给水和炉水处理课件.ppt
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- 给水 水处理 课件
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1、火电厂水处理人员火电厂水处理人员上岗取证培训上岗取证培训 锅炉给水处理 2010年年12月月第一节 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。第二节 影响热力系统金属腐蚀的主要因素(1)pH值;(2)流速;(3)温度;(4)水溶液的氧化还原电位;(5)溶解氧;(6)热
2、负荷;(7)应力;(8)水质;(9)金属材料本身。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腐蚀第四节 给水处理 1.给水处理的定义 给水处理是指向给水加入水处理药剂,改变水的成分及其化学特性,如pH值、氧化还原电位等,以降低给
3、水系统的各种金属的综合腐蚀速率。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
4、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。5.锅炉给水处理的三种方式 1)还原性全挥发处理是指锅炉给水加氨和还原剂(又称除氧剂,如联氨)的处理,英文为all-volatile treatment(reduction),简称AVT(R)。2)弱氧化性全挥发处理是指锅炉给水只加氨的处理,英文为all-volatile treatment(oxidation),简称AVT(O)。3)加氧处理是指锅炉给水加氧的处理,英文为oxygenated treatment,简称OT。6.AVT(R)、A
5、VT(O)和和OT的原理的原理 6.1 抑制一般性腐蚀抑制一般性腐蚀 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-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-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
6、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选择给水处理方式的原则 1(1)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)。7.选择给水处理方式的原则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选择给水处理方式的原则 3(3)根
7、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。9.给水水质监督及劣化处理 给水氢电导、pH值和溶解氧是影响锅炉腐蚀的主要因素,必须使用在线仪表连续监测。铁、铜含量是对以上3项指标及给水处理方式的综合反应,可进行定期监测。硬度、含油量可根据具体情况进行间隔时间更长的监测。当给水水质劣化时,应迅速检查取样是否有代表性,化验结果的准确性,并综合分析系统中水汽质量的变化,确认无误后,采取措
8、施并进行必要的化学处理,执行三级处理原则。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;第五节第五节 给水处理标准宣贯给水处理标准宣贯 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30 直流锅炉600 MW及以上 发电3.国家标准、行业标准和国家标准、行业标准和
9、企业标准的区别企业标准的区别 形式上的区别:GB/T XXXXX(推荐性国标 GB XXXXX(强制性国标)DL/T XXXXX DL XXXX QXXX(企业标准)内容上的区别:GB/T 指标宽松 DL/T 指标应严于国标 QXXX 指标应严于行标4.DL/T 805.4 AVT(R)给水质量标给水质量标准及各指标的依据准及各指标的依据 1)氢电导率 标准中采用氢电导率而不用电导率,其理由是: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;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8.89.
10、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8.89.3。对于无铜系统,pH值定在9.09.6。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。3)溶解氧 热力除氧后水中的溶解氧浓度已经能够达到小于7g/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,7g/L的水平已经能够达到电力系统安全运行的要求。4)铁、铜 铁、铜
11、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1520g/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3g/L。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
12、。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弱氧化性全挥发处理AVT(O)给水质量标准及各指标的依据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(
13、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)氢电导率氢电导率 在较纯的水中,氧使钢铁表面生成致密的-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0.20.
14、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1080g/L,但最好控制在5070g/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30300g/L,但最好控制在50100g/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-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
15、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,100g/L Cl-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10g/L。第六节第六节 锅炉炉水处理锅炉炉水处理 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自然循环与汽包内部汽水分离装置
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