[發明專利]一種弱氧化處理與pH協調控制的直流鍋爐給水處理方法

無效

• 申請號: 201210497838.7
• 申請日: 2012-11-29
• 公開（公告）號: CN102942269A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 呂力行;范海東;毛曉宇;劉紹強;連穎穎;吳長青
• 申請（專利權）人: 淮浙煤電有限責任公司
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04
• 代理公司: 杭州賽科專利代理事務所 33230
• 代理人: 曹紹文

技術領域

本發明涉及直流鍋爐的給水處理方法，可有效防止流動加速腐蝕和遏制高溫氧化皮，特別適用于火力發電廠直流鍋爐的給水處理。

背景技術

隨著我國火力發電機組的結構優化，超（超）臨界直流鍋爐越來越多地被應用于火力發電廠。直流鍋爐要求給水品質高，其凝結水要求100%進行精處理。直流鍋爐的給水處理方法有還原性全揮發處理[AVT(R)]、氧化性全揮發處理[AVT(O)]和加氧處理[OT]等三種。

雖然鍋爐給水實施全揮發處理的機組水汽品質較好，但存在著鍋爐壓差和結垢速率高、凝結水精處理混床運行周期短、汽輪機低壓缸過渡區腐蝕和高加泄漏及相關給水系統閥門堵塞等影響火力發電機組長周期安全經濟運行的問題。上述問題的根本原因是鍋爐給水全揮發處理時給水和疏水系統存在較為明顯的流動加速腐蝕（Flow?Accelerated?Corrosion，簡稱FAC），具體表現為給水和疏水中的Fe含量偏高。

鍋爐給水加氧處理可以減少水汽中的鐵含量，有效降低鍋爐給水系統金屬的腐蝕和流動加速腐蝕。給水加氧的原理是：在給水加氧工況下，由于不斷向金屬表面均勻地供氧，金屬的表面仍保持一層穩定、完整的Fe₃O₄內伸層，而通過Fe₃O₄微孔通道中擴散出來二價鐵離子（Fe²⁺）進入液相層，其中一部分直接生成由Fe₃O₄晶粒組成的外延層。Fe₃O₄層呈微孔狀（1～15％孔隙），由于不斷向金屬表面均勻地供氧，通過微孔擴散進行遷移的Fe²⁺在孔內或在氧化膜表層發生氧化，生成三氧化二鐵（Fe₂O₃）或水合三氧化二鐵（FeOOH將陳化形成α-Fe₂O₃），沉積在Fe₃O₄層的微孔或顆粒的空隙中，封閉了四氧化三鐵氧化膜的孔口，從而降低了Fe²⁺擴散和氧化的速度，其結果是在鋼表面生成了致密穩定的“Fe₂O₃+Fe₃O₄的雙層保護膜”，該保護層更致密、穩定，有阻礙基體進一步溶解腐蝕的能力，從而有效遏制了流動加速腐蝕，表現為大大降低了水汽系統中的鐵含量。因此，超（超）臨界直流鍋爐給水加氧處理極大地提高了機組的安全性和經濟性，被認為是最有效的給水處理方法之一。然而給水加氧處理存在有可能導致蒸汽溶解氧過高的問題，從而對蒸汽氧化皮的結構特點、分層結構、空洞數量和程度等產生影響：

（1）加氧工況會改變氧化皮表層晶粒結構，促進表層晶粒由Fe₃O₄向Fe₂O₃轉化，導致晶粒剝落更加敏感；

（2）加氧工況促進氧化皮的外層出現明顯Fe₂O₃層，對奧氏體鋼而言，Fe₂O₃層的存在，將使氧化皮的分層結構更加復雜，熱應力更加顯著，從而促進氧化皮的剝落。

（3）蒸汽中過高的溶解氧，一方面通過促進空位缺陷而加快外層的物質輸送，從而加劇內、外層的物質擴散的速度梯度，加劇空洞的出現和貫穿，并導致氧化皮的剝落進程加快。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供了一種弱氧化處理與pH協調控制的給水處理方法。

本發明采用以下技術方案實現：

在保證給水含適量、有效的溶解氧的前提下，控制過高的溶解氧進入蒸汽系統以維持蒸汽系統的溶解氧水平與全揮發性處理時一致，同時在給水弱氧化處理的條件下，適當降低給水pH值。相對傳統加氧處理（OT）工藝，保持了較低的省煤器進口溶解氧、較高的給水pH，以達到多方面兼顧的優化效果。

本發明包括氧平衡處理和氧平衡后處理兩步，其中氧平衡處理，是先進行高壓給水系統氧平衡處理，后進行低壓給水系統氧平衡處理。其原因在于，低壓給水系統受凝結水溶解氧含量的影響，基本處于氧化性狀態，給水加氧的過程較快，而高壓給水系統加氧周期較長，一般在幾天至數十天不等，主要與加氧前省煤器和水冷壁管內的垢量有關，因此給水系統氧平衡過程主要是高壓給水系統的氧平衡過程。高壓給水系統的氧平衡過程包括加氧轉化階段和氧化穩定階段。