影响电厂锅炉水汽氢电导率的因素分析

1、影响电厂锅炉水汽氢电导率的因素分析第28卷第1期2012年2月石油化工技术与经济Technology&EconomicsinPetrochemicals影响电厂锅炉水汽氢电导率的因素分析言涛口(中国石化上海石油化工股份有限公司热电部,200540)摘要:对上海石化热电部6号锅炉水汽系统氢电导率超标原因进行了分析.在对该锅炉水汽系统阴离子,总有机碳,可溶性气体进行分析的基础上,得出锅炉水汽系统总有机碳质量浓度偏大是导致该锅炉水汽系统氢电导率超标的主要原因,并针对该原因提出了解决方案.关键词:锅炉氢电导率总有机碳水处理文章编号:16741099(2012)01-0045一o4中图分

2、类号:TQ085+.1文献标识码:A锅炉水汽系统氢电导率(CC)是衡量热力系统水汽品质的重要指标,它能够准确反映锅炉水汽系统中阴离子杂质质量浓度的变化.当氢电导率上升时,预示着蒸汽中杂质的质量浓度增加,杂质若在锅炉高热负荷区域析出成垢,便可引发垢下腐蚀.当水汽中酸根离子尤其是氯离子或某些低分子有机酸根的质量浓度较高时,由于碱化剂氨的分配系数远高于酸根离子,在汽轮机低压缸初凝区,氨主要分配于汽相,初凝水中氨质量浓度较低而无法起到调节pH的作用,这将导致初凝水pH降低而引发金属基体的酸性腐蚀.同时,在汽轮机蒸汽初凝区,由蒸汽中的水滴对叶片等部位的冲刷作用更加快了腐蚀过程¨J.上海石化股份

3、有限公司热电部(以下简称电厂)6号锅炉是与100MW汽轮发电机配套的一台汽包锅炉.锅炉额定蒸发量为620t/h,主蒸汽压力9.8MPa,汽包工作压力为10.8MPa,汽包内设有涡轮汽水分离器以及蒸汽清洗装置.锅炉给水采用加氨调pH值并辅以联氨除氧,炉水采用磷酸盐一氢氧化钠联合处理来控制炉水pH值,锅炉补给水采用二级除盐.6号锅炉于2005年初正式投入运行,2010年底进行大修,大修结束投入运行后,在2011年下半年进行热化学试验时发现水汽系统氢电导率超标现象比较普遍,锅炉给水,饱和蒸汽,过热蒸汽以及凝结水的氢电导率实测平均数据结果分别为1.19,1.07,1.O1,0.63ls/cm,而根据国

4、家标准GB/T121452008(火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量,此4项指标上限值分别为0.30,0.15,0.15,0.3ixs/cm.6号炉整个水汽系统的氢电导率均远远超过国标的规定值,锅炉整个受热面存在腐蚀隐患,同时过热蒸汽氢导超标也会对汽轮机叶片的腐蚀带来影响.1原因分析1.1水汽中阴离子的影响实践生产中,氢电导率测量是被测水样经过氢型阳离子交换树脂,将阳离子去除,水样中仅留下阴离子(如cl一,sO一,PO一,NO;,HCO一和F一)和相应的氢离子,而水中的氢氧根离子则与氢离子中和消耗掉,不在电导中反映.因此测量氢电导率可直接反映水中杂质阴离子的总量.锅炉水汽中,阴离子质量浓度越高

5、,氢电导率越大,同时对热力设备的腐蚀和危害程度也越大.图1表示的是水汽样品中cl一,SO一质量浓度与氢电导率的影响关系.?一CF:?一so图1阴离子质量浓度对氢电导率的影响可以看出,随着阴离子质量浓度的升高,收稿日期:20111227.作者简介:言涛,男,1979出生,长沙理工大学应用化学专业本科毕业,工表1所示.表1水汽系统阴离子质量浓度检测结果项目给水饱和蒸汽过热蒸汽凝结水氢电导(tLS?cm)1.191.071.Olo.63cl一质量浓度/(i.zg?L)0.580.330.430.32s0i一质量浓度/(I.Lg?L)0.080.100.110.12从表1中可以看出,电厂6号炉给水,饱

6、和蒸汽,过热蒸汽,凝结水中阴离子质量浓度均较低,S0卜和Cl一的质量浓度都在01I.zg/L范围内,结合图1中给出的关系,其对氢电导率的影响几乎可以忽略不计,也就表明阴离子质量浓度不是造成6号炉水汽系统中氢电导率升高的主要原因.1.2水汽中总有机碳(TOC)影响TOC是综合反映水汽中有机物质量浓度的指标.有机物在热力设备高温,高压的条件下,会逐渐分解产生低分子的有机物(HCOOH,CHCOOH)和二氧化碳,并与水汽中的氨反应生成HCOONH4,CH3COONH4,(NH4)2CO3等.当含有低分子有机物的水汽样品经过氢型强酸阳离子交换树脂时,会发生下述反应:HCOONH4+RHRNH4+HCO

7、OHCH3COONH4+RHRNH4+CH3COOH(NH4)2CO3+2RH-2RNH4+H2CO3根据反应的结果,表明水汽样品中总有机碳质量浓度越高,氢电导率越大,同时对热力设备的腐蚀和危害程度也越大J.针对有机物质量浓度,国标仅对亚临界机组补给水TOC(<d00L),给水TOC(<200L)设置了参考值,其他机构的规定和建议包括:VGBMerkblattM418Le规定的补给水TOC<200L;INPO88021规定的补给水TOC100oe,/L;EPRI规定的补给水TOC400L;以及GE公司的GEK72281C规定的蒸汽TOC100L.参照这

8、些规定,可以得出一个基本的结论,国际上对锅炉补给水的TOC质量浓度的规定值最高不超过400L.因此,可以根据这一指标来衡量电厂的6号炉.在对该炉水汽样品中的总有机碳质量浓度进行了测定后,结果如表2所示.表2水汽系统TOC质量浓度检测结果项目给水饱和蒸汽过热蒸汽凝结水氢电导(s?cm)1.191.071.Olo.63TOC/(Ixg?L)630527506613从表2得出,电厂6号炉水汽系统中TOC质量浓度都处于500g/L以上,远远高出规定值.这就表明该台锅炉水汽系统中较高的有机物是导致其氢电导率偏高的主要原因之一.1.3水汽中可溶性气体二氧化碳的影响电厂锅炉水汽系统中的可溶性气体主要是二氧化

9、碳和氧气,其中二氧化碳会与水汽中的氨反应生成(NH)CO,其对氢电导率的测量影响很大.二氧化碳的主要来源一方面是随机组补充水带入,从凝汽器负压系统中漏人,另一方面是有机物在高温高压下的分解产生.机组补给水经过除碳器的处理,大部分二氧化碳被去除,炉6凝汽器泄漏的几率也相对较低,因此主要来源是有机物的分解.水汽系统中二氧化碳的质量浓度与氢电导率之间也存在以下的关系,见图2.0I暑-tV料加确图2二氧化碳物质的量浓度对氢电导率的影响从图2可见,水汽中二氧化碳质量浓度对氢电导率的影响值是比较大的.为了验证电厂炉6水汽系统中二氧化碳对氢电导率的实际影响到底有多大,技术人员专门做了脱气氢导试验,测试结果见

10、表3.由表3中可见,炉6水汽系统在脱除二氧化碳气体后的氢电导率有明显下降,说明水汽系第1期(2012)言涛.影响电厂锅炉水汽氢电导率的因素分析统中含有丰富的二氧化碳气体,这些二氧化碳气体也是导致水汽系统氢电导率偏高的主要原因之一.而二氧化碳气体的主要来源也是水汽中的有机物分解带来,因此炉6水汽系统氢电导率超标根本原因就是水汽中TOC质量浓度过高.表3水汽系统脱气氢导试验检测结果Is/cm2解决方案2.1水汽中TOC质量浓度超标原因上海石化自备电厂承担着重要的供热任务,供热量常年保持在1kt/h以上,锅炉补水量很大,所以补给水水质直接决定了锅炉的水汽品质.也就是说,电厂6号炉水汽系统中TOC质量

11、浓度超标的原因就是锅炉的补给水中TOC质量浓度过高,补给水系统TOC,无机碳(Ic)和总碳(TC)分析结果见表4.表4化学补给水中TOC质量浓度检测结果g/L从表4针对电厂化学补给水系统TOC测试结果来看,原水TOC质量浓度高达4.65mg/L(即阳床进水),而电厂对原水预处理又无法控制且补给水处理工艺相对陈旧,无去除有机物工艺设备,单靠离子交换难以有效去除有机物,导致补给水TOC质量浓度明显偏高.机组在供热工况下,高补水率运行,使得高有机物质量浓度的补给水进入热力系统,直接影响热力系统水汽,这也是机组热力系统水汽TOC质量浓度偏高的症结所在.2.2水汽中ToC物质处理方案我们知道,水中绝大多

12、数有机物为含苯环的疏水性有机物,相对分子质量适中(小于1000),对这类有机物的处理方法首选物理吸附法.我们选用在电厂水处理系统中应用最广泛的活性炭对原水进行有机物吸附的试验.试验时,让原水依次经过活性炭过滤器,阳床,阴床,混床方式运行3个除盐周期,分别监测TOC质量浓度平均值的变化情况,如图3所示.O.80.7O.6誉0.5蠢0?40.3寒0.2o.10原水过滤器I蝈床阴床混床图3TOC质量浓度变化情况原水TOC质量浓度为0.78mg/L,经活性炭过滤器后,出水TOC质量浓度达到0.15mg/L,由此得出活性炭对水中有机物的截留率约为81%;经阳床后出水TOC质量浓度略有升高,这是由于树脂降

13、解溶出少量有机物造成的;经阴床后水中部分有机物为阴树脂所吸附,出水TOC质量浓度为0.05mg/L;经混床后为0.047mg/L.试验表明,原水经活性炭过滤器,阳床,阴床,混床方式运行3个除盐周期后,出水TOC质量浓度大大降低,表明活性炭去除有机物的效果是比较理想的.2.3控制锅炉炉水pI-I值高限运行锅炉蒸汽氢电导率是衡量热力系统水汽品质的重要指标,它能够准确反映锅炉水汽系统阴离子杂质质量浓度的变化,当氢电导率上升时,预示着蒸汽中杂质质量浓度增加,杂质若在锅炉高热负荷区域析出成垢,便可引发垢下腐蚀.当水汽中酸根离子,包括某些低分子有机酸根质量浓度较高时,将引发金属基体的酸性腐蚀.因此,目前应

14、将炉水pH值尽量控制在高限运行,将原水水质有机物对水汽系统的影响降至最低.3结论锅炉水汽系统的氢电导率监督指标是综合反映热力系统水汽品质的重要指标,氢电导率越大,表明水汽对热力设备的腐蚀和危害程度也越大.通过对上海石化热电部6号炉水汽品质的综合分析,找到了影响氢电导率超标的主要原因,即水汽石油化工技术与经济Technology&EconomicsinPetrochemicals第28卷第1期2012年2月系统中TOC质量浓度超标.针对这个原因,提出参考文献寰譬:在原掌翼床前加等活冀王杏卿.热力设备的腐蚀与防护M¨E京:水利电力出版炭过滤器来去除有机物;一是控制锅炉炉水

15、pH值社.1988.在高限运行,降低水汽中酸根离子的质量浓度.2冯敏.现代水处理技术M.北京:化学工业出版社通过这两点方法,可将原水水质有机物对水汽系.2806.统的影响降至最低.AnalysisontheFactorsAffectingHydrogenConductivityofVaporSysteminBoilerofPowerPlantranTao(ThermalPowerDivision,SINOPECShanghaiPetrochemicalCo.,Ltd.200540)ABSTRACTThecausesforoverstandardofhydrogenconductivityofv

16、aporsystemin6boilerofThermalPowerDivisionofSINOPECShanghaiPetrochemicalCompanyLimitedwereanalyzed.Basedonanalysisofanions,totalorganiccarbonandsolublegasofthevaporsysteminthisboiler,thispaperconcludedthatexcessivemolarconcentrationoftotalorganiccarboninthevaporsystemofboilerwasmaincauseofoverstandar

17、dofhydrogenconductivity.Countermeasureswereraisedtosolvethisproblem.Keywords:boiler,hydrogenconductivity,totalorganiccarbon,watertreatment新型高效聚氨酸增效肥料开发成功中国科学院沈阳应用生态研究所利用生物工程技术研发的聚氨酸类长效缓释剂是经过精致提纯后获得具有活性的有机高分子聚合物,是一种新型,环保的生物型化肥增效剂,是专用于生产聚氨酸类肥料的技术产品.辽宁元亨生物科技有限公司与中国农业科学院土壤肥料研究所,中国科学院沈阳应用生态研究所合作,采用聚氨酸类长效缓释剂,已成功开发了聚氨酸增效肥料,日前该肥料顺利通过科技成果鉴定.专家一致认为,研制聚氨酸增效肥料符合国家循环经济和可持续发展的要求,其应用是肥料减施增效的重要措施之一.该项目选题准确,技术路线可行,数据可靠,该成果达到了国内领先水平,建议扩大生产规模,加大推广应用面积,提高经济和社会效益.聚氨酸富含多种氨基酸,是微生物发酵过程中的高活性有机分子聚合物,含带有负电荷的离子,并经过精致提纯,可以快速分解和吸引土壤中的养分,具有超强亲水性和保水能力,在作物根部形成高浓度的养分环境,从而有效促进作物根系发育和加快养分吸收和转化,促进作物高产丰收