。

设备运行状况监督。

大修期间的化学监督检查。

热力设备汽水运行工况调整。一汽水品质监督的内容锅炉补给水、炉水、给水、蒸汽、凝结4一汽水品质监督的特点水汽系统流程长，环节多，情况复杂。

工作量大，技术难度高。

任何一个环节都会对下一个环节产生较大的影响。

某一项水汽品质超标，短期内不易表现出危害性，易被忽视。一旦发生事故，将是重大的、不可挽回的损失。一汽水品质监督的特点水汽系统流程长，环节多，情况复杂。5第二节给水处理水质参数第二节给水处理水质参数6一AVT（R）方式水质指标及意义氢电导率定义：水样经过氢离子交换柱交换后测定得到的电导率。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，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。一AVT（R）方式水质指标及意义氢电导率7一AVT（R）方式水质指标及意义

pH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。一AVT（R）方式水质指标及意义pH8一AVT（R）方式水质指标及意义溶解氧热力除氧后水中的溶解氧浓度已经能够达到小于7

g/L的水平，这时加联氨的主要作用是使水处于还原性。如果水中的溶解氧浓度仍然较高，这时加联氨的作用是除去水中的一部分溶解氧并使水处于还原性。由于热力除氧需要消耗蒸汽，存在经济性问题；化学除氧由于溶解氧浓度和联氨浓度都很低存在反应速度问题。所以溶解氧浓度不宜定得太低，7

g/L的水平已经能够达到电力系统安全运行的要求。一AVT（R）方式水质指标及意义溶解氧9一AVT（R）方式水质指标及意义铁、铜铁、铜含量是衡量给水系统腐蚀的指标，是其他水质指标综合反映的结果。对铁、铜含量进行限制的另一个原因是防止腐蚀产物随给水进入锅炉后形成二次水垢。一般铁的指标定在15～20

g/L。铜表面生成Cu2O氧化膜，其膜较致密，溶解性相对较小，一般不超过3

g/L。一AVT（R）方式水质指标及意义铁、铜10一AVT（R）方式水质指标及意义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，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。一AVT（R）方式水质指标及意义钠11一AVT（R）方式水质指标及意义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。

规定联氨的剩余浓度小于30

g/L，是说明高了没有必要，有时反而会使给水的含铁量增高（FAC）。

流动加速腐蚀(flowacceralatedcorrosion)是在强还原性介质环境下的紊流区,如管道弯头、三通、变径处,特别是给水系统和省煤器管道诱发的加速性腐蚀。一AVT（R）方式水质指标及意义联氨12一AVT（R）方式水质指标及意义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。

硬度检测限较低，凝汽器疑似泄露时，应同时参考凝结水氢电导率和钠含量。一AVT（R）方式水质指标及意义硬度13一AVT（R）方式水质指标及意义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。一AVT（R）方式水质指标及意义油14一AVT（R）方式水质指标及意义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。一AVT（R）方式水质指标及意义二氧化硅15二AVT（O）方式水质指标及意义氢电导率：同AVT(R)。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。世界各国的规定值最高为25

g/L，最低为7

g/L，但大多数国家规定为10

g/L。

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10

g/L。

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3

g/L。钠、硬度、油：同AVT(R)。二AVT（O）方式水质指标及意义氢电导率：同AVT(16三OT方式水质指标氢电导率

在较纯的水中，氧使钢铁表面生成致密的α-Fe2O3保护膜，起抑制腐蚀作用；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0.2～0.3

S/cm之间。为了安全起见，给水加氧处理时氢电导率规定在0.15

S/cm以下。三OT方式水质指标氢电导率17三OT方式水质指标溶解氧汽包锅炉：凝泵出口≤30

g/L，除氧器入口30-150

g/L，省煤器入口20-80

g/L，下降管炉水≤10

g/L，主蒸汽≥10

g/L，高加疏水≥5

g/L。直流锅炉：除氧器入口30-150

g/L，省煤器入口30-150

g/L，主蒸汽≥10

g/L，高加疏水≥5

g/L。三OT方式水质指标溶解氧18三OT方式水质指标铜、铁加氧处理可在钢铁表面已经形成的Fe3O4的表面膜以及膜孔隙中生成致密的α-Fe2O3。给水的含铁量通常在3

g/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3

g/L以下。三OT方式水质指标铜、铁19第三节锅炉给水监督第三节锅炉给水监督20一给水处理的方式

给水处理的方式

AVT（R）:给水中加入氨、联氨处理；AVT（O）：给水中加入氨，不加联氨处理；OT：给水中加入氨和氧处理。一给水处理的方式给水处理的方式21二AVT（R）处理工艺控制点二AVT（R）处理工艺控制点22二AVT（O）处理工艺控制点AVT（R）和AVT（O）不同之处：溶解氧含量和铜含量二AVT（O）处理工艺控制点AVT（R）和AVT（O）不23二OT处理工艺控制点二OT处理工艺控制点24三给水处理不同方式的优缺点AVT（R）

AVT(R)是在物理除氧后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，兼顾抑制铜、铁腐蚀的作用。对于无铜系统的机组，通过提高给水的pH值抑制铁腐蚀。采用AVT(R)时，个别机组在给水和湿蒸汽系统容易发生FAC。更换材料或改变给水处理方式可以消除或减轻FAC。

三给水处理不同方式的优缺点AVT（R）25三给水处理不同方式的优缺点OTOT可使给水系统FAC现象减轻或消除，给水含铁量降低，省煤器和水冷壁管结垢速率降低，锅炉化学清洗周期延长；同时由于给水pH值降低，可使凝结水精处理混床的运行周期延长。OT对水质要求严格，对于没有凝结水精处理设备或凝结水精处理运行不正常的机组，给水氢电导率难以达到要求，不宜采用OT。三给水处理不同方式的优缺点OT26四给水处理方式选择根据材质选择给水处理方式除凝汽器外，水汽系统不含铜合金材料，首选AVT(O)；如果有凝结水精处理设备并正常运行，最好通过试验后采用OT。除凝汽器外，水汽系统含铜合金材料，首选AVT(R)；也可通过试验，确认给水的含铜量不超标后采用AVT(O)，但不得采用OT。四给水处理方式选择根据材质选择给水处理方式27四给水处理方式选择

根据给水水质选择不同的处理方式四给水处理方式选择根据给水水质选择不同的处理方式28四给水处理方式选择根据机组运行方式选择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)方式运行。四给水处理方式选择根据机组运行方式选择29五给水优化处理

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。同一电厂的不同机组，应分别进行热化学试验。一台锅炉热化学试验结果不能完全用到其他型号相同的锅炉上。五给水优化处理给水优化处理30六给水处理注意事项

给水处理注意事项氨的加入量不要过高。给水加氨处理时加氨量过大会造成铜管的腐蚀。

采用OT 处理时，若出现超标异常现象时，立即停止加氧，转为AVT（O），若仍持续恶化，转为AVT（R）。六给水处理注意事项给水处理注意事项31七启动调试阶段给水监督

监督重点

给水水源质量必须得到保证。基建机组设备、管道、水箱均处于新投入阶段，系统杂质含量高。

给水系统设备冲洗和除铁必须达到要求。

启动前进行冷态和热态冲洗，最大程度降低系统内杂质含量。

加强水质检测，保证给水控制指标达到规定要求。

通过试运，初步掌握给水处理的最佳运行条件，使给水质量全面达到控制指标的要求。七启动调试阶段给水监督监督重点32七启动调试阶段给水监督监督难点

最大程度保证给水中溶解氧含量合格。

给水水质必须全面达到控制指标，以提供优质的炉水和蒸汽。试运期间较难合格的为二氧化硅，氢电导率。处理方法：

精处理最大限度投入；

疏水不合格不能回收；

锅炉加大排污。七启动调试阶段给水监督监督难点33七启动调试阶段给水监督冷态冲洗程序

凝汽器热井凝结水及低压给水系统锅炉本体。

冲洗合格标准：排水铁含量小于200μg/L。注意事项：加药系统必须投入。

当前系统未冲洗合格时，不能进行下一系统的冲洗。

凝结水精处理尽可能投入。

铁含量大于1000μg/L时采用排放冲洗，小于1000μg/L采用循环排放冲洗。炉水严重浑浊或发黑时应整炉放水！七启动调试阶段给水监督冷态冲洗程序34七启动调试阶段给水监督热态冲洗程序

除氧器投入加热，铁超标时进行循环排放。

除氧器热态冲洗合格后，锅炉点火，炉水排放。

冲洗标准：排水铁含量小于200μg/L。

注意事项

锅炉点火后除氧器应达到相应压力下的饱和温度。

联氨控制在50-100μg/L，维持高限。

炉前给水pH维持高限。无铜机组控制9-9.6，维持在9.3以上。有铜机组维持在9.0左右。七启动调试阶段给水监督热态冲洗程序35七启动调试阶段给水监督吹管期间汽水品质改善措施凝结水加氨投入；维持pH9.0-9.5。

炉水磷酸根控制在2-8mg/L，pH控制在9-10。

吹管期间锅炉加大排污。当炉水发黑或者非常浑浊时，停炉放水。

检测凝结水、除氧器出口水和炉水铁含量。超过200μg/L时进行排污。

吹管结束后锅炉带压放水。

清理凝汽器热水井/排汽装置，清理凝补水箱，清理除氧器水箱，清理给水泵、凝结泵滤网。七启动调试阶段给水监督吹管期间汽水品质改善措施36七启动调试阶段给水监督吹管期间控制项目及标准

七启动调试阶段给水监督吹管期间控制项目及标准37八机组运行阶段给水监督选择适当的给水处理方式。

进行优化调整，使给水水质达到最优状态。

运行过程中给水水质标准如下

八机组运行阶段给水监督选择适当的给水处理方式。38第四节锅炉炉水监督第四节锅炉炉水监督39一炉水处理意义

防止在水冷壁管生成钙镁水垢及减缓其结垢的速率；增加炉水的缓冲性，防止水冷壁管发生酸性或碱性腐蚀；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，减少汽轮机积盐。一炉水处理意义防止在水冷壁管生成钙镁水垢及减缓其结垢的40二水垢和水渣及危害定义

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，部分杂质从炉水中析出固体物质并附着在受热面上的现象。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。二水垢和水渣及危害定义41二水垢和水渣及危害水垢分类钙镁水垢：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：Na4FeOH(PO4)2·1/3NaOH二水垢和水渣及危害水垢分类42二水垢和水渣及危害

水垢的危害妨碍传热，降低锅炉热效率，增加煤耗。影响炉水循环。引起垢下腐蚀。

降低锅炉的使用寿命。二水垢和水渣及危害水垢的危害43二水垢和水渣及危害水垢等物质的导热系数单位：W/m·K水冷壁用碳钢：47～58硫酸盐垢：0.58～2.33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纯水：0.58～0.70二水垢和水渣及危害水垢等物质的导热系数单位44二水垢和水渣及危害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。二水垢和水渣及危害引起垢下腐蚀45二水垢和水渣及危害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。二水垢和水渣及危害增加煤耗46二水垢和水渣及危害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。二水垢和水渣及危害影响炉水循环47二水垢和水渣及危害降低锅炉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。例如：我国北方某电厂300MW机组只投产了57天水冷壁就大面积换管。二水垢和水渣及危害降低锅炉使用寿命48二水垢和水渣及危害防止产生水垢的方法减少进入给水中杂质的含量。

防止水、汽系统发生腐蚀，尽量减少给水铜、铁含量。

采用适当的炉水处理方法。二水垢和水渣及危害防止产生水垢的方法49三炉水处理方式

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。

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。

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。三炉水处理方式磷酸盐处理：为了防止炉内生成钙、镁水垢50三炉水处理方式

磷酸盐处理（PT）phosphatetreatment

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。磷酸盐作用：既可以防止腐蚀，也可以防止结垢。三炉水处理方式磷酸盐处理（PT）phosphatet51三炉水处理方式

低磷酸盐处理（LPT）lowphosphatetreatment

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。三炉水处理方式低磷酸盐处理（LPT）lowphos52三炉水处理方式

协调pH-磷酸盐处理（CPT）

congruentphosphatetreatment

为了防止炉水产生游离氢氧化钠，维持Na+与PO43-的摩尔比为2.6-3.0的磷酸盐处理。三炉水处理方式协调pH-磷酸盐处理（CPT）53三炉水处理方式

平衡磷酸盐处理（EPT）

equilibriumphosphatetreatment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lmg/L的游离氢氧化钠，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。三炉水处理方式平衡磷酸盐处理（EPT）54三炉水处理方式

氢氧化钠处理（CT）

caustic

treatment锅炉炉水中加入氢氧化钠的处理。目的：在炉水中保持适量的OH-，抑制因炉水中氯离子、机械力和热应力对氧化膜的破坏作用；氢氧化钠处理是处理炉水pH降低的有效方法之一。原理：炉水中氢氧化钠与氧化铁反应生成铁的羟基络合物，在金属表面生成致密的保护膜。炉水氢氧化钠处理的条件为给水氢电导率小于0.20μS/cm.三炉水处理方式氢氧化钠处理（CT）caustic55三炉水处理方式

氢氧化钠处理的使用条件：

锅炉热负荷应分配均因，水循环性能良好。

水冷壁垢量小于200g/m2可直接转换为氢氧化钠处理，垢量大于200g/cm2时应对锅炉进行化学清洗后转换为氢氧化钠处理。

给水氢电导率（25℃）应小于0.20μS/cm。

水冷壁有孔状腐蚀的锅炉应谨慎使用。

增加下降管取样点，保证取样代表性。

检测项目增加炉水氢电导率和氯离子。三炉水处理方式氢氧化钠处理的使用条件：56四磷酸盐处理方式使用条件四磷酸盐处理方式使用条件57四磷酸盐处理优缺点

磷酸盐处理优点可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磷酸盐处理缺点易发生“隐藏”现象。四磷酸盐处理优缺点磷酸盐处理优点58四氢氧化钠处理优缺点

氢氧化钠处理优点降低了水冷壁酸性腐蚀的风险。

允许炉水有较高浓度的氯化物。

可以减缓水冷壁的结垢现象。氢氧化钠处理缺点不能消除炉水中的硬度成分。可能发生苛性脆化。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。四氢氧化钠处理优缺点氢氧化钠处理优点59四全挥发处理优缺点

全挥发处理优点避免了沉积物下的碱性腐蚀；

炉水含盐量低，蒸汽品质好；

汽包炉采用全挥发处理避免了盐类隐藏的发生。全挥发处理缺点炉水的pH值难以控制，易造成酸腐蚀；给水含铁量高。凝汽器空抽区铜管氨蚀严重；凝结水除盐设备的运行周期短。一旦发现给水有硬度，炉水应立即转化为PT。四全挥发处理优缺点全挥发处理优点60四磷酸盐隐藏

定义锅炉高负荷运行时，有磷酸盐从炉水中析出，沉积在水冷壁管上，造成炉水中磷酸盐含量有所降低。在锅炉降负荷运行或停炉时，沉积在水冷壁管内壁上的磷酸盐又重新溶出，使其在炉水中的含量重新增高的现象。四磷酸盐隐藏定义61四磷酸盐隐藏

磷酸盐隐藏的原因

水温120℃以后，磷酸三钠溶解度随温度升高下降。当水温超过200℃以后，磷酸钠溶解度急剧下降。

热负荷。锅炉参数越高，热负荷越大，水的汽化程度越剧烈，越易发生隐藏。

锅炉燃烧不稳定，局部偏燃。四磷酸盐隐藏磷酸盐隐藏的原因62四磷酸盐隐藏

磷酸盐隐藏的判断

停止加药，排污全关，低负荷与高负荷时磷酸盐含量相差超过30%时，可判断为隐藏。四磷酸盐