加药培训(修改版)

炉内加药系统一、加药系统的应用为了保证机组运行的可靠性和经济性，必须按照机组运行时的热力参数、锅炉类型和补充水处理方式，对在热力系统中循环的工质——水和蒸汽，进行各种处理，建立起合理的锅炉水化学运行工况。锅炉给水水质调节的运行方式，可分为还原性运行方式和氧化性运行方式。前者是给水经热力除氧，然后再加入除氧剂（还原剂），给水的氧化还原电位为负值；后者，给水不经过热力除氧（系统内不设除氧器；或原有的除氧器当作给水箱使用），而是向给水内加氧（氧化剂），给水的氧化还原电位为正值。给水水质调节也可分为：（1） 全挥发性处理（AllVolatileTreatment缩写为AVT）方式给水和炉水均采用挥发碱（例如氨或中和胺）及除氧剂（例如联氨或其他有机除氧剂）处理。这种调节方式既适用于直流炉也适用于汽包炉。我国有些600MW机组亚临界汽包锅炉，在机组起动时，炉水采用磷酸盐处理，而在机组正常运行时，则采用AVT运行方式。（2） 中性水处理（NeutralWaterTreatment缩写为NWT）汽包锅炉一般采用碱性水化学运行工况。所谓碱性水化学工况，即在机组的凝结水－给水系统中，加入联氨和氨，以调节水、汽系统中工质的PH值，使之呈碱性，并且完全除掉给水中残余溶解氧，这就叫“联氨和氨”碱性水化学工况。它可以减少热力系统金属材料的腐蚀，从而减少给水携带腐蚀产物到锅炉内，以达到减少锅内和汽轮机内沉积物的目的。我厂一、二号机组是采用此化学运行工况。这里再介绍“氧—氨联合处理”（CWT）化学工况，也称为“加氧加氨的给水水质调节方法”，它一方面通过向给水中加入少量的氧，在钢铁面形成Fe2O3膜（这种膜比Fe3O4具有更小的可溶性和更少的微粒）；另一方面又额外加入NH3来调节PH值。在纯度很高的水中既加氨又加氧。加氨提高水的PH值到8~8.5，增加水的缓冲性；加氧使金属表面能生成氧化保护膜，因而抑制了腐蚀。由于加氨量不很大，所以不至于发生氨蚀等问。我厂三、四号机组是采用加入气态氧的方法。联合水化学工况的水质要求：CWT状况，对水质纯度等方面要求也要严格，它要求进入锅炉省煤器前的给水水质达到如下标准。1． 水的电导率（25°C）省煤器前给水水样直接测定时，水的电导率应小于0.2µS/cm(经H+交换后)。2． 水的PH值水的PH值（25°C）一般在8.0~9.0，应根据不同电厂具体情况而定，日本学者认为，PH值最高控制高限以8.5~9.0为宜。3． 水中含氧量（O2）水中含溶解氧（O2）量应为100~300µg/L。国外研究表明，Fe2O3膜形成的必要水质条件之一是溶氧量会对汽轮机系统产生负面影响（如腐蚀等），因此，溶解量控制在低限为宜（即100µg/L）。运行方式1． 除氧器运行方式CWT状况，原则上要求除氧器空气门关闭。但是，研究表明当负荷下降时，除氧器出口溶氧量升至入口量的10~20倍，负荷升高时，又降至其值的1/20，为了控制除氧器出口溶氧量低于控制值上限，可采用间断打开除氧器空气门（除氧器出口的加氧要受到省煤器入口氧量控制），这样，在负荷变动时，除氧器出口溶氧量变动较小。2． 低加运行方式应用CWT，系统中含铁量大都降低了，但低加疏水除外，这可能与低加疏水溶氧量较低，没有形成Fe2O3膜有关，因此低加空气站应关闭，且负荷变动对其影响不像除氧器那么大。二、氨加药系统1．氨加药的作用对中高压以上的锅炉，为了防止给水中游历CO2对给水系统产生的酸性腐蚀，除了应选择合理的补充水处理工艺尽量降低碳酸盐的含量以外，还必须调节给水的PH值，要使给水系统免遭腐蚀，必须维持给水的PH值在8.8以上，最好在9.0~9.2，过去有的认为PH值为7就可以了，但PH值为7仅是理论上的所谓中性，此时水中尚可能有游离的CO2，使系统遭受腐蚀。游离CO2能在压力式除氧器中被除去，但大部分化合态的CO2仍留在水中。在锅内，二氧化碳被带入蒸汽，当蒸汽凝结时又溶于凝结水或疏水中，这是造成疏水系统腐蚀的原因之一。另外热力系统中的低压加热器及其疏水冷却器、凝汽器都使用了铜合金材料，因此还必须考虑水的PH值对水中铜的腐蚀影响。实验证明，水的PH值在9以下时，铜的腐蚀随溶解氧的增大而明显增大。从铁、铜等不同材质金属的防蚀效果全面考虑，目前对热力系统水质调节处理时一般把给水的PH值调节在8.8~9.2的范围内。在给水中加氨可调节给水PH值。为了提高给水的PH值，最实用的是向给水中加氨水（常称为加氨处理），氨在常温下是一种具有刺激性臭味的气体，易溶于水，其水溶液呈碱性，称为氨水NH3+H2O→NH3·H2ONH3·H2O→NH4++OH－K=1.76×10－5（20℃）故，它可以中和CO2，反应式为NH3·H2O+CO2→NH4HCO3NH3·H2O+NH4HCO3→(NH4)2CO3+H2O计算表明，反应若恰恰进行完第一步时，PH为7.9，若反应进行到第二步时，PH为9.2。一般进行氨处理时，只需将PH值提高到8.5以上，此时水中CO2大部分变成NH4HCO3，部分变成了(NH4)2CO3。由中和反应生成的NH4HCO3和(NH4)2CO3在锅炉内又分解为CO2和NH3，它们都是挥发性气体，随蒸汽一起进入过热器、汽轮机和凝汽器后，在凝汽器中被抽气器抽走一部分，其余与排汽一起又溶于凝结水中。2．我厂#1、2发电机氨加药系统说明对一、二号机组，每台机组配置两台氨加药泵，将氨液连续地加入到给水系统中。此外还设一台辅锅氨加药泵，控制辅锅给水PH值。氨加药系统设三个加药点，一个设在凝结水精处理出口；一个设在除氧器出口；还有一个设在锅炉上水管至省煤器段，作为锅炉直接上水至汽包和保养期间加氨使用。3．我厂#3、4发电机氨加药系统说明对三、四号机组，每台机组设三台氨加药泵。每台机组氨系统设凝结水、给水和冷却水3个加氨点。凝结水加氨（2泵，1用1备）采用电冲程自动加药方式。该信号来自凝结水精处理（加氨后）出口的电导率表及凝结水流量。备用泵同时作为给水加氨泵的备用泵。给水加氨泵出口管路系统（从泵出口逆止阀开始）按凝结水加氨泵压力参数设计。给水加氨（1泵）采用电冲程自动加药方式。该信号来自汽水取样分析装置的高压给水电导率表及给水流量。冷却水加氨采用间断加药方式，利用给水加氨泵，人工手动操作。4．氨液的配制氨箱液位低时，应进行配制氨液的操作。对一、二号机组，先将氨水桶与手提氨泵接上，开启氨箱进氨门。启动手提氨泵，向氨箱内充氨水至合适量。开启氨箱进水门，将25%的浓氨水稀释至1%工作浓度，待箱内水位至合适水位后，关闭进水门，同时启动搅拌机进行搅拌，直至搅拌均匀为止。对三、四号机组，人工启动配药程序后，电磁隔膜计量泵启动，溶液箱配药电动阀开启，按预先设定的时间定量向溶液箱输送氨水；然后，停止电磁隔膜计量泵运行，关闭配药电动阀，开启进水电动阀进水稀释，当溶液箱液位达到高液位时，液位计发出信号，关闭进水电动阀，同时启动电动搅拌器运行，达到设定的时间后，溶液配置程序结束，溶液箱处于备用状态。三、联氨加药系统1．联氨加药的作用加联氨的目的是去除给水中残留的溶解氧，防止热力系统的氧腐蚀。在锅炉采用碱性水化学工况时，给水都需采用除氧水处理，除氧的方法包括热力除氧和化学除氧。热力除氧将给水中绝大部分溶氧除掉，化学除氧可以进一步除去水中的残留溶解氧。有些低压锅炉对此限制不是很严格，但高参数锅炉必须辅助以化学除氧。热力除氧热力除氧是通过将各水加热（压力式），使水达到沸腾状态而将水中溶解的氧及其他气体除去。目前，火电厂几乎都采用热力除氧器对给水进行除氧。热力除氧的基本原理是根据气体溶解定律，即亨利定律C=KP式中C——溶解在液体中的气体量；P——气体的分压；K——该系统的溶解度常数。在恒温和平衡状态下，任何气体在水中的溶解度与该气体在水面上的分压力成正比。即水中温度较高，气体在水中的溶解度就越小。当水的温度上升到沸点时，它就不再具有溶解气体的能力，因为此时水面上的水蒸气压力和外界压力相等，其他气体的分压力都为零，因此各种气体如氧和二氧化碳等便从水中析出，从而达到除去水中氧及其他气体的目的。化学除氧热力除氧虽能将给水溶氧除到最低，但用于高压锅炉给水除氧时，仍需辅助以化学除氧。化学除氧就是向含有溶解氧的水中投加还原性药剂，使之与氧发生化学反应，以达到除氧的目的。火电厂高参数以上锅炉目前大都使用联氨（N2H4）化学除氧，其优点是与氧反应过剩联氨在高温下的分解不会产生固体产物，不会使锅炉水中的含盐量增加。联氨是无色液体，易挥发，在溶液中含量越大，挥发性越强。使用联氨必须注意两点：一是可燃性，二是毒性。纯联氨是可燃的，但稀释至35%则不燃。联氨对呼吸系统和皮肤都有侵害，所以空气中联氨蒸气量最高不允许超过1mg/L。当空气中联氨蒸气的浓度超过4.7%（按体积计）时，遇火会发生爆炸，当联氨浓液溅到皮肤上时，应迅速用水冲洗。联氨在碱性溶液中是一种很强的还原剂，它与氧的反应如下：N2H4+O2==2H2O+N2反应产物是氮及水，因此不会增加炉水含盐量。联氨在蒸汽中的分解产物主要是氨及氮，其反应如下：3N2H4==N2+4NH3联氨的还原性质还可防止锅炉内产生铁垢和铜垢，反应式如下：6Fe2O3+N2H4→4Fe3O4+N2+2H2O2Fe3O4+N2H4→6FeO+N2+2H2O2FeO+N2H4→2Fe+N2+2H2O4CuO+N2H4→2Cu2O+N2+2H2O2Cu2O+N2H4→4Cu+N2+2H2O2．我厂#1、2发电机联氨加药系统说明对我厂一、二号机组，每台机组设两台联氨加药泵，还设一台辅锅联氨泵，以及一台停炉保养联氨泵。每台机组的联氨系统设有四个加药点，一个设在除氧头与水箱之间的下水管上；一个设在凝结水精处理出水口；一个设在锅炉上水管至省煤器段上，作为锅炉直接上水至汽包加药控制；还有一个设在炉上泵入口母管上，作为锅炉停炉保养时使用。加联氨量根据凝结水流量来自动控制，联氨加药泵的行程将根据凝结水流量逐渐增大而增大。3．我厂#3、4发电机氨加药系统说明对三、四号机组，每台机组设两台联氨加药泵。每台机组联氨系统设凝结水、给水和冷却水3个加联氨点。凝结水加联氨泵采用电冲程自动加药方式。控制信号来自凝结水泵出口氧表。此泵与给水加联氨泵互为备用。给水加联氨泵采用电冲程自动加药方式。控制信号来自汽水取样分析装置的高压给水联氨表及给水流量。此泵与凝结水加联氨泵互为备用。冷却水加联氨采用间断加药方式，利用给水加联氨泵，人工手动操作。4．联氨液的配制联氨箱液位低时，应进行配药操作。对一、二号机组，先把联氨桶与手提联氨泵接上，开启计量箱进药门，启动手提联氨泵，输送联氨液至满，停手提联氨泵，关闭进药门。开启联氨箱与计量箱之间的联通门，使联氨液下降至合适的高度，后关闭该联通门。开启联氨箱进水门，将浓度为80%的联氨稀释至0.5~1.0%的工作浓度，待箱内水位合适后，关闭进水门。对三、四号机组，人工启动配药程序后，电磁隔膜计量泵启动，溶液箱配药电动阀开启，按预先设定的时间定量向溶液箱输送联氨；然后，停止电磁隔膜计量泵运行，关闭配药电动阀，开启进水电动阀进水稀释，当溶液箱液位达到高液位时，液位计发出信号，关闭进水电动阀，同时启动电动搅拌器运行，达到设定的时间后，溶液配置程序结束，溶液箱处于备用状态。四、磷酸盐加药系统1．磷酸盐加药的作用我厂#1、2发电机属于汽包锅炉，汽包锅炉如水质不良，就会引起水汽系统结垢、积盐和金属腐蚀等故障；还会导致锅炉的过热蒸汽品质恶化，进而影响汽轮机的运行。锅内腐蚀产物大部分来自水、汽系统。在锅炉启动前未除尽的腐蚀产物或在启动过程中逐渐产生的腐蚀产物，在热负荷较大处或水循环缓慢处形成沉积物，并将其他微粒吸附上去，除了减弱传热外，还能促进腐蚀，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，但仍有腐蚀现象发生，如果腐蚀严重，由于锅内的高温高压作用就容易产生爆管。为了防止水垢的产生，防止汽水系统的腐蚀，除了对给水进行处理之外，对炉内也要进行处理。这里介绍磷酸盐防垢处理。磷酸盐防垢处理就是用加磷酸盐溶液的方法，使锅炉水中经常维持一定量的磷酸根（PO43－）。锅炉水处于沸腾状态，而且PH值较高时（一般锅炉水的PH值在9~11范围内），加入一定数量的磷酸盐后，炉水中的钙离子就会与磷酸根发生如下反应10Ca2++6PO43－+2OH－→Ca10(OH)2(PO4)6反应生成的碱式磷酸钙是一种松散的水渣，易随锅炉排污排出，而且不会粘附在锅内形成二次水垢。碱式磷酸钙是一种非常难溶的化合物，所以当水中有一定量的过剩PO43－时，可以使水中钙离子浓度非常小，避免了钙离子与SO42－或SiO32－形成CaSO4和CaSiO3，因而避免了锅内钙垢的形成。磷酸根浓度标准危害磷酸根若浓度过大，不仅使药品的消耗增加，而且会产生下述危害：（1） 增加锅炉水的含盐量，影响蒸汽品质。（2） 有生成Mg3(PO4)2的可能。随给水进入锅炉的Mg2+是非常少的，在沸腾的碱性炉水中，它会与随给水带入的SiO3发生下述反应3Mg2++2SiO32－+2OH－　+H2O→3MgO·2SiO2·2H2O↓（蛇纹石）反应产物为蛇纹石，呈水渣形态，容易随锅炉排污排出。但锅炉水中PO43－过多时，有可能生成Mg3(PO4)2，该物质在高温水中的溶解度很低，能粘附在炉管内形成二次水垢。（3） 若在新机组启动时，由于锅炉水含铁量较大，有可能生成Fe3(PO4)2水垢。（4） 容易在高压和超高压锅炉发生Na3PO4的“隐藏”现象。由于Na3PO4的“隐藏”所产生时的NaOH在局部高度浓缩，能够破坏磁性氧化铁保护膜而造成局部严重腐蚀。发生这种现象时，在热负荷很大的炉管内有磷酸氢盐的附着物生成。对于超高压分段蒸发锅炉，当盐段锅炉水的PO43－浓度超过100mg/L时，更容易发生这种现象。标准由上述可知，在能够确保给水品质优良的情况下，应尽量降低炉水中的PO43－含量。我厂补给水水质有良好的保证，因而随给水进入锅炉的Ca2+、SO42－、SiO32－等离子都非常少的情况下，PO43－浓度控制很低，这种处理称为低磷酸盐处理。降低炉水中PO43－含量可减少锅炉水含盐量。2．我厂#1、2发电机联氨加药系统说明我厂一、二号机组设有磷酸盐加药系统，每台机组配置两台磷酸盐加药泵，将磷酸盐溶液加到炉水循环泵入口母管。此外还设一台辅助锅炉磷酸盐泵，对辅锅炉水进行处理。泵的启停在就地控制盘操作。3．磷酸盐溶液的配制磷酸盐箱液位降至低液位时，应配制磷酸盐溶液。根据计算所得，称取相应重量的药品倒入药箱内，开启磷酸盐箱进水门，待箱内水位合格后，关闭进水门，启动搅拌机，使药品溶解均匀后停止搅拌，配制成0.1%的溶液。五、加氧处理系统1．给水加氧处理的原理锅炉给水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，以降低给水的含铁量，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，减缓直流锅炉运行压差的上升速度，延长锅炉化学清洗的周期和凝结水精处理混床的运行周期。 2.给水加氧处理的条件 给水氢电导率应小于0.15µs/cm。 凝结水系统应配置全流量精处理设备。 除凝汽器冷凝管外水汽循环系统各设备均应为钢制元件。对于水汽系统有铜加热器管的机组，应通过专门试验，确定在加氧后不会增加水汽系统的含铜量铜，才能采用给水加氧处理工艺。 锅炉水冷壁管内的结垢量超过200g/m2～300g/m2时，采用加氧处理前宜进行化学清洗。1. 3.加氧系统示意图加氧系统由氧气储存设备、氧气流量控制设备和氧气输送管线组成。应选用纯度大于99%的氧气作为氧化剂。图1为加氧系统示意图。图1加氧系统示意图2. 4.氧的储存设备氧气的储存设备一般可选用承压14.7MPa、容积40L的钢瓶。3. 氧气管线系统包括氧气母管和气路支管。氧气母管宜采用黄铜管或不锈钢管，母管与氧气瓶的连接采用专用卡具。氧气在母管出口减压后经氧量控制装置与气路支管连接。气路支管应采用不锈钢管。加氧点的位置设在凝结水处理设备出口和给水泵的吸入侧。给水加氧处理时，为了中和微量酸性物质，增加水汽系统的缓冲性，需加少量的氨，以保持水汽系统中的pH值符合要求。加氨点应选在凝结水精处理设备出口处，加氨量应由加氨自动装置控制。5.加氧系统的运行(1).给水加氧处理水汽质量标准项目取样点pH（25℃）氢电导率铁铜溶解氧二氧化硅钠标准值期望值标准值期望值标准值期望值µs/cm（25℃）µg/L省煤器入口8.0～9.0<0.15≤0.10<10≤5<5≤330～300<10<5主蒸汽—<0.15—<5≤3<3≤1—<10<10凝结水泵出口—<0.3———————<10精处理器出口—≤0.10—<5≤3<3≤1—<10<1补给水混床出水—≤0.15﹡——————<10—﹡补给水混床出水用电导率 (2).机组启动时的水质处理机组正常启动时，一般通过加氨将给水pH值提高至9.0～9.5。当机组运行稳定、给水的氢电导率降到小于0.15µs/cm，并有继续降低的趋势时，开始加氧。为加快循环回路中溶解氧的平衡，加氧初始可提高给水中的含氧量，但最高不得超过300µg/L。 (3).除氧器和高低压加热器的运行方式正常运行时，除氧器排汽门可根据机组的运行情况采用微开方式或全关闭定期开启的方式。高、低压加热器排汽阀门应采用微开方式，以确保加热器疏水的含氧量大于30µg/L。 (4).水质异常时的处理原则当水汽质量偏离控制指标时，应迅速检查取样的代表性或确认测量结果的准确性，并分析循环回路中水汽质量的变化情况，查找原因，采取相应的措施，详见表3。表3水质异常处理措施省煤器入口氢电导率µs/cm（25℃）应采取的措施0.10～0.15正常运行，应迅速查找污染原因，在72h内使氢电导率降至0.10µs/cm以下0.15～0.2立即提高加氨量，调整给水PH值到9.0～9.5，在24h内使氢电导率降至0.10µs/cm以下≥0.2停止加氧，转换为不加联氨的全挥发性处理方式运行 (5).机组的停运和保护措施机组在停运前1～2小时，停止加氧，并提高加氨量，使给水pH值大于9.0，同时打开除氧器排汽门，提供辅助除氧。停运时锅炉可按照SD223有关规定采用带压放水、余热烘干或提高pH值的湿法保护等措施。六、循环水加药系统1.循环水加药的作用直流式海水冷却系统的最大问题是软体类生物的污染。产生污染的生物主要有绿贝、藤壶等。循环水入口隔栅及拦污栅上容易生长大量生物，造成堵塞；冷凝器也会被生物堵塞，造成进出口压差升高，降低机组效率，影响电网高度安全，造成极大经济损失；旋转滤网和循环水管道也易积聚大量绿贝及藤壶等，清理工作量极大，费用高。绿贝是我们大多数人都熟悉的双壳纲类软体生物。它们通过一对吸管状的呼吸器官吸取和吐出水分，在水流过腮中时捕捉水中的浮游生物并吸取养分。这两类生物有一些共同的特点，使其优于水中的其他生物，更适于在电厂海水冷却水系统环境中生存。这些特点包括：繁殖的能力大，每个产卵期内的成体生物每年能生产10,000－40,000个软体动物的缘膜幼体；漫长的以浮游生物为食物的生长阶段，利于幼体散播；可密集堆积，多至每平方呎10,000个生物体；适应温度变化的范围大，10℃--35℃；有害环境下适应能力强（关闭壳体，不接触）；属外来的生物种类，很少自然的掠夺者；相对短的生命周期；高生长率；没有寄生幼体阶段。藤壶也有类似的生长特性。冷却水处理用的杀菌剂分为氧化性和非氧化性杀生剂。非氧化性杀生剂具有广谱、高效、低毒、对环境友善的特点。其最大优点是对贝类、蛤类、藻类等有独特的杀灭效果，对鱼虾类等影响非常小，选择性好。试剂对设备没有腐蚀，加药设备简单，维护量极少。与氧化性杀生剂不同，海生物对非氧化性杀生剂没有敏感性，因此可釆用间断加药方式对水生物污染进行控制，用药量少。按生长季节的变化进行不同方式的加药处理，即可有效控制水生物的生长。非氧化性杀生剂CT1300能有效抑制海生物生长和细菌污染，它不含重金属和EPA优先级污染物，其活性成分能附着在阴性的生物膜表面，穿透细胞壁，破坏生物膜蛋白活性，造成细胞破裂、死亡。它能在48小时内100%杀死目标海生物和细菌，且生物体不产生抗药性。釆用间断式加药，每1至2周投加一次，用药量少，费用（以氯气为比较基准）仅为氯气的1.2－1.3倍。加药系统简单，初期投资少。此外，CT1200中性无毒，易降解，不杀鱼类，不产生有害物质，对设备无腐蚀，维护量少。它对产生污染的软体生物类海生物如绿贝、藤壶等能起到100%的杀灭作用。在加药后24-48小时内，绿贝的死亡率达到75%，并且继续死亡。停止加药144小时后,仍然有绿贝不断死亡，即CT1300对其细胞的破坏作用是不可逆转的。CT1300的应用解决了电厂存在的加氯设备频繁泄漏、加氯点氯气逸出的严重威胁人身安全的问题及海生物污染降低机组效率和设备可靠性问题。2．我厂#1、2发电机循环水加药系统说明对一、二号机组，每台机组配置两个CT1300加药箱，两台循环水加药泵，将CT1300溶液间歇地加入到循环水系统。循环水加药泵系统设四个加药点，分别加至#1机A循环水泵进水口、#2机A循环水泵进水口、#1机B循环水泵进水口和#2机B循环水泵进水口。3．我厂#3、4发电机循环水加药系统说明对三、四号机组，每台机组配置两个CT1300加药箱，两台循环水加药泵，将CT1300溶液间歇地加入到循环水系统。循环水加药泵系统设四个加药点，分别加至#3机A循环水泵进水口、#4机A循环水泵进水口、#3机B循环水泵进水口和#4机B循环水泵进水口。