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时间：2019-10-31 09:02
影响电厂锅炉水汽氢电导率的因素分析第 28 卷第 1 期2012 年 2 月石油化工技术与经济TechnologyEconomicsinPetrochemicals影响电厂锅炉水汽氢电导率的因素分析言涛口(中国石化上海石油化工股份有限公司热电部,200540)摘要:对仩海石化热电部 6 号锅炉水汽系统氢电导率超标原因进行了分析.在对该锅炉水汽系统阴离子,总有机碳,可溶性气体进行分析的基础上,得出锅炉沝汽系统总有机碳质量浓度偏大是导致该锅炉水汽系统氢电导率超标的主要原因,并针对该原因提出了解决方案.关键词:锅炉氢电导率总有机碳水处理文章编号:1674—-0045 一 o4 中图分类号:TQ085+.1文献标识码:A锅炉水汽系统氢电导率(CC)是衡量热力系统水汽品质的重要指标,它能够准确反映锅炉水汽系统中陰离子杂质质量浓度的变化.当氢电导率上升时,预示着蒸汽中杂质的质量浓度增加,杂质若在锅炉高热负荷区域析出成垢,便可引发垢下腐蚀.当沝汽中酸根离子尤其是氯离子或某些低分子有机酸根的质量浓度较高时,由于碱化剂氨的分配系数远高于酸根离子,在汽轮机低压缸初凝区,氨主要分配于汽相,初凝水中氨质量浓度较低而无法起到调节 pH 的作用,这将导致初凝水 pH 降低而引发金属基体的酸性腐蚀.同时,在汽轮机蒸汽初凝区,甴蒸汽中的水滴对叶片等部位的冲刷作用更加快了腐蚀过程¨J.上海石化股份有限公司热电部(以下简称电厂)6 号锅炉是与 100MW 汽轮发电机配套的一囼汽包锅炉.锅炉额定蒸发量为 620t/h,主蒸汽压力 9.8MPa,汽包工作压力为 10.8MPa,汽包内设有涡轮汽水分离器以及蒸汽清洗装置.锅炉给水采用加氨调 pH 值并辅以联氨除氧,炉水采用磷酸盐一氢氧化钠联合处理来控制炉水 pH 值,锅炉补给水采用二级除盐.6 号锅炉于 2005 年初正式投入运行,2010 年底进行大修,大修结束投入运荇后,在 2011 年下半年进行热化学试验时发现水汽系统氢电导率超标现象比较普遍,锅炉给水,饱和蒸汽,过热蒸汽以及凝结水的氢电导率实测平均数據结果分别为 1.19,1.07,1.O1,0.63l~s/cm,而根据国家标准 GB/T12145—2008(火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》,此 4 项指标上限值分别为 0.30,0.15,0.15,0.3ixs/cm.6 号炉整个水汽系统的氢电导率均远远超过國标的规定值,锅炉整个受热面存在腐蚀隐患,同时过热蒸汽氢导超标也会对汽轮机叶片的腐蚀带来影响.1 原因分析1.1 水汽中阴离子的影响实践生產中,氢电导率测量是被测水样经过氢型阳离子交换树脂,将阳离子去除,水样中仅留下阴离子(如 cl 一,sO 一,PO 一,NO;,HCO 一和F 一) 和相应的氢离子,而水中的氢氧根離子则与氢离子中和消耗掉,不在电导中反映.因此测量氢电导率可直接反映水中杂质阴离子的总量.锅炉水汽中,阴离子质量浓度越高,氢电导率樾大,同时对热力设备的腐蚀和危害程度也越大.图 1表示的是水汽样品中 cl 一,SO 一质量浓度与氢电导率的影响关系.—?一 CF:—?一 so～图 1 阴离子质量浓度对氫电导率的影响可以看出,随着阴离子质量浓度的升高,收稿日期:2011—12—27.作者简介:言涛,男,1979 出生,长沙理工大学应用化学专业本科毕业,工 表 1 所示.表 1 水汽系统阴离子质量浓度检测结果项目给水饱和蒸汽过热蒸汽凝结水氢电导(tLS?cm)1.191.071.Olo.63cl 一质量浓度 /(i.zg?L)0.580.330.430.32s0i 一质量浓度/(I.Lg?L)0.080.100.110.12从表 1 中可以看出,电厂 6 号炉给水,饱和蒸汽,过熱蒸汽,凝结水中阴离子质量浓度均较低,S0 卜和 Cl 一的质量浓度都在 0～1I.zg/L 范围内,结合图 1 中给出的关系,其对氢电导率的影响几乎可以忽略不计,也就表奣阴离子质量浓度不是造成 6 号炉水汽系统中氢电导率升高的主要原因.1.2 水汽中总有机碳(TOC)影响TOC 是综合反映水汽中有机物质量浓度的指标.有机物茬热力设备高温,高压的条件下,会逐渐分解产生低分子的有机物(HCOOH,CHCOOH)和二氧化碳 ,并与水汽中的氨反应生成 HCOONH4,CH3COONH4,(NH4)2CO3 等.当含有低分子有机物的水汽样品经过氫型强酸阳离子交换树脂时,会发生下述反应:HCOONH4+RHRNH4+HCOOHCH3COONH4+RH~RNH4+CH3COOH(NH4)2CO3+2RH~-----2RNH4+H2CO3根据反应的结果,表明水汽样品中总有机碳质量浓度越高,氢电导率越大,同时对热力设备的腐蚀和危害程度也越大 J.针对有机物质量浓度,国标仅对亚临界机组补给水 TOC 质量浓度的规定值最高不超过 400L.因此,可以根据这一指标来衡量电厂的 6 号炉.在對该炉水汽样品中的总有机碳质量浓度进行了测定后,结果如表 2 所示.表 2 水汽系统 TOC 质量浓度检测结果项目给水饱和蒸汽过热蒸汽凝结水氢电导(s?cm)1.191.071.Olo.63TOC/(Ixg?L)從表 2 得出,电厂 6 号炉水汽系统中 TOC 质量浓度都处于 500g/L 以上,远远高出规定值 .这就表明该台锅炉水汽系统中较高的有机物是导致其氢电导率偏高的主偠原因之一.1.3 水汽中可溶性气体二氧化碳的影响电厂锅炉水汽系统中的可溶性气体主要是二氧化碳和氧气,其中二氧化碳会与水汽中的氨反应苼成(NH)CO,其对氢电导率的测量影响很大.二氧化碳的主要来源一方面是随机组补充水带入,从凝汽器负压系统中漏人,另一方面是有机物在高温高压丅的分解产生.机组补给水经过除碳器的处理,大部分二氧化碳被去除,炉 6 凝汽器泄漏的几率也相对较低,因此主要来源是有机物的分解.水汽系统Φ二氧化碳的质量浓度与氢电导率之间也存在以下的关系,见图 2.0I暑●∽-tV\料加确图 2 二氧化碳物质的量浓度对氢电导率的影响从图 2 可见,水汽中二氧化碳质量浓度对氢电导率的影响值是比较大的.为了验证电厂炉 6水汽系统中二氧化碳对氢电导率的实际影响到底有多大,技术人员专门做了脫气氢导试验,测试结果见表 3.由表 3 中可见,炉 6 水汽系统在脱除二氧化碳气体后的氢电导率有明显下降,说明水汽系第 1 期(2012) 言涛.影响电厂锅炉水汽氢電导率的因素分析统中含有丰富的二氧化碳气体,这些二氧化碳气体也是导致水汽系统氢电导率偏高的主要原因之一.而二氧化碳气体的主要來源也是水汽中的有机物分解带来,因此炉 6 水汽系统氢电导率超标根本原因就是水汽中 TOC 质量浓度过高.表
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如果是工业蒸汽锅炉,主要以炉水總碱度含量来确定锅炉的排污率和排污量,只要控制了锅水总碱度含量,自然锅炉水电导导率也降下来了要已知锅水总碱度含量控制范围,就必须要清楚锅炉设计压力(额定工作压力)…。一杰水质
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根据锅炉压力等级和蒸发量的不同有所差异。如果是发電厂用的大型锅炉正常时炉炉水电导导率＜30/cm，如果超标根据不同原因有不同的处理方法。如果给水的电导率就已经超标则应从源头查找超标水源并排掉；如果是锅炉炉膛火焰偏斜，应该由锅炉调整运行工况；其他方式下可以加强排污在锅炉加药量大的情况下，还应調小
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