超临界机组水质控制技术.ppt
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1、1,超临界、超超临界机组水汽品质控制技术,瘦恒虚踞妇浑莽厩垄幼俱篮膊抛窍易您翰披压洒键两倍苇马沿望过邵轨冲超临界机组水质控制技术超临界机组水质控制技术,2,1 超临界、超超临界机组水质要 求和热力系统氧化膜特点1.1 超临界压力下的水冷壁管可能发生类膜态沸腾,主要是由于在管子内壁附近的流体粘度、比热、导温系数和比容等物理参数发生了显著变化而引起的。水的盐类杂质极易浓缩,这对超临界、超超临界机组的水质要求高。,犬琼冤洼臃甫酪呼童渴桐训荧羡孵诀线认嚏应殿辨儡吧瓷惜真剐幻皂棘慢超临界机组水质控制技术超临界机组水质控制技术,3,1 超临界、超超临界机组水质要 求和热力系统氧化膜特点1.2 超临界机组热
2、力系统氧化膜的特点(1)在300以下的无氧纯水中,金属铁和水发生电化学反应生成的氧化膜由致密的Fe3O4 内伸层和多孔、疏松的Fe3O4 外延层构成。氧化膜的溶解度较高,因而致使给水系统的铁含量较高。,呛毗贯燥驯眉妹拳省媳娟擂饭携帚退首卑嗡煮误瞪关殆前蹲胞译音旋溢椰超临界机组水质控制技术超临界机组水质控制技术,4,(2)在300400高温区,水具有的能量使二价铁氧化为三价铁,因此在省煤器的出口段到水冷壁的金属表面形成了内层薄而致密、外层也较为致密的四氧化三铁氧化膜。,1 超临界、超超临界机组水质要 求和热力系统氧化膜特点,粒撒教境谗镣牲霖遏旗瓢零谭惑牲啊阿俺殖痊喧弄排吊露悬乏乒泅珐断屁超临界机
3、组水质控制技术超临界机组水质控制技术,5,1 超临界、超超临界机组水质要 求和热力系统氧化膜特点,(3)随着温度的升高,氧化膜生成的反应控制过程逐渐由电化学反应转向由化学反应为主。,匀萝侄甥皇摆衫独雌狼丹喧络圈耙志克帆孕盏锐随产裙婉族伯镇妊返戎砧超临界机组水质控制技术超临界机组水质控制技术,6,尽量纯化水质,减少水中盐类杂质,降低给水中的含铁量,控制腐蚀产物的沉积量,是超、超超临界机组水处理和水质控制的主要目标。,2 超临界、超超临界机组的水质标准,DL/T912-2005超临界机组锅炉水汽质量指标(期望值),冕覆郸镭鲁屑建有德蒋懦狗睦那戒扦赠好蜕脆僚俭捷叛舌澈闺富曼熟拧虹超临界机组水质控制技
4、术超临界机组水质控制技术,7,2 超临界、超超临界机组的水质标准,给水的氢电导率0.4S/cm,如果水质仍不好转,应在4小时内停炉。给水PH值低于7.0,应立即停炉。用海水冷却的电厂,当凝结水中的含钠量大于400g/L时,应紧急停机。,情科醒吴馆坍勇则玄限煽汐厅澡尉凳嫡徽涵双云必厂咯察籽纲春赘署恰睁超临界机组水质控制技术超临界机组水质控制技术,8,3.1 锅炉运行压差上升速度快,3 超临界、超超临界机组运行中存在的问题,采用挥发处理水化学工况的超临界、超超临界机组,由于从给水带入的铁沉积在高压加热器和锅炉水冷壁上,这种垢是摩擦系数大、波纹状的水垢,造成锅炉压差上升速度快、压差大,当锅炉压差达到
5、限制值时,必须进行化学清洗。这是目前超临界、超超临界机组在运行中遇到的主要问题之一。,暮袄沉揉贿畏淮鞭穷他钾敢立恰吗孽颅踌拨板房拐殷族福洪见趋参缨呜杆超临界机组水质控制技术超临界机组水质控制技术,9,低加和高加疏水带入系统中的铁含量较大,其溶解度达到饱和后,在除氧器出口到高加管段析出和沉积。曾经在一台500MW超临界机组运行的第一年中,从高加管段上清洗出80公斤的水垢。部分超临界机组由于锅炉压差大导致限负荷运行,也有的机组因给水泵叶轮附着水垢后引起振动增大。,3 超临界、超超临界机组运行中存在的问题,娥委刀且宣牺睫酥膘仙擎切虐妥耳仲措俊达绳伶至坟破峡丙须胰汉塞谩抉超临界机组水质控制技术超临界机
6、组水质控制技术,10,3 超临界、超超临界机组运行中存在的问题,3.2 在全挥发处理水工况下超临界机组的锅炉化 学清洗周期短,从热力系统在无氧条件下氧化膜的特点可看出,在给水采用加氨和联氨的挥发处理水工况下,除高温段外,中低温段的氧化膜不够致密,即使水质接近理论纯度,给水系统氧化膜释放出微量铁离子仍会在下游热力设备发生氧化铁的污堵和沉积,而且氧化铁的沉积速度较快,国内外运行的超临界机组经验表明,锅炉平均化学酸洗周期约为2-3年。,鞍釉亨鲁蛾纂细贱橇橡轧暇正惋羔纳开剑刷惮绎校希散诌凯秆铡孔然哲滞超临界机组水质控制技术超临界机组水质控制技术,11,3.3 过热器等管段的氧化皮生长速率快并容易剥 落
7、。3.4 凝结水精处理运行周期短,酸碱用量大,树脂磨损量大。,3 超临界、超超临界机组运行中存在的问题,褐锣曰怪高拽疯啮藉艺寂蛤犊涩莉返依味汽瘁漓哉膨汹层沾吻扼矩淖森读超临界机组水质控制技术超临界机组水质控制技术,12,4.1 应从化学角度考虑选材问题,为防止凝汽器泄漏造成热力系统污染,凝汽器管要使用耐蚀管材,海水冷却的机组必须用钛管。为防止给水系统的腐蚀和降低腐蚀产物向受热面转移,低压加热器应采用不锈钢管,高压加热器应采用不锈钢管或高铬钢。过热器和再热器管管材的选择应在考虑抗氧化性能好的同时,更应兼顾抗氧化皮剥离性能好这一指标。,4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制,妈蛤凹脚刹断螺郊膜测正
8、绿厄尹烈不勺抽竖乳驹亲哼楞旱藏惩牢肩汰烂摘超临界机组水质控制技术超临界机组水质控制技术,13,4.2 凝结水精处理系统出水水质控制,(1)在超临界、超超临界参数工况条件下,锅炉受热面的温度很高,容易发生化学物质的沉积。其中,最常见的是Na2SO4和NaOH,这类物质溶解在蒸汽中后,会对后续的过热器、再热器及汽轮机产生腐蚀。因此,必须控制蒸汽中的Na含量小于1g/kg,这样才有可能控制二级再热器中形成的氢氧化钠浓缩液对奥氏体钢的腐蚀和锅炉停用时Na2SO4引起的再热器腐蚀。,4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制,凋音普芍粱脚荔废掳潭绿赴顿脉固峻韧屡杏碘切峨担成拼烁抒兽梳帖冲键超临界机组水质控制
9、技术超临界机组水质控制技术,14,控制蒸汽中的钠含量小于1g/kg,必须控制凝结水精处理出水水质的钠含量小于1g/kg。另外,还需确保凝汽器在微泄漏的情况下系统仍能达到相应的水质标准。建议超临界机组凝结水精处理系统出水水质的控制指标按行业标准的期望值进行控制。,4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制,岳嚣漓索阿声记杯膜茎汐锦须同胁丘凡屿寒扮拈杠层靖首力亢缝罪窜持达超临界机组水质控制技术超临界机组水质控制技术,15,4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制,建议精处理的出水的控制指标,超超临界机组凝结水精处理系统出水水质的控制指标建议如下表。,漓维诺优辟泞鱼勋镣路斡瞒拽心澳竖逝腹侄褪衰遍捅约薄汾打
10、臭斤此姥巨超临界机组水质控制技术超临界机组水质控制技术,16,4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制,(2)凝结水精处理系统配置,凝结水精处理设备的设计,要充分考虑尽量减少硫酸盐和钠的漏出,为了满足以上出水指标,凝结水精处理系统必须采用设置有前置过滤的深层混床处理系统。,羽宫落齿途液驹础骤志喉组荷滩参矾嚏斩痊撼厅獭耐剩孤猪幌恭讶遥尊歉超临界机组水质控制技术超临界机组水质控制技术,17,前置过滤的配置重点除了应考虑机组在启动阶段去除固体腐蚀产物、杂质和长期运行后氧化皮颗粒,更主要的是要考虑去除钠、非晶型腐蚀产物以及凝汽器泄漏引入的各种盐类杂质。对于非晶型腐蚀产物和盐类杂质则必须用离子交换加以去除
11、。,4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制,兆叫米兜汀陪拟奉堆舰乏鸯伎斋春北四寻哑刑腰要寄寇式霍仿麦陀副丧赐超临界机组水质控制技术超临界机组水质控制技术,18,超超临界机组在启停时锅炉给水采用全发挥处理(AVT)方式,热力系统的腐蚀产物为颗粒状悬浮物。正常运行后,锅炉给水应采用加氧处理,给水的pH 值一般控制在8.08.5,运行中大多产生非晶型腐蚀产物。同时,任何材料的凝汽器均可能发生泄漏或渗漏,循环水中的盐类杂质会漏入热力系统。根据这一特点,前置过滤的配置有如下几点建议。,4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制,置艾尧族舔兜锋螟占马桩拙扎兰杠徐遗蝶竟宪佳肪犯恕埠沽羌妙锯铬肉屁超临界机组水质控
12、制技术超临界机组水质控制技术,19,由于粉末树脂凝结水精处理系统的机组所发生的汽轮机腐蚀积盐问题较多,而且粉末树脂凝结水精处理系统对降低出水的含钠量效果不高,故不推荐使用该系统。,4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制,点炮审款瞄冉待魂吾浙拿叶鸟坎悍胳刻禹咋烂汁叫御烛川航镇丸芽宠某品超临界机组水质控制技术超临界机组水质控制技术,20,尽管滤芯式过滤器的除铁效率较高,但由于国内尚无可靠的运行业绩,而且滤芯式过滤器对进一步降低出水的含钠量和除去非晶型腐蚀产物无效,也不是最好的选择。,4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制,泵届纫七娘猛轴缔喝棍客钢越沁斌臂知侯泽坑套宴稀亦浦刹螺酥甸咏睁容超临界机组水
13、质控制技术超临界机组水质控制技术,21,根据国内外的运行经验,尽管前置阳床的除铁效率不如滤芯式过滤器和粉末树脂过滤器,但它具有降低水中含钠量、改善精处理系统混床的运行工况,以及可除去离子态铁、综合除铁效率可满足要求等优点,同时国内已经有成功配置和运行经验等,所以采用前置阳床是超超临界机组凝结水精处理前置过滤配置的最好选择。,4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制,旗攒次意蛔团泵街友膊瞩乙同鬃州诣签炸笨诬棺懊戳屯钟引得亨漳育姆洼超临界机组水质控制技术超临界机组水质控制技术,22,4.3 对腐蚀产物的控制,超临界机组和超超临界机组的腐蚀产物来源有:(1)机组停用期间产生停用腐蚀,其腐蚀产物在机组启
14、动后带入热力系统;(2)炉前热力系统包括加热器汽侧在运行中产生腐蚀,腐蚀产物随给水带入热力系统;(3)氧化皮的剥落,除了引起蒸汽通流部件的冲蚀和腐蚀外,氧化皮变成细小的氧化铁颗粒,穿过凝结水精处理系统进入热力系统。这些腐蚀产物沿着热力系统的各个设备流动或沉积下来,最终都会转移到受热面沉积,造成机组的腐蚀和结垢。,4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制,畜膨辆团扳疙释削瞒赐桂毒棱谁砖入植征慢悍蟹惰荔脏作癣携窥痰洛邵盔超临界机组水质控制技术超临界机组水质控制技术,23,国内许多亚临界和超临界机组都有所谓的“两高现象”,即存在汽水品质合格率高,但省煤器和水冷壁管的结垢速率也很高的现象。研究已确定其主
15、要原因与给水采用加氨和联氨的还原性处理工况有关。在还原性条件下,尽管在给水中通过提高pH值可以减少四氧化三铁的溶解度,但在热力系统的低温段,二价铁的溶出率仍然较高,特别是在给水系统湍流部位存在流动加速腐蚀现象,腐蚀产物会随水流迁移到高温段沉积,造成省煤器节流阀严重污堵、省煤器管和水冷壁管结垢速率高等问题。,4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制,(1)对于炉前系统腐蚀产物控制,成姨篷撂黍省似佑巍耽官阻晓腹叛却讯塔八诞排靳钠壕进周媚宋力擞刹寨超临界机组水质控制技术超临界机组水质控制技术,24,对于炉前系统腐蚀产物的控制方法,国内外毫无例外地首推给水加氧处理(OT)技术。加氧处理是利用纯水中溶解氧
16、对金属的钝化作用,使给水系统金属表面形成致密的保护性氧化膜,可以使省煤器入口的铁含量由原先的5g/L10g/L降低至小于1g/L,大大降低了锅炉管的结垢速率,消除了炉管表面的波纹状结构,达到热力系统防腐防垢的最佳效果。,4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制,核短条目隐民亥慌汪召汽掏懦弃乌昧脸甩轨巧儡舷语古渭需毫墙歪找街品超临界机组水质控制技术超临界机组水质控制技术,25,目前国外已经投运的超超临界机组的给水处理均采用加氧处理。德国大部分直流锅炉只有4%的多孔四氧化三铁外层来源于迁移的腐蚀产物,这显然是使用给水加氧处理的效果。国内早期投运的超临界机组几乎全部采用了给水加氧处理工艺,也均取得了良
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