超临界机组水质控制技术

1、1超临界、超超临界机组超临界、超超临界机组水汽品质控制技术水汽品质控制技术华北电力科学研究院有限责任公司华北电力科学研究院有限责任公司王应高王应高为争创国网公司创新型企业为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗建设标杆单位而奋斗21 1 超临界、超超临界机组水质要超临界、超超临界机组水质要 求和热力系统氧化膜特点求和热力系统氧化膜特点1.1 1.1 超临界压力下的水冷壁管可能发生类膜超临界压力下的水冷壁管可能发生类膜态沸腾态沸腾, ,主要是由于在管子内壁附近的流体主要是由于在管子内壁附近的流体粘度、比热、导温系数和比容等物理参数发粘度、比热、导温系数和比容等物理参数发生了显著变化而引起的。水

2、的盐类杂质极易生了显著变化而引起的。水的盐类杂质极易浓缩，这对超临界、超超临界机组的水质要浓缩，这对超临界、超超临界机组的水质要求高。求高。为争创国网公司创新型企业为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗建设标杆单位而奋斗31 1 超临界、超超临界机组水质要超临界、超超临界机组水质要 求和热力系统氧化膜特点求和热力系统氧化膜特点1.2 1.2 超临界机组热力系统氧化膜的特点超临界机组热力系统氧化膜的特点 （1 1） 在在300300以下的无氧纯水中，金属铁和以下的无氧纯水中，金属铁和水发生电化学反应生成的氧化膜由致密的水发生电化学反应生成的氧化膜由致密的fefe3 3o o4 4 内伸层和多

3、孔、疏松的内伸层和多孔、疏松的fefe3 3o o4 4 外延层外延层构成。氧化膜的溶解度较高，因而致使给水构成。氧化膜的溶解度较高，因而致使给水系统的铁含量较高。系统的铁含量较高。为争创国网公司创新型企业为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗建设标杆单位而奋斗4 （2 2） 在在300300400400高温区，水具有的能量使高温区，水具有的能量使二价铁氧化为三价铁，因此在省煤器的出口二价铁氧化为三价铁，因此在省煤器的出口段到水冷壁的金属表面形成了内层薄而致密、段到水冷壁的金属表面形成了内层薄而致密、外层也较为致密的四氧化三铁氧化膜。外层也较为致密的四氧化三铁氧化膜。1 1 超临界、超超临

4、界机组水质要超临界、超超临界机组水质要 求和热力系统氧化膜特点求和热力系统氧化膜特点为争创国网公司创新型企业为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗建设标杆单位而奋斗51 1 超临界、超超临界机组水质要超临界、超超临界机组水质要 求和热力系统氧化膜特点求和热力系统氧化膜特点 （3 3） 随着温度的升高，氧化膜生成的反应随着温度的升高，氧化膜生成的反应控制过程逐渐由电化学反应转向由化学反应控制过程逐渐由电化学反应转向由化学反应为主。为主。为争创国网公司创新型企业为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗建设标杆单位而奋斗6 尽量纯化水质，减少水中盐类杂质，降低给水中的含铁量，尽量纯化水质，减少

5、水中盐类杂质，降低给水中的含铁量，控制腐蚀产物的沉积量，是超、超超临界机组水处理和水质控制的控制腐蚀产物的沉积量，是超、超超临界机组水处理和水质控制的主要目标。主要目标。2 2 超临界、超超临界机组的水质标准超临界、超超临界机组的水质标准 主要控制项目给水蒸汽精处理后水质启动时给水质量冲转前蒸汽质量挥发处理加氧处理氢电导率(25)(s/cm)0.150.100.150.100.650.5na（g/kg）222120cl（g/kg）221sio2（g/kg）10101053030fe（g/kg）55535050cu（g/kg）1111115溶解氧（g/kg）730-15030toc2000.4s

6、/cm,0.4s/cm,如果水质仍不如果水质仍不好转好转, ,应在应在4 4小时内停炉。小时内停炉。l给水给水phph值低于值低于7.07.0，应立即停炉。，应立即停炉。l用海水冷却的电厂，当凝结水中的含钠量大用海水冷却的电厂，当凝结水中的含钠量大于于400g/l400g/l时，应紧急停机。时，应紧急停机。 为争创国网公司创新型企业为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗建设标杆单位而奋斗8 3.1 3.1 锅炉运行压差上升速度快锅炉运行压差上升速度快 3 3 超临界、超超临界机组运行中存在的问题超临界、超超临界机组运行中存在的问题 采用挥发处理水化学工况的超临界、超超临采用挥发处理水化学工

7、况的超临界、超超临界机组，由于从给水带入的铁沉积在高压加热器界机组，由于从给水带入的铁沉积在高压加热器和锅炉水冷壁上，这种垢是摩擦系数大、波纹状和锅炉水冷壁上，这种垢是摩擦系数大、波纹状的水垢，造成锅炉压差上升速度快、压差大，当的水垢，造成锅炉压差上升速度快、压差大，当锅炉压差达到限制值时，必须进行化学清洗锅炉压差达到限制值时，必须进行化学清洗。这。这是目前超临界、超超临界机组在运行中遇到的主是目前超临界、超超临界机组在运行中遇到的主要问题之一。要问题之一。为争创国网公司创新型企业为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗建设标杆单位而奋斗9 低加和高加疏水带入系统中的铁含量较大，低加和高加疏

8、水带入系统中的铁含量较大，其溶解度达到饱和后，在除氧器出口到高加管段其溶解度达到饱和后，在除氧器出口到高加管段析出和沉积。曾经在一台析出和沉积。曾经在一台500mw500mw超临界机组运行的超临界机组运行的第一年中，从高加管段上清洗出第一年中，从高加管段上清洗出8080公斤的水垢。公斤的水垢。部分超临界机组由于锅炉压差大导致限负荷运行部分超临界机组由于锅炉压差大导致限负荷运行，也有的机组因给水泵叶轮附着水垢后引起振动，也有的机组因给水泵叶轮附着水垢后引起振动增大。增大。3 3 超临界、超超临界机组运行中存在的问题超临界、超超临界机组运行中存在的问题 为争创国网公司创新型企业为争创国网公司创新型

9、企业建设标杆单位而奋斗建设标杆单位而奋斗103 3 超临界、超超临界机组运行中存在的问题超临界、超超临界机组运行中存在的问题 3.2 3.2 在全挥发处理水工况下超临界机组的锅炉化在全挥发处理水工况下超临界机组的锅炉化 学清洗周期短学清洗周期短 从热力系统在无氧条件下氧化膜的特点可看出，从热力系统在无氧条件下氧化膜的特点可看出，在给水采用加氨和联氨的挥发处理水工况下，除高温在给水采用加氨和联氨的挥发处理水工况下，除高温段外，中低温段的氧化膜不够致密，即使水质接近理段外，中低温段的氧化膜不够致密，即使水质接近理论纯度，给水系统氧化膜释放出微量铁离子仍会在下论纯度，给水系统氧化膜释放出微量铁离子仍

10、会在下游热力设备发生氧化铁的污堵和沉积，而且氧化铁的游热力设备发生氧化铁的污堵和沉积，而且氧化铁的沉积速度较快，国内外运行的超临界机组经验表明，沉积速度较快，国内外运行的超临界机组经验表明，锅炉平均化学酸洗周期约为锅炉平均化学酸洗周期约为2-32-3年。年。为争创国网公司创新型企业为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗建设标杆单位而奋斗113.3 3.3 过热器等管段的氧化皮生长速率快并容易剥过热器等管段的氧化皮生长速率快并容易剥 落。落。3.4 3.4 凝结水精处理运行周期短，酸碱用量大，树凝结水精处理运行周期短，酸碱用量大，树脂磨损量大。脂磨损量大。3 3 超临界、超超临界机组运行中存

11、在的问题超临界、超超临界机组运行中存在的问题 为争创国网公司创新型企业为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗建设标杆单位而奋斗12 4.1 4.1 应从化学角度考虑选材问题应从化学角度考虑选材问题l为防止凝汽器泄漏造成热力系统污染，凝汽器为防止凝汽器泄漏造成热力系统污染，凝汽器管要使用耐蚀管材，海水冷却的机组必须用钛管要使用耐蚀管材，海水冷却的机组必须用钛管。管。l为防止给水系统的腐蚀和降低腐蚀产物向受热为防止给水系统的腐蚀和降低腐蚀产物向受热面转移，低压加热器应采用不锈钢管，高压加面转移，低压加热器应采用不锈钢管，高压加热器应采用不锈钢管或高铬钢。热器应采用不锈钢管或高铬钢。l过热器和再

12、热器管管材的选择应在考虑抗氧化过热器和再热器管管材的选择应在考虑抗氧化性能好的同时，更应兼顾抗氧化皮剥离性能好性能好的同时，更应兼顾抗氧化皮剥离性能好这一指标。这一指标。4 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制超临界、超超临界机组水汽品质的控制 为争创国网公司创新型企业为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗建设标杆单位而奋斗13 4.2 4.2 凝结水精处理系统出水水质控制凝结水精处理系统出水水质控制 （1 1） 在超临界、超超临界参数工况条件下，锅在超临界、超超临界参数工况条件下，锅炉受热面的温度很高，容易发生化学物质的沉积炉受热面的温度很高，容易发生化学物质的沉积。其中，最常见的是。

13、其中，最常见的是nana2 2soso4 4和和naohnaoh，这类物质溶解，这类物质溶解在蒸汽中后，会对后续的过热器、再热器及汽轮在蒸汽中后，会对后续的过热器、再热器及汽轮机产生腐蚀。因此，必须控制蒸汽中的机产生腐蚀。因此，必须控制蒸汽中的nana含量小含量小于于1g/kg1g/kg，这样才有可能控制二级再热器中形成，这样才有可能控制二级再热器中形成的氢氧化钠浓缩液对奥氏体钢的腐蚀和锅炉停用的氢氧化钠浓缩液对奥氏体钢的腐蚀和锅炉停用时时nana2 2soso4 4引起的再热器腐蚀。引起的再热器腐蚀。4 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制超临界、超超临界机组水汽品质的控制 为争创国网公司

14、创新型企业为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗建设标杆单位而奋斗14 控制蒸汽中的钠含量小于控制蒸汽中的钠含量小于1g/kg1g/kg，必须控制，必须控制凝结水精处理出水水质的钠含量小于凝结水精处理出水水质的钠含量小于1g/kg1g/kg。另外，还需确保凝汽器在微泄漏的情况下系统另外，还需确保凝汽器在微泄漏的情况下系统仍能达到相应的水质标准。仍能达到相应的水质标准。 建议超临界机组凝结水精处理系统出水水建议超临界机组凝结水精处理系统出水水质的控制指标按行业标准的期望值进行控制。质的控制指标按行业标准的期望值进行控制。 4 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制超临界、超超临界机组水汽品质

15、的控制 为争创国网公司创新型企业为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗建设标杆单位而奋斗15主要控制项目标准主要控制项目标准氢电导率（25c）（s/cm）0.08sio2（g/l）2na（g/l）0.5fe（g/l）1cl（g/l）0.5悬浮物（g/l）5so4-（g/l）0.54 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制超临界、超超临界机组水汽品质的控制 建议精处理的出水的控制指标 超超临界机组凝结水精处理系统出水水质的控制超超临界机组凝结水精处理系统出水水质的控制指标建议如下表。指标建议如下表。为争创国网公司创新型企业为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗建设标杆单位而奋斗164 4

16、 超临界、超超临界机组水汽品质的控制超临界、超超临界机组水汽品质的控制 （2 2）凝结水精处理系统配置）凝结水精处理系统配置 凝结水精处理设备的设计，要充分考虑尽量减凝结水精处理设备的设计，要充分考虑尽量减少硫酸盐和钠的漏出，为了满足以上出水指标，凝少硫酸盐和钠的漏出，为了满足以上出水指标，凝结水精处理系统必须采用设置有前置过滤的深层混结水精处理系统必须采用设置有前置过滤的深层混床处理系统。床处理系统。 为争创国网公司创新型企业为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗建设标杆单位而奋斗17 前置过滤的配置重点除了应考虑机组在启动阶前置过滤的配置重点除了应考虑机组在启动阶段去除固体腐蚀产物、杂

17、质和长期运行后氧化皮颗段去除固体腐蚀产物、杂质和长期运行后氧化皮颗粒，更主要的是要考虑去除钠、非晶型腐蚀产物以粒，更主要的是要考虑去除钠、非晶型腐蚀产物以及凝汽器泄漏引入的各种盐类杂质。对于非晶型腐及凝汽器泄漏引入的各种盐类杂质。对于非晶型腐蚀产物和盐类杂质则必须用离子交换加以去除。蚀产物和盐类杂质则必须用离子交换加以去除。4 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制超临界、超超临界机组水汽品质的控制 为争创国网公司创新型企业为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗建设标杆单位而奋斗18 超超临界机组在启停时锅炉给水采用全发挥处理超超临界机组在启停时锅炉给水采用全发挥处理(avt(avt）方式

18、，热力系统的腐蚀产物为颗粒状悬浮物。）方式，热力系统的腐蚀产物为颗粒状悬浮物。正常运行后，锅炉给水应采用加氧处理，给水的正常运行后，锅炉给水应采用加氧处理，给水的ph ph 值一般控制在值一般控制在8.08.08.58.5，运行中大多产生非晶型腐蚀，运行中大多产生非晶型腐蚀产物。同时，任何材料的凝汽器均可能发生泄漏或渗产物。同时，任何材料的凝汽器均可能发生泄漏或渗漏，循环水中的盐类杂质会漏入热力系统。根据这一漏，循环水中的盐类杂质会漏入热力系统。根据这一特点，前置过滤的配置有如下几点建议。特点，前置过滤的配置有如下几点建议。4 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制超临界、超超临界机组水汽品质

19、的控制 为争创国网公司创新型企业为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗建设标杆单位而奋斗19 由于粉末树脂凝结水精处理系统的机由于粉末树脂凝结水精处理系统的机组所发生的汽轮机腐蚀积盐问题较多，而组所发生的汽轮机腐蚀积盐问题较多，而且粉末树脂凝结水精处理系统对降低出水且粉末树脂凝结水精处理系统对降低出水的含钠量效果不高，故不推荐使用该系统。的含钠量效果不高，故不推荐使用该系统。4 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制超临界、超超临界机组水汽品质的控制 为争创国网公司创新型企业为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗建设标杆单位而奋斗20 尽管滤芯式过滤器的除铁效率较高，但由尽管滤芯式过滤

20、器的除铁效率较高，但由于国内尚无可靠的运行业绩，而且滤芯式过滤于国内尚无可靠的运行业绩，而且滤芯式过滤器对进一步降低出水的含钠量和除去非晶型腐器对进一步降低出水的含钠量和除去非晶型腐蚀产物无效，也不是最好的选择。蚀产物无效，也不是最好的选择。 4 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制超临界、超超临界机组水汽品质的控制 为争创国网公司创新型企业为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗建设标杆单位而奋斗21 根据国内外的运行经验，尽管前置阳床的除铁根据国内外的运行经验，尽管前置阳床的除铁效率不如滤芯式过滤器和粉末树脂过滤器，但它具效率不如滤芯式过滤器和粉末树脂过滤器，但它具有降低水中含钠量、改

21、善精处理系统混床的运行工有降低水中含钠量、改善精处理系统混床的运行工况，以及可除去离子态铁、综合除铁效率可满足要况，以及可除去离子态铁、综合除铁效率可满足要求等优点，同时国内已经有成功配置和运行经验等求等优点，同时国内已经有成功配置和运行经验等，所以采用前置阳床是超超临界机组凝结水精处理，所以采用前置阳床是超超临界机组凝结水精处理前置过滤配置的最好选择。前置过滤配置的最好选择。4 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制超临界、超超临界机组水汽品质的控制 为争创国网公司创新型企业为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗建设标杆单位而奋斗22 4.3 4.3 对腐蚀产物的控制对腐蚀产物的控制 超

22、临界机组和超超临界机组的腐蚀产物来源有超临界机组和超超临界机组的腐蚀产物来源有：（：（1 1）机组停用期间产生停用腐蚀，其腐蚀产物在机组启动后机组停用期间产生停用腐蚀，其腐蚀产物在机组启动后带入热力系统；（带入热力系统；（2 2）炉前热力系统包括加热器汽侧在运）炉前热力系统包括加热器汽侧在运行中产生腐蚀，腐蚀产物随给水带入热力系统；（行中产生腐蚀，腐蚀产物随给水带入热力系统；（3 3）氧）氧化皮的剥落，除了引起蒸汽通流部件的冲蚀和腐蚀外，化皮的剥落，除了引起蒸汽通流部件的冲蚀和腐蚀外，氧化皮变成细小的氧化铁颗粒，穿过凝结水精处理系统氧化皮变成细小的氧化铁颗粒，穿过凝结水精处理系统进入热力系统。

23、这些腐蚀产物沿着热力系统的各个设备进入热力系统。这些腐蚀产物沿着热力系统的各个设备流动或沉积下来，最终都会转移到受热面沉积，造成机流动或沉积下来，最终都会转移到受热面沉积，造成机组的腐蚀和结垢。组的腐蚀和结垢。4 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制超临界、超超临界机组水汽品质的控制 为争创国网公司创新型企业为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗建设标杆单位而奋斗23 国内许多亚临界和超临界机组都有所谓的国内许多亚临界和超临界机组都有所谓的“两高现两高现象象”，即存在汽水品质合格率高，但省煤器和水冷壁管的，即存在汽水品质合格率高，但省煤器和水冷壁管的结垢速率也很高的现象。研究已确定其主要

24、原因与给水采结垢速率也很高的现象。研究已确定其主要原因与给水采用加氨和联氨的还原性处理工况有关。在还原性条件下，用加氨和联氨的还原性处理工况有关。在还原性条件下，尽管在给水中通过提高尽管在给水中通过提高phph值可以减少四氧化三铁的溶解度，值可以减少四氧化三铁的溶解度，但在热力系统的低温段，二价铁的溶出率仍然较高，特别但在热力系统的低温段，二价铁的溶出率仍然较高，特别是在给水系统湍流部位存在流动加速腐蚀现象，腐蚀产物是在给水系统湍流部位存在流动加速腐蚀现象，腐蚀产物会随水流迁移到高温段沉积，造成省煤器节流阀严重污堵、会随水流迁移到高温段沉积，造成省煤器节流阀严重污堵、省煤器管和水冷壁管结垢速率

25、高等问题。省煤器管和水冷壁管结垢速率高等问题。4 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制超临界、超超临界机组水汽品质的控制 （1 1）对于炉前系统腐蚀产物控制）对于炉前系统腐蚀产物控制 为争创国网公司创新型企业为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗建设标杆单位而奋斗24 对于炉前系统腐蚀产物的控制方法，国内外毫对于炉前系统腐蚀产物的控制方法，国内外毫无例外地首推给水加氧处理（无例外地首推给水加氧处理（otot）技术。加氧处理是）技术。加氧处理是利用纯水中溶解氧对金属的钝化作用，使给水系统金利用纯水中溶解氧对金属的钝化作用，使给水系统金属表面形成致密的保护性氧化膜，可以使省煤器入口属表面形成

26、致密的保护性氧化膜，可以使省煤器入口的铁含量由原先的的铁含量由原先的5g/l5g/l10g/l10g/l降低至小于降低至小于1g/l1g/l，大大降低了锅炉管的结垢速率，消除了炉管，大大降低了锅炉管的结垢速率，消除了炉管表面的波纹状结构，达到热力系统防腐防垢的最佳效表面的波纹状结构，达到热力系统防腐防垢的最佳效果。果。4 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制超临界、超超临界机组水汽品质的控制 为争创国网公司创新型企业为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗建设标杆单位而奋斗25 目前国外已经投运的超超临界机组的给水处理均目前国外已经投运的超超临界机组的给水处理均采用加氧处理。德国大部分直流

27、锅炉只有采用加氧处理。德国大部分直流锅炉只有4%4%的多孔四的多孔四氧化三铁外层来源于迁移的腐蚀产物，这显然是使用氧化三铁外层来源于迁移的腐蚀产物，这显然是使用给水加氧处理的效果。国内早期投运的超临界机组几给水加氧处理的效果。国内早期投运的超临界机组几乎全部采用了给水加氧处理工艺，也均取得了良好的乎全部采用了给水加氧处理工艺，也均取得了良好的效果。效果。 因此，加氧处理是超超临界机组正常运行工况下因此，加氧处理是超超临界机组正常运行工况下必需的给水处理工艺。必需的给水处理工艺。4 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制超临界、超超临界机组水汽品质的控制 为争创国网公司创新型企业为争创国网公司创

28、新型企业建设标杆单位而奋斗建设标杆单位而奋斗26 停用腐蚀的控制对减少沉积物是非常必要的，停用腐蚀的控制对减少沉积物是非常必要的，因此不能将其作为临时措施，而应作为必备的配套因此不能将其作为临时措施，而应作为必备的配套设备，在设计时就应考虑完整的充氮保护系统、干设备，在设计时就应考虑完整的充氮保护系统、干风系统和保护液加药系统等，以满足机组不同停备风系统和保护液加药系统等，以满足机组不同停备用周期的保护。用周期的保护。 机组短期停用时锅炉一般采用热炉放水余热烘干机组短期停用时锅炉一般采用热炉放水余热烘干方法进行保护。方法进行保护。4 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制超临界、超超临界机组水

29、汽品质的控制 （2 2）停用保养和启动水冲洗）停用保养和启动水冲洗 为争创国网公司创新型企业为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗建设标杆单位而奋斗27 长期停用时，挥发处理水工况的机组在停机前提长期停用时，挥发处理水工况的机组在停机前提高水汽系统的高水汽系统的phph值，增加高、低加给水联氨加入量的值，增加高、低加给水联氨加入量的方法进行保护；也可采用加十八胺进行保护（石洞口方法进行保护；也可采用加十八胺进行保护（石洞口二厂、南京电厂、吕四电厂都采用过，效果良好）；二厂、南京电厂、吕四电厂都采用过，效果良好）；加氧处理水工况的机组在停用前提高水汽系统的加氧处理水工况的机组在停用前提高水汽

30、系统的phph值，值，采用热炉放水，负压抽干的方法进行保护（国华盘山采用热炉放水，负压抽干的方法进行保护（国华盘山电厂采用此方法进行停用保护，效果很好，机组启动电厂采用此方法进行停用保护，效果很好，机组启动时冷态和热态冲洗时间很短。）时冷态和热态冲洗时间很短。） 4 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制超临界、超超临界机组水汽品质的控制 为争创国网公司创新型企业为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗建设标杆单位而奋斗28 超临界、超超临界机组启动时的水质控制非常重超临界、超超临界机组启动时的水质控制非常重要，应严格执行有关标准。在锅炉点火之前，锅炉给要，应严格执行有关标准。在锅炉点火之前

31、，锅炉给水的参数应达到下列极限要求：溶解氧小于水的参数应达到下列极限要求：溶解氧小于50g/l50g/l，铁小于铁小于50g/l50g/l。只有严格按照有关机组启停的标准进。只有严格按照有关机组启停的标准进行控制，才有可能最大限度地阻止停用期间产生的腐行控制，才有可能最大限度地阻止停用期间产生的腐蚀产物进入热力系统。蚀产物进入热力系统。4 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制超临界、超超临界机组水汽品质的控制 为争创国网公司创新型企业为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗建设标杆单位而奋斗29 除氧器水箱水质必须符合标准要求，在启动、除氧器水箱水质必须符合标准要求，在启动、停用或者负荷剧

32、变时，由于有些沉积物会释放出来，停用或者负荷剧变时，由于有些沉积物会释放出来，若不经过精处理设备进行处理，水质会变差。所以，若不经过精处理设备进行处理，水质会变差。所以，系统所有疏水应排至凝汽器并通过精处理设备处理。系统所有疏水应排至凝汽器并通过精处理设备处理。4 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制超临界、超超临界机组水汽品质的控制 （3 3）除氧器水箱的水质控制）除氧器水箱的水质控制 为争创国网公司创新型企业为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗建设标杆单位而奋斗30 4.4 4.4 高温氧化和氧化皮的控制高温氧化和氧化皮的控制 4 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制超临界、超超

33、临界机组水汽品质的控制 已运行的超临界机组实践表明，高温氧化和氧化皮堵已运行的超临界机组实践表明，高温氧化和氧化皮堵塞引起的短期过热现象比较严重。塞引起的短期过热现象比较严重。 奥氏体钢的氧化层厚度超过奥氏体钢的氧化层厚度超过150m150m时就会剥落，在运时就会剥落，在运行条件的影响下，氧化层厚度超过行条件的影响下，氧化层厚度超过20m20m也可能剥落。也可能剥落。 改善的措施有：改善的措施有： （1 1）修改运行条件以尽量减少氧化层剥落。）修改运行条件以尽量减少氧化层剥落。 （2 2）用细晶粒奥氏体钢取代粗晶粒奥氏体钢。）用细晶粒奥氏体钢取代粗晶粒奥氏体钢。为争创国网公司创新型企业为争创国

34、网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗建设标杆单位而奋斗314 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制超临界、超超临界机组水汽品质的控制 从控制高温氧化和氧化层剥落的角度来看，最根本的从控制高温氧化和氧化层剥落的角度来看，最根本的办法是合理设计锅炉和选材。在运行控制方面，应该严办法是合理设计锅炉和选材。在运行控制方面，应该严格控制过热器和再热器的金属壁温不超过金属在水蒸气格控制过热器和再热器的金属壁温不超过金属在水蒸气条件下高温氧化的突变点。实时准确地监测受热面的温条件下高温氧化的突变点。实时准确地监测受热面的温度和蒸气的氢含量是及时把握高温氧化和氧化皮问题的度和蒸气的氢含量是及时把握高温氧化和氧

35、化皮问题的有效手段。有效手段。 为争创国网公司创新型企业为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗建设标杆单位而奋斗32 锅炉给水加氧处理技术的原理是：在纯水的锅炉给水加氧处理技术的原理是：在纯水的条件下，一定浓度的氧能使碳钢表面形成比磁性条件下，一定浓度的氧能使碳钢表面形成比磁性四氧化三铁保护性更好的三氧化二铁四氧化三铁保护性更好的三氧化二铁+ +磁性四氧磁性四氧化三铁化三铁“双层保护膜双层保护膜”。 5.1 5.1 直流锅炉加氧处理水工况原理直流锅炉加氧处理水工况原理 5 5 超临界、超超临界机组给水加氧处理水超临界、超超临界机组给水加氧处理水工况工况为争创国网公司创新型企业为争创国网公司

36、创新型企业建设标杆单位而奋斗建设标杆单位而奋斗33 全挥发处理时，在纯水中与水接触的金属表面覆盖的全挥发处理时，在纯水中与水接触的金属表面覆盖的铁氧化物主要是铁氧化物主要是fefe3 3o o4 4。在。在fefe3 3o o4 4形成过程中，由金属表面逐形成过程中，由金属表面逐步向金属内部氧化生成了比较紧密而薄的内伸步向金属内部氧化生成了比较紧密而薄的内伸fefe3 3o o4 4层，层， fefe3 3o o4 4层呈微孔状（层呈微孔状（1 11515孔隙）。部分二价铁离子从铁素孔隙）。部分二价铁离子从铁素体颗粒中扩散进入水相，生成多孔的，附着性较差的体颗粒中扩散进入水相，生成多孔的，附着

37、性较差的fefe3 3o o4 4颗粒，沉积在较紧密的颗粒，沉积在较紧密的fefe3 3o o4 4内伸层上，形成传热性也较差内伸层上，形成传热性也较差的外延层。该膜在高温纯水中具有一定的溶解性。的外延层。该膜在高温纯水中具有一定的溶解性。 为争创国网公司创新型企业为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗建设标杆单位而奋斗34 在加氧处理工况下在加氧处理工况下, ,由于不断向金属表面均匀地供氧由于不断向金属表面均匀地供氧, , 金属的表面仍保持一层稳定、完整的金属的表面仍保持一层稳定、完整的fefe3 3o o4 4内伸层，而由内伸层，而由fefe3 3o o4 4微孔通道中扩散出来进入水相

38、的二价铁离子则被氧微孔通道中扩散出来进入水相的二价铁离子则被氧化，生成三氧化二铁，沉积在外延生成的化，生成三氧化二铁，沉积在外延生成的fefe3 3o o4 4层的微孔层的微孔或颗粒的空隙中，使金属表面形成致密的或颗粒的空隙中，使金属表面形成致密的“双层保护双层保护膜膜”。 为争创国网公司创新型企业为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗建设标杆单位而奋斗35挥发处理工况下金属表面状态 为争创国网公司创新型企业为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗建设标杆单位而奋斗36加氧工况下金属表面状况 为争创国网公司创新型企业为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗建设标杆单位而奋斗37 统计统

39、计8 8台国内超临界机组采用加氧处理水工台国内超临界机组采用加氧处理水工况后，主要取得如下效果：况后，主要取得如下效果： （1 1）采用加氧处理后，热力系统中铁含量大采用加氧处理后，热力系统中铁含量大大降低，八台超临界机组给水、高低加疏水的铁大降低，八台超临界机组给水、高低加疏水的铁含量降低了含量降低了50%-80%50%-80%。大唐潮洲电厂加氧前给水。大唐潮洲电厂加氧前给水铁含量为铁含量为15-20g/l15-20g/l，加氧稳定运行后，给水的，加氧稳定运行后，给水的铁含量为铁含量为1-2g/l1-2g/l。5 5 超临界、超超临界机组给水加氧处理水超临界、超超临界机组给水加氧处理水工况工

40、况 5.2 5.2 超临界机组采用加氧处理水工况后取得的效超临界机组采用加氧处理水工况后取得的效果果 为争创国网公司创新型企业为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗建设标杆单位而奋斗38 （2 2）锅炉水冷壁结垢速率降低了。华能石洞口锅炉水冷壁结垢速率降低了。华能石洞口二电厂加氧处理后，水冷壁的结垢速率从二电厂加氧处理后，水冷壁的结垢速率从100g/m100g/m2 2.a.a降到降到30g/m30g/m2 2.a.a，锅炉化学酸洗周期从，锅炉化学酸洗周期从每每3 3年延长至年延长至1010年；国华盘山电厂的水冷壁结垢年；国华盘山电厂的水冷壁结垢速率从速率从89g/m89g/m2 2.a.

41、a降到降到10g/m10g/m2 2.a.a，锅炉化学酸洗周，锅炉化学酸洗周期从每期从每3 3年延长至年延长至1010年以上。年以上。5 5 超临界、超超临界机组给水加氧处理水超临界、超超临界机组给水加氧处理水工况工况为争创国网公司创新型企业为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗建设标杆单位而奋斗39 （3 3）锅炉压差的上升速率降低了，从挥发处理工况转锅炉压差的上升速率降低了，从挥发处理工况转 化为加氧处理工况运行后，锅炉压差不但不再上升，反而化为加氧处理工况运行后，锅炉压差不但不再上升，反而有所降低。国华盘山电厂有所降低。国华盘山电厂2 2号机组在挥发处理工况运行的二号机组在挥发处理工

42、况运行的二年多时间里，锅炉压差从年多时间里，锅炉压差从4.4mpa4.4mpa上升至上升至7.6mpa7.6mpa；而在加氧；而在加氧处理工况运行半年后，锅炉压差从处理工况运行半年后，锅炉压差从7.6mpa7.6mpa降至降至6.1mpa6.1mpa；随；随着压差的下降，给水泵（汽泵）的转速也下降了，满负荷着压差的下降，给水泵（汽泵）的转速也下降了，满负荷下汽泵的转速从下汽泵的转速从4425r/min4425r/min下降至下降至4222r/min4222r/min，因此耗汽量，因此耗汽量也相应减少。石洞口二电厂也相应减少。石洞口二电厂2 2台超临界机组在挥发处理工况台超临界机组在挥发处理工况

43、运行时，每年锅炉压差上升约运行时，每年锅炉压差上升约0.5 mpa0.5 mpa，采用加氧处理后，采用加氧处理后，锅炉压差不上升了。锅炉压差不上升了。5 5 超临界、超超临界机组给水加氧处理水超临界、超超临界机组给水加氧处理水工况工况 为争创国网公司创新型企业为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗建设标杆单位而奋斗40 （4 4）机组凝结水精处理运行周期大幅度延长，机组凝结水精处理运行周期大幅度延长，石洞口二电厂的精处理运行周期从平均石洞口二电厂的精处理运行周期从平均7 7天延长天延长至至5050天，国华盘山电厂从天，国华盘山电厂从1515天延长至天延长至9090天。再生天。再生用酸碱量、

44、自用水率和树脂损耗量大幅度减少，用酸碱量、自用水率和树脂损耗量大幅度减少，相应精处理运行费用也降低了。相应精处理运行费用也降低了。5 5 超临界、超超临界机组给水加氧处理水超临界、超超临界机组给水加氧处理水工况工况 为争创国网公司创新型企业为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗建设标杆单位而奋斗41 6.1 6.1关键控制指标关键控制指标 超临界、超超临界机组化学监督的关键监测指超临界、超超临界机组化学监督的关键监测指标是标是phph、电导率、氢电导率、氧含量、氢含量和、电导率、氢电导率、氧含量、氢含量和钠含量，水质控制的关键在于凝结水精处理的出钠含量，水质控制的关键在于凝结水精处理的出水

45、水质控制，良好的出水水质除了与设计和设备水水质控制，良好的出水水质除了与设计和设备配置有关外，还与树脂、再生工艺、监测仪表的配置有关外，还与树脂、再生工艺、监测仪表的精度和设备运行水平等有关。精度和设备运行水平等有关。 腐蚀产物的控制指标主要是铁，应重视提高铁腐蚀产物的控制指标主要是铁，应重视提高铁样品取样的代表性和样品测量的准确性。样品取样的代表性和样品测量的准确性。6 6 超临界、超超临界机组的化学监督超临界、超超临界机组的化学监督为争创国网公司创新型企业为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗建设标杆单位而奋斗42 6.2 6.2 汽水取样点的设置和在线仪表的配置汽水取样点的设置和在线

46、仪表的配置 直流炉的水汽工况是从凝结水到主蒸汽一直流炉的水汽工况是从凝结水到主蒸汽一次完成，给水水质的好坏取决于凝结水精处理次完成，给水水质的好坏取决于凝结水精处理系统的出水水质，所以超临界机组的化学监督系统的出水水质，所以超临界机组的化学监督取样点的设置和在线仪表的配置应该充分考虑取样点的设置和在线仪表的配置应该充分考虑到上述特点。到上述特点。6 6 超临界、超超临界机组的化学监督超临界、超超临界机组的化学监督为争创国网公司创新型企业为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗建设标杆单位而奋斗43 为了密切监视金属材料发生高温氧化的状态为了密切监视金属材料发生高温氧化的状态，建议增加汽水分离

47、器蒸汽出口和再热器出口，建议增加汽水分离器蒸汽出口和再热器出口的取样点，并在汽水分离器蒸汽出口、主蒸汽的取样点，并在汽水分离器蒸汽出口、主蒸汽和再热器出口的取样点上安装氢表，通过监测和再热器出口的取样点上安装氢表，通过监测系统内不同取样点的氢气含量的变化来推测过系统内不同取样点的氢气含量的变化来推测过热器和再热器内金属材料发生高温氧化的状态热器和再热器内金属材料发生高温氧化的状态。 6 6 超临界、超超临界机组的化学监督超临界、超超临界机组的化学监督为争创国网公司创新型企业为争创国网公司创新型企业建设标杆单位而奋斗建设标杆单位而奋斗44 在线仪表的选型应做到仪表工作性能可靠，在线仪表的选型应做到仪表工作性能可靠，维护工作量小，受环境影响小，反映的状态直观、维护工作量小，受环境影响小，反映的状态直观、真实、明了。从保证机组正常运行的实际情况出真实、明了。从保证机组正常运行的实际情况出发，每台超临界机组配置如下表所示的取样点和发，每台超临界机组配置如下表所示的取样点和在线仪表，即可全面监测机组的汽水品质。在线仪表，即可全面监测机组的汽水品质。 6