蒸汽氢电导超标,汽轮机酸腐蚀的问题分析及解决方案

蒸汽氢电导超标、汽轮机酸腐蚀的问题分析及解决方案大唐保定热电厂李亚静和防止阳树脂被过量氧化剂氧化的解决方案，结合不同工艺对两种滤料去除水中有机物的效果进展了现场试验争论。关键词：氢电导率低分子有机酸树脂分解酸性腐蚀活性炭引言锅炉蒸汽氢电导率是衡量热力系统水汽品质的重要指标，它可消退给水加氨处理时对电导率测量的影响，综合反映水汽质量的优劣；尤其当水汽系统阴离子含量特别时，通过氢电导率的测量能够准确反映锅炉水汽系统阴离子杂质含量的变化。蒸汽氢电导上升，预示着蒸汽样品中杂质含量增加，杂质假设在锅炉高热负荷区域析出成垢，便可引发垢下腐蚀；此外，当水汽中酸根离子，尤其是氯离子或某些低分子有机酸初凝水中氨含量较低，无法起到调整pH的作用，将导致初凝水pH降低，引发金属基体的酸性腐蚀。同时，在汽轮机蒸汽初凝区，由于蒸汽带水，水滴对叶片等部位的冲刷作用，更加快了腐蚀过程。由于产生机理一样，汽轮机低压缸部位的酸性腐蚀通常与氢电导率上升现象结伴消灭。本文针对大唐保定热电厂两台机组蒸汽氢电导率超标并发生汽轮机低压缸酸性腐蚀现象，对机组水汽系统进展了全面的查定分析，找到了蒸汽氢电导超标的缘由，并通过试验确定了解决方案。问题分析存在问题大唐保定热电厂#8#9锅炉为由东方锅炉股份引进美国福斯特－惠勒公司技术生产的国内首台DG450/9.81-1型循环流化床锅炉，配备上海汽轮机设计开发的型高压100MW等级系列CC100-8.83/1.98/0.196型双抽汽凝汽式汽轮机。锅炉给水加氨调pH值，辅以联氨除氧，炉水承受磷酸盐处理。补给水二级除盐，原水为保定市城市管网供地表水，预处理以亚硫酸钠除余氯并通过高效纤维球过滤器除浊。两台机组分别于2023年、2023年投产发电。投产后不久，觉察水、汽氢电导率超标〔>0.3μS/cm，最高曾到达0.μS/cm，平均为0.53μS/cm。此问题长期未能得到解决。在2023年4后的第一次大修中，揭缸检查觉察汽轮机低压缸最末二级叶片边缘消灭锯齿状水冲刷性酸腐蚀。缘由分析大唐保定热电厂#8、#9机组在投产初期，由于运行不稳定，在频繁启停过程中，蒸汽带水量偏高，加大了对低压缸的冲刷作用；另外，从汽机低压缸已发生酸性腐蚀的事实，疑心机组水汽中存在过量酸性物质，造成水汽品质下降、金属腐蚀，同时表现为氢电导超标。当机组正常运行时，炉水中杂质含量较低；但机组存在泄漏，或补给水品质下降，或有水处理树脂进入锅炉时，炉水中的杂质含量将急剧上升，使蒸汽中相应的离子携带量增加，造成蒸汽氢电导率超标；随着蒸汽在汽轮机内做功，温度及压力逐级降低，蒸汽中溶解杂质渐渐到达饱和而析出，杂质假设以盐型析出，则发生结垢；假设以酸型析出，便形成腐蚀，保定电厂#8、#9机组消灭的问题属于后者。查定思路降低炉水中酸性物质含量，是解决酸性腐蚀的最根本方法，这就要求明确炉内杂质的来源。通常水汽系统中的杂质来源不外乎两种：补给水带入或换热系统泄漏[1]。补给水质不合格将使原水中的杂质进入锅炉，包括各种离子、有机物、二氧化硅等；换热系统接触的冷却介质通常含有大量杂质，假设发生泄漏，冷却介质进入锅炉水汽系统，也将导致锅炉水质的大幅下降。由以上两种来源引起的炉水杂质增加，各自处理方法不尽一样。所以，必需首先确定水汽中的杂质来源，才能制定相应的解决方案。水质查定大唐保定热电厂#1~#7机组补给水水源与#8、#9机组不同，前者为#1除盐送出的除盐水，水源为地下水；后者为#2除盐送出的除盐水，水源为地表水。两套除盐系统独立运行，补给水系统由联络管连通。表120231025日联络门关闭后对#4机组和#8、#9机组水汽品质阴离子色谱分析与氢电导率测试结23为联络门开启后#1除盐送出的除盐水供#8机组补水，#2除盐送出的除盐水供#9机组补水TOC值测试结果。序号水样被测组分含量(单位:μ序号水样被测组分含量(单位:μg•L-1)氟离子乙酸根甲酸根氯离子硫酸根硝酸根磷酸根氢电导μS/cm14#分散水1.57.8／2.11.31.2／0.23724#给水8.717.6／12.72.7／／34#炉水37.135.9／101933.23.9453344#饱和蒸汽9.219.7／21.52.3／／58#分散水0.1020.0／0.030.890.17／0.56468#给水3.527.0／0.121.35／／0.56278#炉水286.3207.824.5720.73.2／702188#饱和蒸汽5.628.51.310.641.5／／0.64799#分散水0.5221.6／1.90.69／／0.41109#给水0.6759.3／1.71.3／／0.544119#炉水23.8233.831.4181.71.9／6433129#饱和蒸汽1.628.72.28.4/／／0.519序号水样被测组分含量(单位:μg序号水样被测组分含量(单位:μg•L-1)氟离子乙酸根甲酸根氯离子硫酸根硝酸根磷酸根氢电导μS/cm18#给水/4.7／1.2/0.6／0.21928#炉水14.3436.8/577.72.33.4432338#饱和蒸汽3.219.6/1.4/／／0.24349#给水/202.7／2.3/／／0.73659#炉水18.5704.2/220.821.24.5521269#饱和蒸汽3.4108.911.6/／／0.675水样名称氢电导率(μS/cm)检测工程水样名称氢电导率(μS/cm)检测工程TC TIC(μg•L-1) (μg•L-1)TOC#8饱和蒸汽0.26230428024#9饱和蒸汽0.77315351102#8给水0.269802951#9给水0.72922930196#9分散水0.50727560215#8炉水30026274#9炉水1936431893#10.1110095<10#20.1043327406#1除盐水”指以地下水为水源的除盐系统送出除盐水,“#2除盐水”指以地表水为水源的除盐系统送出除盐水；结果分析TOC较高是导致氢电导率超标的直接缘由由表中可知，#8#4#8、#9机组给水、饱和蒸汽品质，其无机阴离子含量差异不大，但补水为#2除盐水的#8、#9锅炉水、汽中乙酸根含量远高于以#1除盐水为补水的#4机组及以#1除盐水为补水时的#8TOC含量也明显偏高。由此确定：造成#8、#9机组蒸汽氢电导率超标及汽轮机初凝区的酸腐蚀的缘由与水汽介质中TOC含量有关，主要超标物质为乙酸根。地表水是除盐水中有机物的重要来源#1除盐水与#2TOCTOC含量高意味着有机物含量高。查阅水厂供水水质分析记录，地表水中CODMn

年均含量为1.2mg/L，现场实测离子交换器进水TOC1886μg/LTOC159μg/L的有机物水平，而#2除盐中未设针对有机物的去除工序，由此推断，城市管网供地表水可能是除盐水中有机物的主要来源。余氯含量高给树脂氧化造成可能现场亚硫酸钠除余氯装置运行不稳定，有时阳床入口余氯含量到达0.25mg/L，存在阳树脂被余氯破坏/650的有机物种类进展测定，结果显示：阳床出水中超过一半的有机物为具有芳香环构造的邻苯二甲酸二丁酯〔DB，它们主要来自原水；另有少局部为树脂交联剂二乙烯苯长链受到破坏的分解产物，其丰度占总有机物含量的10％5%，由此推断，阳树脂受余氯氧化降解是有机物的另一来源。由以上结果分析可知，#8、#9机组蒸汽氢电导超标及汽轮机酸腐蚀的根本缘由在于：城市管网供地[2]，并随蒸汽遍布锅炉水汽系统，造成蒸汽氢电导率上升及汽轮机酸腐蚀。因此，只有降低除盐水中的剩余有机物，才能使问题得到解决。补给水去除有机物及游离氯的试验争论由于地下水资源开采的限制，大唐保定热电厂不能以转变#8、#9补给水水源的途径解决氢电导超标及腐蚀问题。因此从现有实际状况动身，提高补给水水质，一方面应设法降低进入除盐设备的有机物含量，另一方面应避开阳树脂受到余氯的氧化破坏。由气质联用仪分析可知，水中绝大多数有机物为含苯环的疏水性有机物，分子量适中〔小于1000，对这类有机物的处理方法首选物理吸附法[3]这里选用在电厂水处理系统中应用最为广泛活性炭及近年来国内开发的丙烯酸系大孔强碱Ⅰ型有机物吸附树脂D730，对现场城市管网供水进展有机物吸附中试试验。通过初步试验，其结果显示活性炭吸附有机物的效果优于D730树脂。另外，由于活性炭能与水中余氯发生化学反响，可以起到除去余氯的作用，应选用活性炭进展不同工况下去除水中有机物的试验。活性炭去除有机物试验争论380mm，2023mm5根，分别装入活性炭、阳树脂、阴树脂、阴阳混脂；活性炭选用吸附效果较优的椰壳活性炭，进展如下试验。活性炭去除有机物效果试验活性炭装填高度为2200m〔两根柱串联使用，树脂装填高度1100m。以原水→活性炭过滤器→阳310m/h，分别监测各柱出水CODMnTOC的变化；出水12。OT1.00.80.60.40.2原水过滤器阳床阴床混床0原水过滤器阳床阴床混床10.90.8Lg0.7m0.6O10.90.8Lg0.7m0.6O0.5C0.40.30.20.101.81.6/ 1.4m1.23TOC1.459mg/LTOC含量到达0.248mg/L，由此得出活性炭对水中有机物的截留率约为83％；阳床出水有机物较过滤器出水略有上升，为树脂降解溶出少量有机物造成；水中局部有机物为阴树脂所吸附，阴床出水TOC含量0.05mg/L，混床TOC0.047mg/L，较未经活性碳过滤器时除盐水TOC〔0.406mg/L〕88%，说明活性炭去除有机物的效果是比较抱负的。90809080％706050截30有207m/h10m/h20m/h100在活性炭填充高度1100mm条件下，以原水→活性炭过滤器→7m/hCODMn

TOC，3。从图中看出，低流速对于活性炭吸附有机物较为有利。在7m/h流速下的有机物去除率较10m/h时提高1720m/h时提高37％，因此使用活性炭过滤器去除水中有机物时，其运行流速越低，吸附8～10m/h活性炭装填高度对有机物去除效果的影响试验争论以原水通过活性碳过滤器，调整流速10m/h，从不同填充高度TOC4。1.81.61.4/1.2m1.81.61.4/1.2mO1T0.8水0.60.40.20750MM1100MM1500MM1800MM2150MM4[4]

3200mg(CODMn

)/g(活性炭)

,填料过高时，〔数月以上内有机物的吸附主要发生在上层，下部的填料无法发挥吸附作用，却成为微生物生长的温床，形成有机物的又一来源。并且运行中压实的填料会造成过滤器反洗困难，给现场运行和维护造成诸多不41800mm～2023mm80%。活性炭去除游离氯的试验在酸性或中性条件下，余氯主要以次氯酸形式存在，活性炭可将其复原为氯离子，反响式为：Cl＋HO→HOCl＋HCl2 2HOCl＋C→CO＋HCl或2HOCl＋C→CO2

＋2HCl0.56mg/L1100mm10m/h，连续监测48小时，过滤器出水余氯几乎为零，由此断定活性炭去除余氯的效果是良好的。结论城市管网供地表水中携带的局部有机物和阳树脂受其水中余氯氧化降解产物而随除盐水进入炉内，是造成机组蒸汽氢电导超标及设备腐蚀的主要缘由。活性炭过滤器对其原水中有机物的去除率能到达83TOC含量降低至以下，且能使水中余氯得到较为彻底去除。因此，添加活性炭过滤器可使问题得到较好的解决。建议承受以下方案对原系统进展改造：原水→活性炭过滤器→阳床→除碳器→阴床→混床→除盐水。同时，保证活性炭填料高度1800mm～2023mm，运行流速8～10m/h，这种设计既可去除原水中游离氯，又能够保证水中绝大局部有机物被过