一种锅炉给水加氧处理工艺

摘要

本发明公开了一种锅炉给水加氧处理工艺，给水加氧处理的阶段包括初期加氧阶段和后期加氧阶段，两阶段的转换点为自给水加氧处理开始后的第十二个月，初期加氧阶段的第一个月，控制凝结水精处理系统出口与除氧器出口的加氧量在35～40μg/L，之后将凝结水精处理系统出口与除氧器出口的加氧量以每月0.01～0.03%的幅度逐渐降低；后期加氧阶段，控制凝结水精处理系统出口与除氧器出口的加氧量均在30μg/L以下，并同时使除氧器进口氢量稳定在0.2～0.4μg/L，使主蒸汽中氢量稳定在0.4～0.8μg/L。本发明能在充分发挥加氧优点的基础上最大限度的抑制加氧的缺点，有效防止氧化皮脱落引起的爆管，保证锅炉运行的安全性、可靠性和经济性。

权利要求

1.一种锅炉给水加氧处理工艺，包括在凝结水精处理系统出口与除氧器出口对给水系统进行加氧的给水加氧处理，其特征在于，给水加氧处理的阶段包括初期加氧阶段和后期加氧阶段，所述初期加氧阶段与后期加氧阶段的转换点为自给水加氧处理开始后的第十二个月，初期加氧阶段的第一个月，控制凝结水精处理系统出口与除氧器出口的加氧量均在

35~40μg/L，之后将凝结水精处理系统出口与除氧器出口的加氧量以每月0.01~0.03%的幅度逐渐降低；在后期加氧阶段，控制凝结水精处理系统出口的加氧量在30μg/L以下并使除氧器进口氢量稳定在0.2~0.4μg/L，同时控制除氧器出口的加氧量在30μg/L以下并使主蒸汽中氢量稳定在0.4~0.8μg/L。

2.根据权利要求1所述一种锅炉给水加氧处理工艺，其特征在于，初期加氧阶段的第一个月，控制凝结水精处理系统出口与除氧器出口最初的加氧量在36~38μg/L。

3.根据权利要求1或2所述的一种锅炉给水加氧处理工艺，其特征在于，初期加氧阶段的第一个月后，凝结水精处理系统出口与除氧器出口的加氧量以每月0.015~0.025%的幅度降低。

4.根据权利要求1所述的一种锅炉给水加氧处理工艺，其特征在于，在后期加氧阶段，调整凝结水精处理系统进口的加氧量以控制除氧器进口氢量稳定在0.2~0.3μg/L。

5.根据权利要求1或4所述的一种锅炉给水加氧处理工艺，其特征在于，在后期加氧阶段，调整除氧器出口的加氧量以控制主蒸汽中氢量在0.5~0.7μg/L。

说明书

一种锅炉给水加氧处理工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及锅炉给水处理技术领域，尤其是涉及一种锅炉给水加氧处理工艺。

背景技术

[0002] 在锅炉全挥发处理的无氧、高pH值工况下，给水、疏水系统容易发生流动加速腐蚀（FAC），省煤器、水冷壁沉积速率高。并由此产生一系列的问题，如结垢造成机组锅炉压差上升快；给水泵动力消耗高；减温水调节阀、疏水调节阀频繁堵塞；水冷壁节流孔的氧化铁沉积导致爆管。为此发展出了给水加氧处理工艺，也就是从凝结水经处理系统出口和除氧器出口加入氧，在流动纯水条件下，用适量的氧使碳钢表面形成一层均匀致密的“三氧化二铁+四氧化三铁”双层保护膜，使热力系统碳钢的腐蚀得到了有效的抑制。

[0003] 然而近几年来，全国火电厂因氧化皮剥落堵塞而引起的爆管事故频繁发生，有些锅炉一年发生多次这类事故，严重的达10次之多，大大影响了锅炉运行的安全性、可靠性和经济性，无数的事实证明，加氧加速了蒸汽氧化和氧化皮脱落的速度，这是因为过量的氧会破坏“三氧化二铁+四氧化三铁”双层保护膜所处的环境。双层保护膜中夹杂的氧化铬与高温含氧蒸汽反应生成气态羟基氧化物，双层保护膜界面由于铬蒸发散逸形成空穴，空穴逐步增多导致双层氧化皮界面结合强度逐步降低，最终导致灾难性的氧化皮脱落事故。

[0004] 因此在进行给水加氧处理时，如何有效控制加氧量，在充分发挥加氧处理的优点的同时有效抑制因加氧而加速蒸汽氧化和氧化皮脱落的速度的缺点（有效地控制受热面的高温蒸汽氧化速度）已成为亟待解决的关键技术。目前已发展出了定向微量加氧技术，即严格控制到达高温受热面的氧量。例如，申请公布号CN102603085A，申请公布日2012.07.25的中国专利公开了一种电站锅炉给水加氧处理工艺，在采用OT处理工艺下实施，适用于直流炉和汽包炉，加氧阶段包括：常量氧化转化阶段和微氧运行补膜阶段；常量氧化转化阶段为在凝结水精处理系统出口和高压给水系统的给水泵入口同时加氧对给水系统进行氧化，并控制主蒸汽中的溶解氧浓度≤5μg/L；微氧运行补膜阶段为待给水系统形成氧化膜后，降低高压给水系统的加氧量，使加入的氧仅供修补和维持氧化膜，同时控制主蒸汽中的溶解氧浓度≤5μg/L。其不足之处在于，该工艺在常量氧化阶段控制主蒸汽中的溶解氧浓度≤5μg/L，也就是在常量氧化阶段将主蒸汽中的溶解氧浓度控制在≤5μg/ L的一个恒定值（将凝结水经处理系统出口的加氧量控制在50~1505μg/L，同时将高压给水系统的给水泵入口的加氧量控制在50~150μg/L），而在常量氧化阶段随着系统三氧化二铁保护膜的建立，会造成系统消耗的氧量下降，因此在常量氧化转化阶段后期会造成氧的过量，使得实际到达高温受热面的氧量上升，此外，该工艺中的微氧运行补膜阶段降低高压水系统的加氧量使得氧量仅满足修补和维持氧化膜，但在微氧运行补膜阶段对加氧量并没有具体的调控指标，由于在不同的工况下，氧化膜的破损程度与高温受热面的氧化状态不同，因此给水系统所需要的氧量是不同的，这样便很容易造成高压水系统的加氧量不足或过量，也就是说该工艺并不能真正有效地控制受热面的高温蒸汽氧化速度。

发明内容

[0005] 本发明是为了解决现有技术所存在的上述问题，提供了一种锅炉给水加氧处理工艺，本发明通过监控氢量，严格控制到达高温受热面的氧量，能有效的控制受热面的高温蒸汽氧化速度，在充分发挥加氧的优点的基础上最大限度的限制了加氧加速蒸汽氧化和氧化皮脱落的速度的缺点。

[0006] 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

[0007] 一种锅炉给水加氧处理工艺，包括在凝结水精处理系统出口与除氧器出口对给水系统进行加氧的给水加氧处理，给水加氧处理的阶段包括初期加氧阶段和后期加氧阶段，所述初期加氧阶段与后期加氧阶段的转换点为自给水加氧处理开始后的第十二个月，初期加氧阶段的第一个月，控制凝结水精处理系统出口与除氧器出口的加氧量均在35~40μg/L，之后将凝结水精处理系统出口与除氧器出口的加氧量以每月0.01~0.03%的幅度逐渐降低；在后期加氧阶段，控制凝结水精处理系统出口的加氧量在30μg/L以下并使除氧器进口氢量稳定在0.2~0.4μg/L，同时控制除氧器出口的加氧量在30μg/L以下并使主蒸汽中氢量稳定在0.4~0.8μg/L。在570℃以上，水分子会分解为氢氧原子结构，氧原子会氧化表面的铁形成金属氧化膜，受热面的高温蒸汽氧化越严重，则蒸汽中氢量就越高，但当加氧后就改变了此反应平衡，金属就直接与氧反应，且加入的氧越多，氢就越少，因此在锅炉运行的稳定期，氢量的过多或过少均可说明锅炉高温受热面存在较为严重的氧化现象，只要控制氢量在合理的范围内，就可以认为所加的氧没有对高温受热面蒸汽氧化产生较大的负面作用，本发明是发明人在该技术原理的基础上再结合实际操作得到的数据经设计、优化后得到的。本发明将凝结水精处理系统出口与除氧器出口在第一个月内的最初的加氧量限定在35~40μg/L以严格控制系统的加氧量，发明人在实际工作中总结得出，最初的加氧量限定在35~40μg/L便可建立完整的“三氧化二铁+四氧化三铁”双层保护膜，过少则不能形成整的“三氧化二铁+四氧化三铁”双层保护膜，过多则会加速蒸汽氧化和氧化皮脱落，而本发明中的前期加氧阶段主要是受热面上“三氧化二铁+四氧化三铁”双层保护膜的建立阶段，在该阶段中，随着系统“三氧化二铁+四氧化三铁”双层保护膜的建立，系统消耗的氧量下降，因此随着时间的推移，本发明将凝结水精处理系统出口与除氧器出口的加氧量以每月0.01~0.03%的幅度逐渐降低（这里所说的加氧量以每月0.01~0.03%的幅度逐渐降低，降低的基准是上个月的加氧量，并不是以最初的加氧量为基准），在保证“三氧化二铁+四氧化三铁”双层保护膜建立的同时尽可能降低因加氧量的过量而造成加速蒸汽氧化和氧化皮脱落的风险，更能有效控制受热面的高温蒸汽氧化速度，此外发明人在实际操作中总结发现，初期加氧阶段的第一个月，控制凝结水精处理系统出口与除氧器出口最初的加氧量在35~40μg/L，之后将凝结水精处理系统出口与除氧器出口的加氧量以每月0.01~0.03%的幅度逐渐降低，在这个前提下，锅炉系统中“三氧化二铁+四氧化三铁”双层保护膜的建立时间为一年左右，之后“三氧化二铁+四氧化三铁”双层保护膜处于稳定过程，也就是锅炉系统处于较为稳定的系统，因此，发明人根据实际工况将初期加氧阶段与后期加氧阶段的转换点设定在给水加氧处理开始后的第十二个月，也就是自给水加氧处理开始后的十二个月内为初期加氧阶段（也就是初期加氧阶段的时间为一年），而十二个月之后便是后期加氧阶段，以十二个月为转换点，也更有利于本发明在工业上的实际实施。由于在前期加氧阶段主要是“三氧化二铁+四氧化三铁”双层保护膜的形成过程，有效抑制了高温受热面的氧化过程，使得锅炉系统受热面的高温蒸汽氧化速度得到了实际的有效控制，而且形成的“三氧化二铁+四氧化三铁”双层保护膜较为致密，不易脱落，也就是初期加氧阶段没有严重的氧化过程与氧化皮脱落过程，因此在初期加氧阶段没有对蒸汽中的氢量进行限定。而后期加氧阶段主要是加氧以维持和修补“三氧化二铁+四氧化三铁”双层保护膜，氧需求降低，因此要降低加氧量，但由于此时形成的“三氧化二铁+四氧化三铁”双层保护膜结构已经变得较不稳定，因此在不同的工况下，氧化膜的破损程度与高温受热面的氧化状态均不同，这会直接导致蒸汽中含氢量的变化，同时导致给水系统所需要的氧量也是不同的，因此本发明通过测量蒸汽中的氢量来监控加氧对高温受热面氧化的影响，并根据蒸汽中的氢量的变化来调控加氧量，氢量的监测是一种现有的常规技术手段（可参考《超超临界机组蒸汽含氢量监测技术应用》，周江，余明芳），故不在此赘述。本发明的发明人经过不断的摸索试验后得出，当控制除氧器出口的加氧量与除氧器出口的加氧量在30μg/L以下，同时将除氧器进口氢量稳定在0.2~0.4μg/L，将主蒸汽中氢量稳定在0.4~0.8μg/L时，所加的氧不会对高温受热面蒸汽氧化产生较大的负面作用，也就是当控制除氧器出口的加氧量与除氧器出口的加氧量在30μg/L以下，将除氧器进口氢量稳定在0.2~0.4μg/L，将主蒸汽中氢量稳定在0.4~0.8μg/L时，能在充分发挥加氧的优点的基础上最大限度的控制了加氧的缺点，本发明通过监控氢量以调整加氧量，更为严格地控制到达高温受热面的氧量，有效地控制受热面的高温蒸汽氧化速度，本发明中由于工况的不稳定，不可能将除氧器进口氢量与主蒸汽中氢稳定在一个固定值，只要保证除氧器进口氢量与主蒸汽中氢量在上述的范围内波动即可。

[0008] 作为优选，初期加氧阶段的第一个月，控制凝结水精处理系统出口与除氧器出口最初的加氧量在36~38μg/L 。

[0009] 作为优选，初期加氧阶段的第一个月后，凝结水精处理系统出口与除氧器出口的加氧量以每月0.015~0.025%的幅度降低。

[0010] 作为优选，在后期加氧阶段，调整凝结水精处理系统进口的加氧量以控制除氧器进口氢量稳定在0.2~0.3μg/L。

[0011] 作为优选，在后期加氧阶段，调整除氧器出口的加氧量以控制主蒸汽中氢量在0.5~0.7μg/L。

[0012] 因此，本发明的有益效果是：

[0013] （1）将加氧处理的阶段分为初期加氧阶段和后期加氧阶段，且初期加氧阶段和后期加氧阶段的转换点为自给水加氧处理开始后的第十二个月，这样更有利于本发明在工业上的实际实施；

[0014] （2）初期加氧阶段的第一个月，控制凝结水精处理系统出口与除氧器出口最初的加氧量在35~40μg/L，之后将凝结水精处理系统出口与除氧器出口的加氧量以每月0.01~0.03%的幅度逐渐降低，在保证“三氧化二铁+四氧化三铁”双层保护膜建立的同时尽可能降低因加氧量的过量而造成加速蒸汽氧化和氧化皮脱落的风险，更能有效控制受热面的高温蒸汽氧化速度；

[0015] （3）在后期加氧阶段，控制凝结水精处理系统出口的加氧量在30μg/L以下并使除氧器进口氢量稳定在0.2~0.4μg/L，同时控制除氧器出口的加氧量在30μg/L以下并使主蒸汽中氢量在0.4~0.8μg/L，本发明给出了具体的氢含量控制值，通过监控氢量并参照氢含量的控制值以调整加氧量，更为严格地控制到达高温受热面的氧量，有效地控制受热面的高温蒸汽氧化速度，能在充分发挥加氧的优点的基础上最大限度的控制了加氧的缺点。

具体实施方式

[0016] 下面通过具体的实施方式对本发明做进一步的描述。

[0017] 在本发明中，如无特别说明，均为本领域常规方法。

[0018] 实施例1

[0019] 一种锅炉给水加氧处理工艺，包括在凝结水精处理系统出口与除氧器出口对给水系统进行加氧的给水加氧处理，给水加氧处理的阶段包括初期加氧阶段和后期加氧阶段，所述初期加氧阶段与后期加氧阶段的转换点为自给水加氧处理开始后的第十二个月，初期加氧阶段的第一个月，控制凝结水精处理系统出口与除氧器出口的加氧量均在35μg/L，之后将凝结水精处理系统出口与除氧器出口的加氧量以每月0.01%的幅度逐渐降低；在后期加氧阶段，控制凝结水精处理系统出口的加氧量在30μg/L以下并使除氧器进口氢量稳定在0.2~0.4μg/L，同时控制除氧器出口的加氧量在30μg/L以下并使主蒸汽中氢量稳定在0.4~0.8μg/L。

[0020] 实施例2

[0021] 一种锅炉给水加氧处理工艺，包括在凝结水精处理系统出口与除氧器出口对给水系统进行加氧的给水加氧处理，给水加氧处理的阶段包括初期加氧阶段和后期加氧阶段，所述初期加氧阶段与后期加氧阶段的转换点为自给水加氧处理开始后的第十二个月，初期加氧阶段的第一个月，控制凝结水精处理系统出口与除氧器出口的加氧量均在39μg/L，之后将凝结水精处理系统出口与除氧器出口的加氧量以每月0.016%的幅度逐渐降低；在后期加氧阶段，控制凝结水精处理系统出口的加氧量在30μg/L以下并使除氧器进口氢量稳定在0.2~0.4μg/L，同时控制除氧器出口的加氧量在30μg/L以下并使主蒸汽中氢量稳定在0.4~0.8μg/L。

[0022] 实施例3

[0023] 一种锅炉给水加氧处理工艺，包括在凝结水精处理系统出口与除氧器出口对给水系统进行加氧的给水加氧处理，给水加氧处理的阶段包括初期加氧阶段和后期加氧阶段，所述初期加氧阶段与后期加氧阶段的转换点为自给水加氧处理开始后的第十二个月，初期加氧阶段的第一个月，控制凝结水精处理系统出口与除氧器出口的加氧量均在40μg/L，之后将凝结水精处理系统出口与除氧器出口的加氧量以每月0.03%的幅度逐渐降低；在后期加氧阶段，控制凝结水精处理系统出口的加氧量在30μg/L以下并使除氧器进口氢量稳定在0.2~0.4μg/L，同时控制除氧器出口的加氧量在30μg/L以下并使主蒸汽中氢量稳定在0.4~0.8μg/L。

[0024] 实施例4

[0025] 一种锅炉给水加氧处理工艺，包括在凝结水精处理系统出口与除氧器出口对给水系统进行加氧的给水加氧处理，给水加氧处理的阶段包括初期加氧阶段和后期加氧阶段，所述初期加氧阶段与后期加氧阶段的转换点为自给水加氧处理开始后的第十二个月，初期加氧阶段的第一个月，控制凝结水精处理系统出口与除氧器出口的加氧量均在36μg/L，之