化学监督与电力生产的关系

化学监督与电力生产的关系一、化学监督的重要性：1、防止热力设备结垢2、防止热力设备腐蚀3、防止热力设备积盐二、化学监督的主要工作：1、补给水处理（预处理、除盐等）2、给水处理（加药、除氧等）3、炉水处理4、凝结水处理5、循环冷却水处理6、发电机内冷水处理7、热力设备各种水质的监督8、煤油监督工作火力发电厂水汽系统一、水和蒸汽是热力设备中的工质水循环、水损失、水补充二、水汽系统杂质的来源1、补给水含有杂质2、冷却水渗漏使杂质进入凝结水3、金属腐蚀产物被水携带三、热力设备水汽循环系统水汽循环流程、水样名称电厂化学基础知识一、水的基本性能1、水分子结构化学式、极性分子、以氧原子为顶的等腰三角形，水是单分子和聚合体的混合物。2、水的特性2.1水的状态常温下三种状态，火电厂生产工艺中的能量转换过程就是以水和汽为工质来实现的。2.2水的密度水的密度在3.98℃时最大，为1，高于或低于此温度时，密度都小于1，主要是由于水的缔合现象造成的。2.3水的比热容几乎所有的液体和固体物质中，水的比热容最大，同时有很大的蒸发热和溶解热。因为水加热时，热量不仅消耗于水温升高，还消耗于水分子聚合物的离解。所以常作为传热的介质。2.4水的溶解能力水有很大的介电常数，溶解能力极强。2.5水的表面张力靠近水体表面的水分子受力不平衡，水体内部对它的引力大，外部空气对它的引力小，从而使水体表面分子受到一种向内的拉力，称为表面张力。电厂化学基础知识2.6水的粘度水体运动过程中所发生的内摩擦力。2.7水的电导水是很弱的两性电解质，能电离出少量的氢离子和氢氧根离子，具有一定的导电能力，用电导率表示。2.8水的沸点与蒸汽压水的沸点与蒸汽压有关。当蒸发和凝结的速度相等时，水面的分子数量不再改变，达到动态平衡。在一定温度下，达到动态平衡时的蒸汽称为该温度下的饱和蒸汽，这时饱和蒸汽压力称为饱和蒸汽压，简称蒸汽压。当水的温度升高到一定值，其蒸汽压力等于外界压力时，水就开始沸腾，这时的温度称为该压力下的沸点。2.9水的化学性质水能与金属和非金属作用放出氧。电厂化学基础知识二、分析化学基础1、定性分析鉴定物质的组成，利用试剂对各组分的不同反应或现象来区别。2、定量分析（容量分析）2.1容量分析是用已知浓度的试剂溶液（标准溶液）作滴定剂，滴加到含被测物的溶液中，到滴定终点时，由该试剂的用量和浓度算出被测物含量的一种分析方法，该过程叫滴定。2.2容量分析分类：酸碱反应、氧化还原反应、络合反应和沉淀反应。2.3特点：迅速、准确、操作简便。电厂化学基础知识三、水化学1、天然水1.1大气水1.2地表水1.3地下水2、水化学与水的利用2.1工业水2.2生活水2.3废水电厂化学基础知识4、常用水质指标4.1悬浮物水中悬浮物质的含量，可用重量法和浊度仪测定。4.2含盐量表示水中各种盐类的总和，由水质全分析所得的全部阳离子和阴离子的重量总和，也可用摩尔法表示，还可以用溶解固型物近似表示。实际工作中，常利用电导率来评价水中含盐量的多少。4.3硬度表示水中高价金属离子的总浓度，主要是钙离子和镁离子，它表示了水中结垢物质的多少。钙盐包括：重碳酸钙、碳酸钙、硫酸钙、氯化钙；镁盐包括：重碳酸盐、碳酸镁、硫酸镁、氯化镁。硬度还可以按水中阴离子的情况分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度。4.4碱度表示水中氢氧根、碳酸根、重碳酸根及其它弱酸盐类的总和。电厂化学基础知识4.5酸度是指水中能与强碱发生中和反应的物质的总量，即能放出质子氢或经过水解能产生氢离子的物质的总量。分为三类：4.5.1强酸4.5.2强酸弱碱盐和酸式盐4.5.3弱酸水中的这些物质对强碱的全部中和能力称为总酸度，酸度不等于水中氢离子的浓度，水中氢离子浓度用PH值表示指呈离子状态的氢离子数量，而酸度表示中和滴定过程可以与强碱进行反应的全部氢离子数量，包括已电离和将要电离的。4.6有机物化学耗氧量、生物耗氧量、总有机碳和总耗氧量来表示。水汽品质的监测项目及控制指标一、水汽监督指标为了防止锅炉及其热力系统的结垢、腐蚀和汽轮机积盐等故障，水汽质量应达到一定的标准。对于亚临界汽包锅炉的水汽质量标准和各个项目的意义介绍如下。1、蒸汽1）含钠量。＜5ug/l,含钠量可以表征蒸汽含盐量多少，因为蒸汽中的盐类主要是钠盐。因测定含盐量还没有简易又可靠的方法，所以常用钠离子浓度计测定含钠量以表征蒸汽含盐量的多少，水样通过氢离子交换柱后测定的电导率应小于0.15us/cm。应连续测定蒸汽的含钠量，以便及时发现蒸汽劣化情况。2）含硅量。＜5ug/l,蒸汽中的硅酸会沉积在汽轮机内，形成难溶于水的二氧化硅附着物，它对于汽轮机运行的安全性和经济性有较大影响，因此含硅量也是蒸汽品质的指标。3）含铁、含铜量。铁＜5ug/l，铜＜3ug/l，亚临界压力蒸汽中携带有铁、铜的氧化物，进入汽轮机后沉积在高、中压缸前几级叶片和喷嘴中，对汽轮机的安全、经济运行有较大影响，因此对蒸汽的含铁、含铜量应予以监督。4）氢电导。＜0.15us/cm。水汽品质的监测项目及控制指标2、炉水（1）磷酸根＜1mg/l,炉水维持一定量的磷酸根，有利于防止水垢，适当增加了炉水的缓冲性，有利于防腐。（2）PH值9.3-9.7炉水PH值应大于9，原因在于：1）PH值偏低，炉水对钢材的腐蚀性增强，锅炉内易发生腐蚀；2）炉水磷酸根与钙离子的反应，只有在PH值足够高的条件下，才能生成容易排除的水渣；3）PH值高有利于抑制锅炉水中硅酸盐的水解，减少硅酸在蒸汽中的溶解携带量。（3）氯离子＜0.5mg/l锅炉水氯离子太高时，表明炉水中氯化物含量高，这不仅会使蒸汽中携带的氯离子量增加，可导致亚临界机组汽轮机内部合金钢的应力腐蚀，还会亚临界汽包炉水冷壁管发生腐蚀。（4）含硅量和含盐量＜0.2mg/l（含盐量不便于监测，而炉水电导指标反映了炉水总含盐量，最新国标已删除炉水总含盐量指标）水汽品质的监测项目及控制指标3、给水（省煤器入口水）（1）硬度为了防止锅炉结垢，以及避免增加锅内磷酸盐处理的用药量和使锅炉水中产生过多的水渣，所以应监督给水硬度。（2）油＜0.3mg/l（3）溶解氧＜7ug/l（4）PH值9.2-9.6（5）总碳酸盐量（小于1mg/L）（6）含铁和含铜量铁＜10ug/l，铜＜3ug/l(7)含硅量和含盐量（氢电导）硅＜20ug/l，电导＜0.1us/cm水汽品质的监测项目及控制指标4、凝结水（1）电导率＜0.3us/cm（2）硬度0（3）溶解氧＜30ug/l（4）含硅和含钠量,硅＜20ug/l,钠＜5ug/l（5）含铁和含铜量，铁＜10ug/l，铜＜3ug/l5、精处理混床出水（1）电导率＜0.15us/cm（2）硬度0（3）二氧化硅＜15ug/l（4）钠＜3ug/l（5）含铁和含铜量,＜5ug/l,＜3ug/l（6）PH值水汽品质的监测项目及控制指标6、发电机内冷水（1）电导率＜2us/cm（2）含铜量＜40ug/L（3）PH值7-9（4）硬度0μmol/l（5）溶解氧＜80ug/L水汽品质的监测项目及控制指标7、锅炉补给水7.1除盐水箱储存水、混床出水（1）电导率＜0.2us/cm（2）钠＜10ug/L（3）硅＜20ug/L（4）PH值6.8-7.27.2阳床出水（1）钠＜100ug/L（2）硬度=0μmol/l（3）酸度7.3阴床出水（1）电导＜5us/cm（2）硅＜100ug/L水汽品质的监测项目及控制指标二、水汽质量劣化处理原则1、水汽品质劣化时，应迅速检查取样是否有代表性，化验结果是否正确，并综合分析系统中水汽质量的变化，确认判断无误后立即汇报值长、专责工程师、主任，采取有效措施，使水汽质量在允许时间内恢复到标准值。一级处理值：因杂质造成腐蚀、结垢、积盐的可能性，如水质不好转，应在72小时内恢复标准值。二级处理值：肯定因杂质造成腐蚀、结垢、积盐的可能性，应在24小时内恢复至标准值。三级处理值：正在进行快速腐蚀、结垢、积盐，如水质不好转，应在4小时内停炉处理。水汽品质的监测项目及控制指标2、当凝汽器泄漏，凝结水泵出口水电导、含钠量、硬度超出标准时，如没投精处理，此时应立即投精处理，并汇报有关人员，根据其泄漏部位，采取必要的堵漏措施，并加强对炉水的PH—磷酸盐处理和锅炉排污，给水劣化时，应建议锅炉人员尽量不投减温水。3、对凝结水泄漏的情况作如下处理：（1）当凝结水硬度大于2.0Umol/L时，检漏堵漏允许运行72小时；（2）当凝结水硬度大于5.0Umol/L时，检漏堵漏允许运行24小时；（3）当凝结水硬度大于20Umol/L时，4小时内应恢复正常，否则向值长汇报，申请故障停机。4、炉水品质异常时的处理当炉水品质出现异常时，应测定炉水含氯量、含钠量、电导率和碱度，以便查明原因。机组运行中的给水处理和监督一、热力除氧原理：亨利定律（气体溶解定律）除氧器形式：淋水盘式、喷雾填料式、喷雾淋水盘式，凝汽器真空除氧二、化学除氧1、联氨性质分子式为N2H4，在常温下是一种无色液体，易溶于水，它和水结合生成稳定的水合联氨，水合联氨在常温下也是一种无色液体。联氨易挥发，当溶液中联氨浓度不超过40％时，常温下联氨的蒸发量不大。它是很强的侵蚀性物质，有毒，它的蒸气对呼吸系统和皮肤有很强的侵害作用。联氨的水溶液和氨相似，呈弱碱性，在水中按下列反应式电离：N2H4＋H2O=N2H5++OH-N2H5++H2O=N2H62++OH-所以可以看出联氨的水溶液呈弱碱性。机组运行中的给水处理和监督2、联氨的缓蚀原理目前有三种看法：1）联氨是阴极缓蚀剂的观点。这种观点认为，联氨是一种还原剂，特别在碱性溶液中还原性更强。在给水中和氧发生如下反应：N2H4＋O2=N2+2H2O由于联氨和氧反应降低了氧的浓度，使阴极反应的速度下降，所以属于阴极缓蚀剂。2）联氨是阳极缓蚀剂的观点。这种观点认为，联氨优先吸附在阳极引起阳极极化，使腐蚀速度减小。当阳极被联氨完全覆盖时，腐蚀速度明显下降。3）替代反应的观点。联氨不和氧直接反应，而是发生一种替代反应。这种观点认为，不加联氨时，在阳极发生的反应是：Fe→Fe2+＋2e，在阴极是氧的还原：O2+2H2O＋4e=4OH-，加联氨时，阴极反应仍然是氧的还原，而阳极反应却是N2H4＋4OH-=N2+4H2O+4e,这就防止了铁的腐蚀，同时有把氧除掉了，类似牺牲阳极的阴极保护法。不管对联氨的缓蚀机理作何种解释，联氨是一种还原剂这一点是无疑的。联氨处理的合理条件：水温在200℃以上，介质的PH值在8.7-11之间，有一定的过剩量，一般给水中的联氨含量控制在20-50ug/l。3、联氨处理的实施机组运行中的给水处理和监督三、给水还原性水工况（加氨处理）1、概述：为了防止或减轻给水系统的腐蚀，如果机组采用碱性运行环境，除了尽量减少给水中的溶解氧含量外，还需要调节给水PH值。所谓给水PH值调节，就是往给水中加入一定量的碱性物质，控制给水PH值在合适范围，使钢和铜合金的腐蚀速度降低最低，以保证给水含铁量和含铜量符合国家标准。2、给水PH值的控制：一般控制在9.2-9.6。给水加氨的实质是用氨来中和给水中的游离二氧化碳，并碱化介质，以达到提高给水PH值的目的。给水加氨后，水中存在下面的平衡关系：NH3·H2O→NH4+＋OH-使水呈碱性，可以中和水中的游离二氧化碳，反应如下:NH3·H2O+CO2→NH4HCO3NH4HCO3+NH3·H2O→(NH4)2CO3+H2O3、加氨点的选择：一般加在前置泵的出口和凝结水精处理混床的出口。机组运行中的给水处理和监督四、给水氧化性水工况（给水中性水工况、给水加氧加氨联合水工况）1、原理当给水电导小于0.15us/cm时，水中溶解氧不再对钢铁具有腐蚀性，而是促使钢铁表面形成保护膜，从而抑制腐蚀。2、水质控制的要求给水中性水规范：1）电导率。小于0.15us/cm2）ＰＨ值。７.0-7.53）溶解氧。50-250ug/L适用于无铜系统。给水加氧加氨联合水规范：1）电导率。小于0.1us/cm2）PH值。8.0-8.53）溶解氧。100-200ug/L适用于低加为铜材，高加为钢材的机组。机组运行中的给