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2014年集团公司科技成果推广 大容量锅炉给水加氧技术 推广资料

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1 2014年集团公司科技成果推广 大容量锅炉给水加氧技术 推广资料
科技信息部 2014年7月

2 成果说明: 本成果是根据集团公司系统内大唐国际潮州发电公司、大唐国际宁德发电公司、浙江大唐乌沙山发电有限责任公司、大唐南京发电厂、三门峡华阳发电有限责任公司、大唐科技产业集团公司等单位的实际使用和工程建设经验整理而来。 成果的整理过程中得到上述单位的大力支持,在此一并致谢!

3 主要起草人:吴仕宏 郝 振 侯红星 孙 娇 于 汀 高玉春 潘振波
主要起草人:吴仕宏 郝 振 侯红星 孙 娇 于 汀 高玉春 潘振波

4 主要内容 一 成果名称. 二 推广范围. 三 国内外和集团公司先期使用情况. 四 效益测算. 五 关键设备或技术. 六 技术原理
主要内容   一 成果名称 二 推广范围 三 国内外和集团公司先期使用情况 四 效益测算 五 关键设备或技术 六 技术原理 七 推广方案 八 其它注意事项 九 适用标准

5 一 成果名称 大容量机组锅炉给水加氧技术 二 推广范围 建议在集团公司超临界及以上参数等级机组直流炉推广使用。
一 成果名称 大容量机组锅炉给水加氧技术 二 推广范围 建议在集团公司超临界及以上参数等级机组直流炉推广使用。

6 三 国内外和集团公司先期使用情况 加氧工况的由来:给水加氨、加氧联合处理(简称为CWT,以下相同)是由原来给水加氧处理(OT)的基础上发展起来的一种新的给水处理技术。

7 三 国内外和集团公司先期使用情况 在德国的应用:在七十年代初,西德在中性给水中加入过氧化氢,后又改为加入氧气,使给给水中的溶氧含量保持在100~300μg/L之间,在金属表面形成一种特定的氧化膜,从而起到防腐蚀的作用。当时称此种水处理工艺为中性水处理。后来发现此方法有缺点,主要是水的缓冲性很弱,水中微量二氧化碳及其它的酸性物质会引起金属侵蚀,于是便逐渐发展成为加入少量氨和氧的联合处理工艺。

8 三 国内外和集团公司先期使用情况 在苏俄的应用:在1977年,前苏联已在超临界直流炉中加入过氧化氢,进行中性处理。到1983年又开始研究在加入氧化剂的同时,加入氨的试验。据报导,前苏联到1992年,大约已有80%的超临界机组采用联合处理或中性处理。

9 三 国内外和集团公司先期使用情况 其他国家应用情况:日本在1980年代末就开始进行加氧的试验。直至1989年才开始在电厂中应用。美国对此方法功效的认识是较晚的,直至1991年才开始试用,但后来发展得较快。除上述国家外,此方法还在意大利、丹麦、荷兰、韩国等国家得到采用。

10 三 国内外和集团公司先期使用情况 我国的早期应用:我国从1988年首次在望亭亚临界燃油直流锅炉机组上成功地进行了CWT的工业试验,取得了令人满意的结果。后来又分别在黄埔亚临界燃煤直流锅炉机组和石洞口二厂、南京电厂和营口电厂超临界燃煤直流锅炉机组取得了应用CWT成功运行的结果。据报导,到2000年为止,世界已有83%以上的直流炉和5%以上的汽包炉改为加氧处理。我国2001年北仑电厂和扬州二电厂600M亚临界汽包炉完成了给水处理由AVT向CWT的转换,取得了良好的结果。

11 三 国内外和集团公司先期使用情况 集团公司从2007年起,即有超临界以上等级参数直流炉使用该技术。最早是大唐国际潮州发电有限责任公司的1、2号机组,在2007年10月实施了加氧转换。随后,宁德3、4号机(2008年2月)、乌沙山1、2、3、4号机(2008年6月、2008年6月、2011年7月、2010年12月)、三门峡3、4号机(2009年4月、2010年7月)、南京1、2号机(2011年12月、2012年4月)均先后应用了该技术,取得了非常好的效果。

12 三 国内外和集团公司先期使用情况 集团公司具体使用情况如下: (一) 工艺分类 集团内采用的加氧处理工艺可分为两种:一是联合处理(CWT)工艺,另一是低氧处理工艺。两种工艺主要区别在于给水氧浓度的控制范围有明显不同。其中潮州、宁德、乌沙山1、3、4号机采用加氨、氧联合处理(CWT)工艺,给水氧浓度控制在30-150μg/L;而南京、三门峡、乌沙山2号机组采用低氧处理工艺,给水氧浓度控制在5-50μg/L。详见附表一

13 三 国内外和集团公司先期使用情况 附表一 集团内锅炉给水加氧处理工艺应用汇总表
三 国内外和集团公司先期使用情况 附表一 集团内锅炉给水加氧处理工艺应用汇总表 厂名 机组编号 机组参数 (MW) 投运 时间 酸洗 加氧 点数 处理 形式 主要控制参数 给水氧 μg/L 给水电导 (25℃) μS/cm 给水pH 过热 器氧 1 超临界直流炉,600 2 cwt 30-150 ≤0.15 3 超超临界直流炉,1000 4 06.4.1 06.1 06.7.9 06.4 20-35 分离器氧≤5 定向氧化(DOT) 11.5 11.7.7 10.10 给水 电导 超超临界直流炉,660 2010.8 2011.9 本质安全型(OT) 5-50 ≤0.10 超临界直流炉,600MW 2006.8 加氧(OT) 30-50 <0.15 不控制 2010.6

14 三 国内外和集团公司先期使用情况 集团公司具体使用情况如下: (二) 投资成本分析 五个电厂14台机组,除三门峡两台机组在转换前进行了锅炉酸洗外,其余均未进行。投资成本分析综合考虑两种工艺形式,对五家电厂投资情况进行综合比较后,得出具体情况(建议值)。见附表2

15 附表2:投资成本分析表 序号 项 目 名 称 费用估算 (万元/台) 备 注 1 酸洗费用 <60
备 注 1 酸洗费用 <60 运行机组且水冷壁垢量>150g/m2,新建机组无此项 2 加氧装置改造 <40 3 技术服务费 <30 4 运行消耗费 <7/年 附表2:投资成本分析表

16 三 国内外和集团公司先期使用情况 (三) 运行效果分析 台机组采用加氧处理工艺以来,炉管沉积率明显下降,锅炉运行压差也下降,机组运行稳定,锅炉酸洗周期延长。下表统计了五个厂采用加氧处理前后炉管沉积率的变化。

17 三 国内外和集团公司先期使用情况 附表3 加氧处理工艺实施前后的炉管沉积率变化表 沉积率单位:g/(m2﹒a)
附表3 加氧处理工艺实施前后的炉管沉积率变化表 沉积率单位:g/(m2﹒a) 三 国内外和集团公司先期使用情况 附表3 加氧处理工艺实施前后的炉管沉积率变化表 沉积率单位:g/(m2﹒a) 厂名 机组 加氧前 加氧后 潮州 1 27.13 宁德 3 28.52 2 22.15 4 52.70 35.79 南京 4.42 103.51 59.38 三门峡 40.5 85.6 75.0 27.9

18 三 国内外和集团公司先期使用情况 (三) 运行效果分析 采用加氧处理工艺后,给水含铁量小,炉管沉积率低,机组运行稳定,酸洗周期延长,这些非常明显的安全与经济效益是无法用具体的费用来计量的。但采用加氧处理后,由于停加联胺,少加氨水,加之凝结水精处理制水周期加长,再生酸碱用量大幅减少,这些直接的经济效益非常可观。下表就是各厂统计出的采用加氧处理后的直接经济效益。

19 三 国内外和集团公司先期使用情况 (三) 运行效果分析 附表4 采用加氧处理后的直接经济效益 单位:万元/年
三 国内外和集团公司先期使用情况 (三) 运行效果分析 附表4 采用加氧处理后的直接经济效益 单位:万元/年 厂名 机组 给水加药节约费用 精处理再生节约费用 潮州 1 223 宁德 3 66 112.32 2 4 265 南京 ~100 乌沙山 205 三门峡 38 56 165

20 四 效益测算 加氧处理工艺是优良的水处理工艺,应用前景非常看好,此工艺的推广使用,必将给集团带来良好的安全、经济、社会效益。
四 效益测算 加氧处理工艺是优良的水处理工艺,应用前景非常看好,此工艺的推广使用,必将给集团带来良好的安全、经济、社会效益。

21 四 效益测算 (一)安全方面: 首先,采用加氧处理工艺后,流动加速腐蚀速度降低,锅炉设备使用寿命延长,“四管”爆漏率降低;其次,给水含铁量减小,炉管结垢速度变慢,沉积率降低,锅炉运行压差下降;再次,实施加氧处理后,停用了被认为可致癌的联胺,降低了人员风险。

22 四 效益测算 (二)经济方面: 目前集团公司共有符合改造条件的机组39台,除已实施的14台外,尚有25台600MW等级机组具备改造条件。从上述经济分析不难看出,实施加氧处理工艺后,600MW等级机组年节约费用约为200万元/台。那么实施改造后,整个集团年节约费用约为5000万元。

23 四 效益测算 (三)社会效益: 首先,采用加氧处理工艺后,炉管结垢速度变慢,沉积率降低,使酸洗周期数倍延长,降低了废酸液处理的难度和处理的风险;其次,实施加氧处理后,凝结水精处理制水周期加长,既减少了再生酸碱用量,又减少了酸碱废液的排放,利于环境保护。

24 五 关键设备或技术 加氧处理工艺的推广,需要关注以下关键点 1 、机组除凝汽器管外,水汽循环系统设备必须全为钢制原件; 2 、锅炉水冷壁管内的结垢量推荐小于200g/m2,否则应进行酸洗;(加氧导则要求不大于250g/m2,) 3 、精处理系统必须保证能够100%投入; 4 、必须安装高精度的加氧控制设备,并调试完成; 5 、在线化学仪表必须齐全,并能确保数据及时、准确

25 六 技术原理 传统给水全挥发处理AVT(R)处理的原理是尽可能降低给水的含氧量并加入氨提高水汽系统的pH值,同时加入联氨除去给水剩余的氧,使水汽系统处于还原性条件下。给水全挥发处理AVT(R)处理时,碳钢表面形成磁性四氧化三铁保护膜,该保护膜在高温水中有较高的溶解度,使碳钢制高压加热器、给水管、省煤器以及疏水系统等容易发生流动加速腐蚀,给水、疏水的含铁量一般较高,由此带来锅炉受热面结垢速率偏高、锅炉化学清洗周期缩短等问题。

26 六 技术原理 提高水汽系统的pH值至9.5左右,能够在一定的程度上降低碳钢的腐蚀和给水铁含量。此时凝结水含氨量大约在800µg/L~1000µg/L。但如此一来会明显缩短凝结水精处理的运行周期,精处理混床再生频繁,再生剂的消耗量、再生自用水量及废水排放量等会大大提高。甚至可能带来当2台机组共用再生系统时,再生系统连续运行仍不能及时再生失效树脂的情况。

27 六 技术原理 给水不加联氨的全挥发工况AVT(O)处理时,凝结水漏入的少量氧使给水系统处于弱的氧化状态,给水系统的流动加速腐蚀现象得到一定程度的抑制。但疏水系统的铁含量仍然相对较高,精处理混床的运行周期短的问题也仍然存在。根据国内外有关电厂的运行经验,给水加氧处理是解决以上问题的有效方式。

28 六 技术原理 锅炉给水加氧处理技术的原理是:当水的纯度达到一定要求后(一般氢电导率小于0
六 技术原理 锅炉给水加氧处理技术的原理是:当水的纯度达到一定要求后(一般氢电导率小于0.15μS/cm),一定浓度的氧不但不会造成碳钢的腐蚀,反而能使碳钢表面形成均匀致密的三氧化二铁+磁性四氧化三铁双层结构的保护膜,从而抑制碳钢制高压加热器、给水管、省煤器以及疏水系统等流动加速腐蚀。

29 六 技术原理 附图是碳钢在纯水中的pH-电位图,AVT处理时碳钢电位一般磁性四氧化三铁钝化区,加氧处理使金属表面发生极化或使金属的电位达到钝化电位,在金属表面生成致密而稳定的保护性氧化铁膜。附图 碳钢在纯水中的pH-电位图

30 六 技术原理 从图中可清楚地看到,金属或其氧化产物的(10-6mol/L)等溶解度线把电位-pH平衡图划分为腐蚀区和非腐蚀区。 图中线④、线⑦、线⑧以左和线⑤以上的区域,线⑨、线⑥以右的三角区域里,处于热力学上稳定的物质是溶液中的Fe3+、Fe2+及HFeO2-等可溶性物质。因此,若铁-水溶液体系的电位和pH在这两个区域范围内,铁会被溶解。

31 六 技术原理 图中金属非腐蚀区可分为两类:其中一类区域,如线⑤、线②、线⑥以下区域,铁本身是热力学上稳定的固态物质。在这个区域的电位和pH条件下,即使金属表面暴露在溶液中,也不会发生腐蚀,因而这个区域被称为金属的免蚀区或稳定区。

32 六 技术原理 另一类区域,如线⑦、线③、线②、线⑨以上和线④以右的区域内,热力学上处于稳定态的固体不是铁本身,而是它的化合物,如Fe3O4、Fe2O3、Fe(OH)2等。这一区域,金属趋向于被其化合物所覆盖。由于覆盖在金属表面上的金属氧化物、氢氧化物或者不溶性盐类的保护作用,金属的溶解受到阻滞,因而金属的腐蚀速度降得很低,这一区域被称为钝化区。

33 六 技术原理 金属在这一区域是否不受腐蚀,不单纯决定于金属生成的固体化合物的热力学稳定性,还与这些化合物是否能在金属表面上生成粘附性好、无孔隙、连续的膜有关。若能生成这样的膜,可防止金属本身与溶液间的接触,则保护作用是完全的;若生成的膜是多孔性的,则保护作用就可能不完全。所以钝化作用并不一定意味着完全不发生腐蚀。

34 六 技术原理 金属表面氧化膜层要能起保护作用,必须具备下面两个条件: ①氧化物层必须是难溶的,无裂缝和无孔的。金属氧化成氧化物的速度,即金属的溶出速度要小,不致于因此影响到机组的使用寿命。 ②若因运行中的机械或化学原因,损坏了氧化膜层,则必须有修复这些损坏部位膜的条件和能力。

35 六 技术原理 碳钢表面形成的表面保护膜(氧化物层、钝化层)的成分和结构,受碳钢在水中的电位的影响,还受水溶液中的pH值和阴离子种类的影响。因此,全挥发处理的给水或中性处理、联合处理的给水中,碳钢表面保护层是不同的。

36 六 技术原理 钝化膜的形成机理 AVT处理时,在纯水中与水接触的金属表面覆盖的铁氧化物层主要是Fe3O4。该膜在高温纯水中具有一定的溶解性。 在CWT加氧方式下,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Fe3O4层。而由Fe3O4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(Fe2O3),沉积在Fe3O4层的微孔或颗粒的空隙中,使金属表面形成致密的“双层保护膜”,

37 六 技术原理 钝化膜的形成机理 Fe3O4层上的Fe2O3,决定CWT加氧处理法和AVT处理法所形成的保护层的本质区别。在Fe3O4膜有裂纹(例如,由压应力造成的)的地方,就可实现裂纹自发氧化愈合,愈合速度取决于加氧量的多少。

38 六 技术原理 钝化膜的形成机理 在铁和Fe3O4膜分界面上,由于缺乏氧化反应所需的氧,因而未能出现生成Fe2O3所必需的氧化电位。Fe3O4在与铁素体的分界面上保持稳定的整体相。

39 六 技术原理 钝化膜的形成机理 铜的氧化膜 氧化铜溶解度最低的pH范围在8~9。低压加热器为铜合金管时,给水pH值的下限不应低于8
六 技术原理 钝化膜的形成机理 铜的氧化膜 氧化铜溶解度最低的pH范围在8~9。低压加热器为铜合金管时,给水pH值的下限不应低于8.6。在AVT工况还原性条件下,铜合金表面生成良好的氧化亚铜膜,给水中的铜含量很低,约3~5µg/L 。

40 六 技术原理 钝化膜的形成机理 铜的氧化膜 在加氧条件下,铜合金表面生成双层结构的氧化膜,内层为氧化亚铜膜,外伸层为氧化铜膜。由于氧化铜的溶解度大于氧化亚铜,所以给水中的铜含量会有所增加。给水中的铜将沉积在锅炉受热面和汽轮机高压缸。这是有铜机组难于采用CWT技术的根本原因。

41 六 技术原理 给水加氧处理的优越性主要体现在以下几个方面: 1 、 给水系统和疏水系统的流动加速腐蚀现象得到抑制,热力系统腐蚀及腐蚀产物转移速率显著下降。 2 、 可以有效解决减温水调节阀、高加疏水调节阀以及水冷壁管节流孔的结垢堵塞问题。 3 、 锅炉受热面沉积速率显著降低,延长锅炉的清洗间隔时间。减少锅炉酸洗废液及树脂再生废液的排放,有利于环境保护。

42 六 技术原理 给水加氧处理的优越性主要体现在以下几个方面: 4 、锅炉压差降低,上升速度变慢。汽动给水泵转速降低、汽耗降低。 5 、减少给水加氨量,延长凝结水精处理混床氢型运行周期,减少树脂再生酸、碱耗和自用水量。

43 七 推广方案 (一)实施前的准备 1 、 热力系统材料状况调查。包括省煤器管、水冷壁管、过热器管、再热器管、汽轮机,以及高、低压加热器等设备部件的材料和腐蚀状态,阀门的阀座、密封环的材料和腐蚀状态。 2 、 结垢量检查。利用检修机会对锅炉省煤器及水冷壁沉积物量及成分进行检查,必要时进行化学清洗。 3 、 过热器和再热器氧化层检查。检查过热器和再热器高温氧化层厚度,掌握氧化皮剥落的情况,防止堵塞受热面弯头。 、

44 七 推广方案 (一)实施前的准备 4 、水质查定。对整个系统取样点的水质情况进行全面查定并作好记录。 5 、检查凝结水精处理系统是否完备可靠,能100%投入。 6 、检查在线化学仪表能否满足加氧处理工艺所要求的检测能力。 7 、化学试验室仪器、设备齐全,具有石墨炉原子吸收分光光度计(或紫外分光光度计),离子色谱仪、便携式溶解氧分析仪等检测设备。化验人员能够熟练操作上述仪表,。

45 七 推广方案 (二) 实施方案 1、给水加氧可采用二级加氧,第一级布置在凝结水处理设备出口母管,第二级布置在除氧器出口给水前置泵入口管;也可采用一级加氧,即只在凝结水处理设备出口母管布置加氧点。 2、加氧点均设在相应的取样点下游。 3、加氧系统由氧气瓶、汇流排、氧气流量控制设备和输送管线组成。氧气流量控制设备应选用成熟产品,其氧量控制精密度、调节性能应能满足自动连续定量加氧的需求。

46 七 推广方案 (二) 实施方案 4、氧气纯度要求99%以上,氧气瓶应便于搬运。氧气瓶与汇流排之间母管宜采用铜合金管或紫铜管,母管出口减压后宜采用不锈钢管;加氧流量控制柜同时具备手、自两种功能。为保证调节灵敏性,氧气输送支管管径不宜过大,内径以5mm-7mm为宜,壁厚可为1.5mm-2.5mm。 5、除氧器出口氧气输送支管(如有)应在除氧点附近分开至各给水前置泵入口加氧点,加氧点就地宜设两个耐压仪表针型阀或截止阀,不宜设止回阀。

47 七 推广方案 (三) 加氧转换条件 1 、 给水氢电导率小于0
七 推广方案 (三) 加氧转换条件 1 、 给水氢电导率小于0.15μS/cm; 2 、精处理系统100%投入; 3 、除凝汽器管外,水汽循环系统设备全为钢制原件; 4 、锅炉水冷壁管内的结垢量小于200g/m2;

48 七 推广方案 (三) 加氧转换条件 5 、在线化学仪表满足加氧处理工艺所要求的检测能力; 6 、加氧装置调试完成,备足机组额定负荷运行七天的氧气量。 7 、已停加联胺一月,期间加强了对给水和凝结水中溶解氧、含铁量及含铜量的检测,水质稳定。

49 七 推广方案 (四)加氧转换过程 1 、加氧可单独在凝结水处理出口母管的加氧点进行,也可在凝结水处理出口母管和除氧器出口的加氧点同时进行。 2 、加氧初始阶段控制除氧器入口和省煤器入口含氧量小于300µg/L,同时检测各取样点水样的氢电导率、含铁量,如果给水和蒸汽的氢电导率随氧的加入升高,但未超过0.5µs/cm,而且凝结水精处理出口的氢电导率变化不大,则保持给水中含氧量在300µg/L以下;若给水和蒸汽的氢电导率超过0.5µs/cm,则适当减小加氧量,以保持给水和蒸汽的氢电导率小于0.5µs/cm。

50 七 推广方案 (四)加氧转换过程 3 、保持除氧器排气门处于微开状态(精处理出口一点加氧应全关)。 4 、加氧初始阶段,当蒸汽中的溶氧达到30µg/L -150µg/L时,关闭高压加热器汽侧运行连续排气门,确保高压加热器疏水的含氧量维持在10µg/L -30µg/L。

51 七 推广方案 (四)加氧转换过程 6 、对于凝汽器没有使用铜管的系统,给水PH值可调整至9. 1-9
七 推广方案 (四)加氧转换过程 6 、对于凝汽器没有使用铜管的系统,给水PH值可调整至 ;对于凝汽器使用铜管的系统,PH值调整至 。

52 七 推广方案 (五)运行与监督 1 、机组启动后应根据GB/T12145的规定进行冷、热态冲洗,并尽快投运凝结水精处理设备;带负荷稳定运行后,在凝结水精处理出口母管氢电导率小于0.12µs/cm且省煤器入口氢电导率小于0.15µs/cm时方可加氧,最高不得超过150µg/L。 2、机组启动时打开高压加热器及除氧器排气门。加氧后关闭除氧器排气门至微开状态;关闭高压加热器排气门,监测其疏水含氧量应大于5µg/L,如关闭排气门影响到高压加热器换热效率时,可微开或定期开启连续排气门。

53 七 推广方案 (五)运行与监督 3 异常状况的处理 (1)水质恶化:凝结水电导率大于0
七 推广方案 (五)运行与监督 3 异常状况的处理 (1)水质恶化:凝结水电导率大于0.3µs/cm时,查找原因并按GB/T12145的要求采取三级处理。当凝结水精处理出口、除氧器入口的氢电导率大于0.12µs/cm,并且省煤器入口的氢电导率大于0.2µs/cm时,停止加氧并打开除氧器排气门和高压加热器向除氧器连续排气一、二次门。此时提高凝结水精处理出口加氨量,提高给水PH值至 ;待省煤器入口的氢电导率合格后,再恢复加氧处理工况。

54 七 推广方案 (五)运行与监督 3 异常状况的处理 (2)非计划停运:立即停止加氧,并打开除氧器排气门和高压加热器排气门。手动加大凝结水精处理出口的加氨量(必要时启动给水加氨泵向除氧器出口加氨),尽快将给水PH值提高至 。 (3)正常停运:提前4h停止加氧,并打开除氧器和高压加热器排气门。加大凝结水精处理出口氨加入量,以尽快提高给水PH值至 。

55 七 推广方案 (五)运行与监督 3 异常状况的处理 (4)中短期停机:停机前调整给水PH值至9. 3-9
七 推广方案 (五)运行与监督 3 异常状况的处理 (4)中短期停机:停机前调整给水PH值至 。如需放水,按照DL/T956的相关规定执行;如不放水,则锅炉充满PH值为 的除盐水。 (5)长期停机:停机前4小时停止加氧,停机后建立分离器回凝汽器的循环回路,旁路凝结水精处理设备,提高凝结水精处理出口加氨量,调整给水PH值至 。在锅炉压力为1.0MPa-2.4 Mpa时,打开锅炉受热面所有疏水门和空气门。加氧处理机组不能采用成膜胺保养。

56 八 其它注意事项 (一)重视人员准备 加氧处理工艺推广应用成功与否,除机组本身应具备的条件应满足外,人员的准备工作也很重要。电厂应对参加加氧处理工艺转换与实施的有关人员(包括集控运行人员、化学运行人员以及化学仪表的维护人员等)进行讲解和培训,使全厂参与人员了解加氧处理工艺实施的关键点。

57 八 其它注意事项 (二)加氧量的控制 实施锅炉给水加氧处理工艺,只要全热力系统水汽质量优良,给水氢电导率≤0. 15μS/cm(最好≤0
八 其它注意事项 (二)加氧量的控制 实施锅炉给水加氧处理工艺,只要全热力系统水汽质量优良,给水氢电导率≤0.15μS/cm(最好≤0.10μS/cm),在加氧量的控制上、加氨量(pH值控制)的调整上都可以根据机组的实际情况确定。就目前集团内几个厂的应用情况来看,加氧量控制的高或低,暂没有发现对加氧处理工艺效果有什么影响。集团内现有高氧量控制和低氧量控制的两种情况,将在今后实际推广应用中,逐步探讨加氧量控制的合理性。

58 八 其它注意事项 (三)实施时机的选择 新机最好在投运稳定后,6个月内实施给水加氧处理的转换;运行机组实施前应充分做好热力系统材料调查、锅炉“四管”垢量检查、过热器和再热器氧化层检查以及水质查定等工作。

59 八 其它注意事项 (四)氧化皮问题 我国自2006年第一台大机组(河南华能沁北)投产以来,连续发生了很多大机组因过热器、再热器氧化皮脱落堵管,进而造成爆管的事故。个别电厂在实施加氧转换期间,此问题暴露的尤为突出。那么,氧化皮的脱落堵管,和加氧处理有没有必然的联系?有没有办法抑制和杜绝呢?

60 八 其它注意事项 (四)氧化皮问题 1 氧化皮产生及脱落的根本原因 (1)纯净的水蒸汽在低温下是稳定和惰性的,但在400℃以上具有强氧化特性,在超过500℃条件下开始分解成氧和氢。对于钢铁而言,水蒸汽在500~700℃是最强的氧化剂。在500℃以上,钢铁材料单和水蒸气反应,就开始生成氧化层,在570℃以上,氧化层中增加FeO相,材料氧化的速度逐渐加快,在600℃~620℃之间,金属的氧化速度存在突变点,此时不锈钢的氧化层会迅速增厚,温度愈高,氧化层的生长速度愈快。

61 八 其它注意事项 (四)氧化皮问题 1 氧化皮产生及脱落的根本原因 (2)材料的高温抗氧化性能是材料抗烟气或者水蒸气腐蚀氧化的能力。不同材料的抗氧化性能不一样,同一材料的晶粒度和表面处理工艺不同,其抗氧化性能亦不同。细晶奥氏体不锈钢,或者进行表面镀铬、喷丸处理,都会提高材料的高温抗氧化性能。

62 八 其它注意事项 (四)氧化皮问题 1 氧化皮产生及脱落的根本原因 (3)碳钢和低合金钢与其管内氧化皮的膨胀系数很接近,但奥氏体不锈钢的膨胀系数比其管内氧化皮(尤其是Fe3O4)的膨胀系数大得多。在机组启停机等外壁较大幅度降温过程中或机组工况大幅变化时,管壁金属与氧化皮之间以及氧化皮各层之间因膨胀系数差异所产生的过大热应力是导致氧化皮发生剥落的最主要原因。

63 八 其它注意事项 (四)氧化皮问题 1 氧化皮产生及脱落的根本原因 (4)氧化皮越厚,温度变化越激烈,氧化皮剥落的倾向越大。统计表明,氧化皮一般容易在降温过程中发生剥落,在350℃附近发生剧烈剥落。在较高温度下剥落的氧化皮为片状,在较低的温度下剥落的氧化皮为粉状。氧化皮在升温过程中,在200~300℃时也会发生氧化皮的剥落,但剥离量比降温过程少。奥氏体不锈钢的氧化皮非常容易脱落,在温度变化和机械震动的条件下,即使较薄的氧化皮也会剥落。

64 八 其它注意事项 (四)氧化皮问题 1 氧化皮产生及脱落的根本原因 (5)由于受到负荷和参数控制的限制,所以升温的幅度和速率不容易飞跃。而在机组停运时,尤其高负荷非停后,特别发生过超温后非停,客观上又由于快速消压和强制通风等原因造成锅炉快冷,则管内氧化皮会大面积集中脱落,就会发生局部堵管和再次启动发生短期超温爆管事故。

65 八 其它注意事项 (四)氧化皮问题 2 抑制氧化皮脱落的措施: (1)运行方面 a、严防金属超温运行。对过热器出口汽温、再热器出口汽温及高温段金属壁温进行实时监控,引进了“锅炉炉管温度在线实时监测系统”,同时增加炉内管金属壁温测点,以便更有效的监测和控制炉内管壁的实际温度。

66 八 其它注意事项 (四)氧化皮问题 2 抑制氧化皮脱落的措施: (1)运行方面 b、控制机组启停炉的温升、温降速度。要求瞬时温降速度不宜超过1℃/min,机组非计划停运,不允许进行强冷,应采用“闷炉”处理。 c、加强存在氧化皮问题机组的运行调整、燃烧调整,确保金属壁温水平和偏差在允许范围。

67 八 其它注意事项 (四)氧化皮问题 2 抑制氧化皮脱落的措施: (2)检修方面 a、氧化皮的检查。坚持逢停必查的原则,检测技术可以应用射线透照法、磁性探测仪、割管等。 b、清理。计划检修可以适当采用快速冷炉的方式,以促使氧化皮脱离并在检修中全面清除。 c、监督。计划检修或受热面爆管非停时,应对高温段受热面进行选择性的割管,以便对氧化皮的状态进行综合评估、分析。

68 八 其它注意事项 (四)氧化皮问题 2 抑制氧化皮脱落的措施: (3)化学监督方面:加强化学监督工作,控制好水、汽品质,加强水、汽系统氯离子浓度的监控。

69 九 适用标准 GB/T 火电厂汽水化学导则 第1部分:直流锅炉给水加氧处理 GB/T 火力发电机组及蒸汽动力设备水汽品质 DL/T 发电厂在线化学仪表检验规程 GB50030氧气站设计规范 GB/T956火力发电厂停(备)用设备防锈蚀导则

70 谢谢大家, 不当之处,请批评指正!


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