锅炉给水加氧处理优越性分析及探讨

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【摘 要】 锅炉给水加氧处理技术投资低、直接经济效益可观，可延长锅炉设备使用寿命，使机组安全稳定性和等效可用率提高。

【关键词】 锅炉给水 加氧技术处理优越性

给水加氧处理技术是一种新兴的给水处理技术，它使锅内沉积物量减少、腐蚀损坏降低、直流炉炉管和加热器压降快速升高问题得到了解决、锅炉清洗频率降低、凝结水净化装置运行周期延长、给水管道FAC大有改善等。

1 给水加氧处理技术的原理

锅炉给水采用加氧处理技术是利用给水中溶解氧对金属的钝化作用，使金属表面形成致密的保护性氧化膜，以降低给水的含铁量，防止炉前系统发生流动加速腐蚀（简称FAC）、降低锅炉管道的结垢速率、减缓锅炉运行压差的上升速度、延长锅炉化学清洗的周期和凝结水精处理混床的运行周期，它与给水除氧的AVT还原性水工况截然相反，是一种氧化性水工况。

1.1 金属表面氧化膜层形成条件

（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。

1.2 钝化膜的形成机理

给水除氧AVT在处理时，在纯水中与水接触的金属表面覆盖的铁氧化物主要是四氧化三铁，在四氧化三铁形成过程中，由金属表面逐步向金属内部氧化生成了比较致密而薄的内伸四氧化三铁层，四氧化三铁层从钢的原始表面向金属内部深入。反应式为：

6Fe2++O2+6H2O2Fe3O4+12H+ （1）

在加氧工况下，由于不断均匀的获得氧气，金属表面保持着一层稳定、完整的内伸四氧化三铁层，而由四氧化三铁微孔通道中扩散出来进入水相的二价铁离子则被氧化，生成三氧化二铁及其水合物，沉积在外延生成的四氧化三铁层的微孔或颗粒的孔隙中，封闭了孔口，降低了扩散和氧化的速度，从而使金属表面形成致密的双层保护膜，阻止了金属表面的腐蚀。反应式为：

4Fe2++O2+4H2O2Fe2O3+8H+ （2）

2Fe3O4+H2O3Fe2O3+2H++2e （3）

2 给水加氧处理技术的应用条件

2.1 保证给水品质良好

给水加氧处理技术最关键的问题就是要绝对保证给水品质。在纯水中，氧气可使钢铁表面生成致密的A-Fe2O3保护膜，起腐蚀抑制作用;而在不纯的水中，氧气则会和其他杂质一起促进钢铁的腐蚀。对加氨的给水，其纯度用氢电导率来衡量。因此，加氧到底是抑制还是促进腐蚀决定于水的氢导电率的临界值。受温度、钢铁表面状态等因素影响，水的氢导电率的临界值约为0.2--0.3us/cm之间。为安全起见，通常保证在0.15us/cm以下，期望值小于0.1us/cm或更小。否则，加氧就会使热力设备增加结垢和积盐的机率，从而影响机组安全运行和经济性。

2.2 凝结水系统应配置全流量精处理设备

为了保证给水加氧处理的水质，凝结水系统应配置全流量精处理设备，运行时严格控制精处理除盐装置的出水氢电导率小于0.10us/cm，pH值小于8.0，同时注意补给水水质也必须严格控制，并严格要求凝汽器不泄漏。

2.3 系统及设备要洁净

锅炉在采用加氧处理技术前一年应进行化学清洗。过热器、再热器要对有代表性的管段作冶金学检验，如果有严重的氧化剥皮，则这些管路需加以清洗。管件、阀门、各类控制仪表等要预先经过净化，并证明可以合格地用于加氧的系统中。

锅炉给水加氧水处理技术已被认为是目前最好的给水处理工况，具有其他水化学工况无法比拟的优越性，在倡导节能减排的今天，给水加氧水处理是一项很好的技术，应用前景也较好，特别是应用在大容量直流炉机组，有明显良好的效果。

3 选择合理的除氧器排气控制方式

除氧器主要用作给水加热和水箱用。正常工况时除氧器排气可保持微开或定期开启，以平衡氧量，避免氧及其它不凝结气体的集聚。在机组启动时除氧器排气必须开启。实施中除氧器排气控制方式应根据试验情况确定，以避免由于机组负荷变化、氧及其它不凝结气体集聚而使给水氧量出现波动过大的现象。

选择合理的加氧点、加氧量和加氧方式，给水加氧点的位置设在凝结水处理设备出口和给水泵的吸入侧。凝结水处理设备出口点采用手动控制方式加氧，钢瓶氧气通过减压以后，手动控制阀门开度来控制加氧浓度。给水泵的吸入侧的加氧点采用自动控制方式加氧，加氧浓度的大小是根据给水的流量和炉水氧浓度或给水氧浓度来调节阀门和开度。如发生加氧自动控制失灵，也可以采用手动方式来控制给水的加氧量。给水加氧处理时，为了中和微量酸性物质，增加汽水系统的缓冲性，需加少量的氨，以保持汽水系统中的pH值的要求。加氨点应选在凝结水精处理设备出口处，加氨量应由加氨自动装置控制。加氧初始阶段，一般控制凝结水或给水含氧量在150mg/L～300mg/L。同时应监测各取样点水样的氢电导率、含铁量和含铜量的变化情况。如果给水和蒸汽的氢电导率随氧的加入升高，但未超过0.2us/cm，而且凝结水的氢电导率变化不大，则可保持给水中含氧量在300mg/L左右。若给水和蒸汽的氢电导率超过0.2us/cm，则适当减小加氧量。对低压加热器为铜合金的系统，应经过专门的调整试验，选择适宜的pH值和含氧量的控制范围，确保不会增加水汽系统的铜含量。

4 加氧处理可解决的问题

锅炉给水处理采用AVT技术存在着给水含铁量较高及水冷壁管结垢速率偏大、处理运行周期短、水处理药剂高等多方面问题。根据国内外有关电厂的运行经验，给水采用加氧处理完全可以解决有关的问题。比如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。锅炉受热面沉积速率显著降低，提高了锅炉运行的安全性和经济性。延长锅炉的清洗间隔时间，延长凝结水精处理混床运行周期。改善水汽品质，减少给水加药量，降低锅炉补水率等。给水加氧处理技术投资低，直接经济效益可观，间接效益主要体现为可以延长锅炉设备使用寿命，使机组安全稳定性和等效可用率提高。该技术值得我们深入研究，应用推广将为电厂带来十分可观的社会效益和经济效益。

5 结语

锅炉给水加氧处理技术具有解决给水流量调节阀的结垢难题、减少水汽循环回路含铁量、降低锅炉的结垢速率和压力损失、减少锅炉沉积物及腐蚀、提高锅炉效率、同时减少化学药品的消耗、延长机组清洗周期、给水流动加速腐蚀大有改善等优势，随着该技术的推广应用，可使电厂达到节能降耗、安全生产的目的。

参考文献

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