浅析给水加氧在火电厂的应用

辛云富

【摘要】本文浅析给水加氧的原理、方式、条件、注意事项以及加氧后的效果。

【关键词】电厂；给水加氧；应用

深能合和电力（河源）有限公司两台机组为600MW超超临界机组，锅炉最大连续蒸发量为1795T/H，过热蒸汽出口压力26.15MPa，出口温度605℃，再热蒸汽出口压力4.59MPa，出口温度603℃，给水温度293℃。水冷壁、过热器、再热器管采用节流孔圈进行温度、流量调节。机组设计给水处理方式为全挥发处理（AVT）和加氧处理（OT），目前机组给水处理方式为（OT）。

1给水加氧的原理

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（Fe3O4-Fe2O3双层保护膜）,以降低给水的铁含量，防止炉前系统发生流动加速腐蚀(FlowAcceleratedCorrosion，简称FAC）、降低锅炉管的结垢速率、减缓直流炉运行压差的上升速度、水汽系统PH降低，减少氨水加药量、延长炉化学清洗的周期和凝结水精处理混床的运行周期。

在水中含有微量氧的情况下，碳钢腐蚀产生的Fe2+和水中的氧反应，能形成Fe3O4氧化膜。

但是，这样产生的氧化膜中Fe3O4晶粒间的间隙较大，这样水可以通过这些晶粒间隙渗入到钢材表面引起腐蚀，所以这样的Fe3O4膜的保护效果差，不能抑制Fe2+从钢材基体析出。

如果向高纯水中加入了足够量的氧化剂，如气态氧，在加氧水工况下行成的碳钢表面膜具有双层结构，一层是紧贴在刚表面的磁性氧化铁层（Fe3O4，内伸层），其外面是含尖晶石型的氧化物层（Fe2O3）。氧的存在不仅加快了Fe3O4内伸层的形成速度，而且在Fe3O4层和水相界面处又生成了一层Fe2O3层，使Fe3O4表面孔隙和沟槽被封闭，而且Fe2O3的溶解度远比Fe3O4低，所以形成的保护膜更致密、稳定。而且由于某些原因使保护膜损坏，水中的氧化剂能迅速地通过反应修复保护膜。

2给水加氧的方式

目前我厂两台机组的加氧方式均采用手动加氧方式，加氧的位置位于，凝结水精处理出口母管一处，除氧器出口下水管一处（当某台给水泵停止运行时，应马上关闭对应的就地加氧手动门，给水泵运行时再打开）。

2.1加氧系统

包括加氧汇流排，加氧控制柜、加氧就地稳压柜等，如图１所示。

2.2给水手动加氧过程

缓慢打开需要使用氧气瓶的出口角阀及对应汇流排上的截止阀，用肥皂水检查各接口处有无泄漏。检查并确认加氧侧汇流排减压后氧气压力处于正常设定值1.6MPa；依次打开控制柜上给水加氧入口关断阀、手动调节阀入口隔离阀；稍微打开手动调节阀，当控制柜内氧气压力升高并稳定后，再打开给水加氧出口关断阀，打开除氧器出口加氧就地截止阀（只开启运行给水泵前对应加氧就地阀），缓慢调节加氧手动调节阀，控制省煤器入口溶解氧含量在10μg/L～30μg/L，期望值15μg/L～25μg/L。

3给水加氧的条件

机组负荷大于260MW，汽动给水泵投入运行，机组运行稳定；凝结水全部经过精处理，凝结水精处理混床出口母管氢电导率小于0.10μS/cm，省煤器入口给水氢电导率小于0.15μS/cm。给水加氧处理同时需要加氨处理，正常运行时加氨点为精处理出口母管加入。机组正常运行时应控制除氧器入口溶解氧量为30μg/L～100μg/L，控制省煤器入口溶解氧含量在10μg/L～30μg/L。当机组非计划停机时，应立即停止凝结水、给水加氧，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。尽可能加大精处理出口的加氨量（必要时启动运行给水加氨泵向除氧器出口加氨），尽快将给水pH提高到9.6～10.0。

4日常注意事项

氧气是助燃气体，应该严禁烟火。汇流排上高压部分的氧气阀均应缓慢开启，不可快速打开。确保加氧系统不接触到油类物质，更换压力表、阀门等配件时，若配件有油污应先用四氯化碳清洗除油。严格控制凝结水、给水溶氧，氢电导率等参数在正常范围内。正常加氧运行中，手动改变加氧量时，1、2号机组除氧器入口溶氧表一般要等10min才有响应，省煤器入口溶氧表一般要等15 min才有响应。手动调节阀只能细调，不可用力操作，也不能用来作为关断阀（否则，容易引起调节阀永久性损坏），关停加氧时只能用截止阀关断（可用控制柜上的加氧出口关断阀实现），当机组负荷出现大幅度变化时，注意监视凝结水和给水中溶氧的变化，防止氧量超标。

5给水加氧的效果

我厂采用给水系统加氧之前，两台机组水冷壁超温现象频繁，均多次出现过因锅炉水冷壁爆管导致的机组停机，加氧之后两台机组水冷壁超温现象有了很大程度上的缓解，且均未出现过锅炉水冷壁爆管现象，这说明加氧后的效果是显著的,但同时现在很多电厂在实施给水加氧后，机组停炉检修割管时均发现锅炉过热器管壁氧化皮脱落现象较之前严重，当然影响锅炉锅炉过热器氧化皮量的因素是多方面的，如机组非正常停机、管壁温度长期超温，变负荷时负荷变化率过快等，至于给水加氧与过热器氧化皮脱落到底有多大的关系，现在各个电厂看法不一，笔者认为给水加氧在我厂实施的效果是非常理想的，如何把握加氧的时机和加氧量是非常关键的。

【参考文献】

［１］DL/T 805.1—2002 火电厂汽水化学导则 第一部分：直流锅炉给水加氧处理导则[Ｓ].

［２］GB/T12145-2008 火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量[S]．

［責任编辑：薛俊歌］