化水培训资料

电厂化水培训讲义一、水的预处理天然水混凝、沉淀、澄清、过滤净水站过滤、阴阳树脂、混床、离子交换除盐水（二级）二、氮气、压缩空气三、电厂废水（含煤废水、机组排水、凝结水）以上最终由公用部处理！！！！电厂燃煤分析、油质分析由化验室完成！！！四、电厂水的分类由于水在火电厂的作用不同，其水质差别很大。在实际生产中，我们给这些水以不同的名称：如生水、补给水、凝结水、给水、锅炉水、疏水、冷却水等。1.生水又称原水，是指未经处理的天然水，如江河水、湖水、地下水等。在火电厂中生水既可作为制取锅炉补给水的水源，又可作为冷却水或消防水使用。2.补给水是指生水经过各种方法处理后，用来补充火电厂中水、汽循环系统损失的水。补给水按其净化处理方法不同，又可分为软化水、蒸馏水和除盐水等。3.凝结水在汽轮机做功后的蒸汽经凝汽器冷却成的水，称凝结水。4.给水送往锅炉的水称之为给水。凝汽式发电厂的给水主要由凝结水、补给水和各种疏水组成。热电厂还包括返回凝结水。5.锅炉水在锅炉本体的蒸发系统内流动着的水，称之为锅炉水，简称炉水。6.疏水火电厂内部各种蒸汽管道和用汽设备中的蒸汽凝结成的水称之为疏水。它经疏水器汇集到疏水箱。在火电厂中高压疏水一般回收到除氧器，低压疏水回收到凝汽器。7.返回凝结水热电厂向用户供蒸汽后，回收蒸汽凝结水称为返回凝结水，简称返回水。8.冷却水作为冷却介质的水称之为冷却水。在火电厂中，它主要是指通过凝汽器用以冷却汽轮机排汽的水。五、电厂中水的处理为了防止水中的杂质进入锅炉后发生沉淀和结垢，一般对原水进行预处理（混凝、澄清、过滤）和水的除盐处理（一级除盐、二级除盐或超滤、反渗透、EDI），尽量使锅炉补给水中的杂质最少；为了防止水对水、汽系统金属的腐蚀，防止腐蚀产物进入锅炉并引起水冷壁的腐蚀、结垢以及防止蒸汽携带杂质引起过热器和汽轮机腐蚀、积盐等，需要对给水和炉水进行处理。1、锅炉补给水处理锅炉给水通常由凝结水和给水的管路系统及设备组成。处理的原因：Ⅰ、溶解氧腐蚀(1)腐蚀机理溶解氧腐蚀是一种电化学腐蚀，铁和氧形成两个电极，组成腐蚀原电池。在腐蚀电池中铁的电位总是比氧的电极电位低，所以铁是电池的阳极，遭到腐蚀，反应如下：Fe→Fe2++2e氧为阴极，发生还原反应：O2+2H2O+4e→4OH－(2)特征钢铁发生氧腐蚀时，常常在其表面形成许多直径1mm～30mm不等的小型鼓包，鼓包表层的颜色由黄褐色到砖红色，次层是黑色粉末状腐蚀坑陷，称为溃疡性腐蚀。腐蚀产物之所以呈现不同的颜色，是因为铁离子会进一步与水中某些物质发生反应，形成了各种形态的氧化铁。该过程成为腐蚀的二次过程，生成产物称为二次腐蚀产物。（3）腐蚀部位在给水系统中，最易发生氧腐蚀的部位是给水管道和省煤器，当给水含氧量高或除氧器运行不正常时，有可能造成锅炉内发生氧腐蚀。另外，补给水管道以及疏水箱等也会发生严重的氧腐蚀。Ⅱ、游离CO2的腐蚀(1)腐蚀机理当水中有游离CO2存在时，CO2与水发生如下反应，使水呈酸性：CO2+H2O＝H2CO3＝H++HCO3—这样水中的H+增多，会产生如下的氢去极化腐蚀：从腐蚀电池的理论可知，CO2腐蚀就是水中含有酸性物质而引起的氢去极化腐蚀。(2)腐蚀特征二氧化碳腐蚀生成的产物都是易溶物，它不象氧腐蚀那样产生溃疡，而是均匀地使管壁变薄，腐蚀产物被水带人锅炉内。(2)腐蚀部位在热力系统中，最易发生CO2腐蚀的部位是凝结水系统。因为凝结水中CO2含量高，水中含盐量少，缓冲能力差，所以只要水中含有少量CO2，就会使其pH值显著降低。热力系统中的CO2来源于补给水和漏人凝结水中的冷却水带人的碳酸化合物(HCO3—、CO2、CO32—)，这些碳酸化合物，经过除氧器后可除去大部分CO2，HCO3—可部分或全部分解。经过除氧器后给水中的碳酸化合物主要是CO32—和HCO3—，它们进入锅炉后全部分解，放出CO2，反应如下：2HCO3—=CO2↑+H2O+CO32—CO3—+H2O=CO2↑+2OH—分解产生的CO2随蒸汽进入汽轮机和凝汽器。在凝汽器中，一部分CO2溶于凝结水，其余部分被抽气器抽走。处理的方法：Ⅰ、要防止氧的腐蚀，主要方法是减少水中的溶解氧或在一定的条件下增加溶解氧到一定的浓度。给水除氧方法常采用热力除氧法和化学药剂除氧法。热力除氧法不仅能除去水中的溶解氧，而且可除去水中其他各种溶解气体(包括游离CO2)，因此除氧器也可称为热力除气器。（1）热力除氧热力除氧器按进水方式的不同可分为混合式和过热式两类。在混合式除氧器内，需要除氧的水与加热用的蒸汽直接接触，使水加热到相当于除氧器压力下的沸点，过热式除氧器中，是先将需要除氧的水在压力较高的表面式加热器中加热，直至其温度超过除氧器压力下的沸点，然后，将此热水引入除氧器内，这样，一部分水会自行汽化，其余的水就处于沸腾温度下。混合式热力除氧器按照工作压力的不同，又可区分为真空式、大气式和高压式三种。真空式除氧器是在压力低于大气压下工作的；大气式除氧器是在稍高于大气压下(一般为0.12MPa)工作的；高压式除氧器是在压力较高的情况下工作的(高压和超高压电厂中常用的工作压力约为0.59MPa，亚临界压力机组中除氧器最高工作压力为0.78MPa)。热力除氧器的结构从整体上看，可分为脱气塔(或称除氧头)和贮水箱两部分。脱气除氧的原理就是亨利定律。（2）化学除氧用来进行给水化学除氧的药品，必须能迅速地和氧完全反应，且反应产物和药品本身对锅炉的运行无害。对于高压及更高参数的锅炉进行化学除氧所常用的药品，为联氨及肟类、碳酰肼、异抗坏血酸等有机除氧剂。联氨(N2H4)又称肼，在常温下为无色液体，易溶于水，易挥发，有毒性。其蒸气对呼吸道和皮肤损害。联氨蒸汽与空气混合达到一定比例时有爆炸的危险。联氨是很强的还原剂，特别是在碱性水溶液中，可将水中的溶解氧还原，反应如下：N2H4+O2=N2+2H2O，反应生成的产物对热力设备的运行无任何害处。电厂通常将浓度为40％的工业水合联氨配成浓度为0.1％～0.2％的稀溶液，用活塞泵打入除氧器出口管道中。为了保证除氧效果，一般维持省煤器进口给水中N2H4的量在20～50μg／L。在锅炉启动阶段，应加大联氨的加药量，控制联氨的过剩量在100μg／L。联氨的加药点一般设在除氧器出口的给水母管中，但考虑为延长联氨与氧的作用时间，并且利用联氨的的还原性，减轻低压加热器铜管的腐蚀，可以考虑将联氨加药点设置在凝结水泵的出口。Ⅱ、给水加氨处理给水加氨处理的目的是提高给水的pH值，防止产生游离二氧化碳的酸性腐蚀。（1）原理氨(NH3)溶于水称为氨水，呈碱性。其反应式为：NH3·H2O=NH4++OH—氨水的碱性可中和CO2与水作用生成的碳酸产生的H+，反应如下：NH3·H2O+H2CO3=NH4HCO3+H2O；NH4HCO3+NH3·H2O=(NH4)2CO3+H2O因此，通过加氨处理，可提高给水的pH值，防止产生游离二氧化碳的酸性腐蚀。从铜铁防腐效果上全面考虑，目前一般将给水的pH值调节在8.5～9.2范围内。实践证明，若单从减缓钢材腐蚀来说，给水的pH值高于9为好。但在热力系统中，低压加热器及疏水冷却器、凝汽器都使用了铜合金材料，当pH值大于9时，铜的腐蚀随pH值增大而明显加快。（2）加氨的方法氨处理常用的药品有液氨和氨的水溶液。由于氨为挥发性物质，不论在热力系统的哪一部位加药，都可使整个汽水系统中有氨。一般常把氨加在补给水和给水中。电厂一般是将浓氨液配成1％～5％的稀溶液，与联氨用同一加药泵加入除氧器出口管的给水中，也可以设置单独的加药泵。2、汽包炉水汽系统的腐蚀及防止锅炉运行时，锅炉内水汽的温度和压力较高或很高，炉管管壁温度很高，设备的各部分的应力很大，而且给水中杂质在锅炉内发生浓缩和析出，在锅内常集积有沉淀物，这些因素都会促进腐蚀，并使腐蚀问题复杂化。所以，虽然进入锅炉的水都是经过除氧的，锅炉水的pH值也常常比较高，但仍然会发生腐蚀。现将水汽系统中可能发生的腐蚀类型简述如下。Ⅰ、沉积物下腐蚀当锅炉内金属表面附着有水垢或水渣时，在其下面会发生严重的腐蚀，称为沉积物下腐蚀。这种腐蚀和锅炉水的局部浓缩有关，因此也称为介质浓缩腐蚀。这是目前高压锅炉内常见的一种腐蚀，属于局部腐蚀。（1）腐蚀机理在正常运行条件下，锅炉内金属表面上常覆盖着一层Fe3O4膜，这是金属表面在高温锅炉水中形成的，其反应式如下：3Fe+4H2O=Fe3O4+4H2这样形成的Fe3O4膜是致密的，具有良好的保护性能，锅炉可以不遭到腐蚀。如果此Fe3O4膜遭到破坏，金属表面直接与高温炉水接触，易受腐蚀。促使Fe3O4膜破坏的一个重要因素，是锅炉水的pH值不合适。当pH8时，钢铁的腐蚀速度明显加快。因为此时保护膜被溶解，H+起了去极化作用，而且腐蚀产物都是易溶的，不能形成保护膜。其反应式为：Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O当pH13时，腐蚀速度也明显加快。因为保护膜也被溶解，且铁与NaOH直接反应，其反应式为：Fe3O4+4NaOH=2NaFeO2+Na2FeO2+2H2OFe+2NaOH=Na2FeO2+H2↑根据锅炉水中含有的杂质，沉积物下的腐蚀可分为以下两种情况：(1)酸性腐蚀。当凝汽器发生泄漏，而且冷却水是海水或苦咸水时，冷却水中的MgCl2和CaCl2进入锅炉，水解产生浓酸，其反应式如下：MgCl2+2H2O=Mg(OH)2↓+2HCl;CaCl2+2H2O=Ca(OH)2↓+2HCl这两个反应的生成物Mg(OH)2和Ca(OH)2会形成沉积物，使沉积物下蒸发浓缩锅水的pH值迅速下降，破坏保护膜，发生酸对金属的腐蚀，称酸性腐蚀。(2)碱性腐蚀。当补给水中含有碳酸盐或者凝汽器发生泄漏，碳酸盐类分解使锅炉水中出现游离NaOH，反应如下：NaHCO3=CO2↑+NaOHNa2CO3+H2O=CO2↑+2NaOH3Ca(HCO3)2+3Na3PO4=6CO2+Ca3(PO4)2+6NaOH这样使沉积物下蒸发浓缩的锅炉水的pH值很快升至13以上，破坏保护膜，发生碱对金属的腐蚀，称为碱性腐蚀。由上述可知，在沉积物下可能发生酸性或碱性两种不同类型的腐蚀。这两种腐蚀，又根据其损伤情况的不同，分为延性腐蚀和脆性腐蚀。现分别介绍如下：(1)延性腐蚀。这种腐蚀多发生在多孔沉积物下面，是由于沉积物下的碱性增强而产生的。特征是产生凹凸不平的腐蚀坑，坑上覆盖有腐蚀产物，坑下金相组织和机械性能都没有变化，金属仍然保留它的延性，所以称为延性腐蚀。当腐蚀坑达到一定的深度以后，管壁变薄，这时便会因过热而鼓包或爆管。(2)脆性腐蚀。这种腐蚀多发生在比较致密的沉积物下面，是由于沉积物下酸性增强而产生的。发生这种腐蚀时，产生的H2使金属有明显的脱碳现象，腐蚀部位的金相组织发生了变化，即C+2H2=CH4产生的甲烷气体在沉积物下不易逸出，以致在晶格间形成较大的应力，导致金属逐渐形成裂纹，使金属变脆。严重时，管壁还未变薄就会爆管。这种腐蚀是因为腐蚀反应中产生的氢渗入到金属内部引起的，因此又称为氢脆。（2）防止方法发生沉积物下腐蚀的基本条件是锅炉炉管上有沉积物和锅炉水有侵蚀性。因此，要防止沉积物下腐蚀，既要防止锅炉炉管上形成沉积物又要消除锅炉水的侵蚀性。通常采用以下措施：(1)新装锅炉投入运行前，应进行化学清洗（去除氧化皮、焊渣等），锅炉运行后要定期清洗(一般2年一次)，以除去沉积在金属管壁上的腐蚀产物。(2)提高给水水质，防止给水系统腐蚀而使给水中的铜、铁含量增大。(3)尽量防止凝汽器泄漏。(4)调节锅炉水水质，消除或减少锅炉水中的侵蚀性杂质。(5)做好锅炉的停用保护工作，防止停用腐蚀，以免炉管金属表面上附着腐蚀产物，同时，还可避免由于停用腐蚀产物而增加运行时锅炉水的含铁量。3、热力设备的停用腐蚀及保护热力设备停用时的腐蚀热力设备停用时，如果不采取有效的保护措施，其水汽系统的金属内表面会发生严重的氧腐蚀，这种腐蚀称为停用腐蚀。发生这种腐蚀是因为当热力设备（如锅炉）停用后，外界空气必然会大量进入炉内水汽系统内，此时，锅炉虽已放