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一种碱性氧化性水化学工况

摘要

本发明公开了一种碱性氧化性水化学工况,特点为:(1)向火力发电机组给水、凝结水中加氧,控制给水和精处理前后凝结水氧含量为10~150μg/L;(2)调节给水和精处理前后凝结水pH值为9.5~11,使给水和精处理前后凝结水呈碱性;(3)控制给水和精处理前后凝结水的氢电导率标准值小于0.15μS/cm,期望值小于0.1μS/cm。本发明碱性氧化性水化学工况既适应于水冷壁管内和给水系统的腐蚀防护,又适应于凝结水系统的腐蚀防护,这里的凝结水系统包括精处理前凝结水系统和精处理后至除氧器的凝结水系统。

著录项

  • 公开/公告号CN103553199A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2014-02-05

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 武汉大学;

    申请/专利号CN201310547036.7

  • 发明设计人 谢学军;王瑞;李钊;杨洋;

    申请日2013-11-06

  • 分类号

  • 代理机构武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙);

  • 代理人张火春

  • 地址 430072 湖北省武汉市武昌区珞珈山武汉大学

  • 入库时间 2024-02-19 21:36:01

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2017-12-22

    未缴年费专利权终止 IPC(主分类):C02F1/68 授权公告日:20150916 终止日期:20161106 申请日:20131106

    专利权的终止

  • 2015-09-16

    授权

    授权

  • 2014-03-12

    实质审查的生效 IPC(主分类):C02F1/68 申请日:20131106

    实质审查的生效

  • 2014-02-05

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明属于水化学工况领域,涉及一种碱性氧化性水化学工况。

背景技术

火力发电机组水汽主循环系统的腐蚀防护,目前主要通过对除盐水除氧或加 氧以及调节pH值来实现,也就是通过选择合适的水化学工况,即采用全挥发处 理(All Volatile Treament,简称AVT,包括AVT(R)和AVT(O))或联合水处 理(Combined waterTreatment,简称CWT,在我国也叫加氧处理(Oxgenated  Treatment,简称OT))来实现。实施水化学工况一方面可减少锅炉内的沉积物, 延长清洗间隔时间;另一方面可减少汽轮机通流部分的杂质沉积物。

除氧AVT水工况,能使碳钢腐蚀产生的亚铁离子和水中的氧反应,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,水可以通 过这些晶粒间隙渗入到钢材表面引起腐蚀,即Fe3O4膜的保护效果较差,不能抑 制亚铁离子从钢材基体溶出。而加氧CWT或OT水工况,可在碳钢表面形成双 层结构的膜:一层是紧贴在钢表面的磁性Fe3O4内伸层,另一层是尖晶石型Fe2O3层。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 处又生成一层Fe2O3层,使Fe3O4表面的孔隙和沟槽被封闭,再加上Fe2O3的溶 解度远比Fe3O4的低,所以形成的保护膜更致密和更稳定。如果由于某些原因使 保护膜损坏,水中的氧化剂能迅速通过上述反应修复保护膜。但是CWT或OT 水工况只对给水、精处理后凝结水进行加氧和调节pH值,并控制pH值为 8.0~9.0,呈弱碱性,对水汽氢电导率要求严,氧含量只对给水有不同于AVT的 要求,蒸汽、精处理前后凝结水的氧含量都只与机组类型、参数直接相关,与采 取的水化学工况不直接相关。因此,现有的氧化性水化学工况只适应于水冷壁管 内和给水系统的腐蚀防护,不适应于全部凝结水系统的腐蚀防护。

发明内容

针对现有技术存在的不足,本发明提供了一种不仅适用于水冷壁管内和给水 系统腐蚀防护、而且还适应于凝结水系统腐蚀防护的碱性氧化性水化学工况。

为解决上述技术问题,本发明采用如下的技术方案:

碱性氧化性水化学工况,包括特点:

(1)向火力发电机组给水、凝结水中加氧,控制给水和精处理前后凝结水 氧含量为10~150μg/L;

(2)调节给水和精处理前后凝结水pH值为9.5~11,使给水和精处理前后 凝结水呈碱性;

(3)控制给水和精处理前后凝结水的氢电导率标准值小于0.15μS/cm,期 望值小于0.1μS/cm。

上述调节给水和精处理前后凝结水pH值为9.5~11是采用向给水和精处理前 后凝结水中加入挥发性碱来实现。所述的挥发性碱优选为氨水。

由于给水和精处理前后凝结水均为除盐水,只要保证凝汽器的密封性,则给 水和精处理前后凝结水的氢电导率标准值即可达到小于0.15μS/cm。在凝汽器密 封性良好、不泄露的情况下可以不投运精处理,否则,投运精处理应急,水工况 转变为AVT。

可通过分别在除氧器后给水泵前的给水、精处理出口水和凝汽器凝结水中加 氨水,来调节给水和精处理前后凝结水pH值使给水和精处理前后凝结水呈碱性。

如果给水和精处理前后凝结水氧含量低,则通过在除氧器后给水泵前的给水 或凝汽器凝结水中通入氧气,以使得给水和精处理前后凝结水氧含量达到 10~150μg/L。如果给水和精处理前后凝结水氧含量高,可通过打开除氧器排气门 排出给水和精处理前后凝结水中多余的氧气,以使得给水和精处理前后凝结水氧 含量达到10~150μg/L。

下面将详细叙述与本发明相关的公知常识。

一、实施水化学工况的基本目的

1、尽量减少锅炉内的沉积物,延长清洗间隔时间。

锅炉内,特别是下辐射区水冷壁管内总是不可避免地会产生沉积物(主要是 氧化铁沉积物),为保证锅炉安全运行,应定期对锅炉进行化学清洗以清除沉积 物。锅炉水化学工况的基本要求之一是:使机组连续两次化学清洗的间隔时间与 机组大修的间隔时间相适应。应该注意,从经济角度考虑,越是大容量机组,越 希望延长机组大修的间隔时间,因此对锅炉水化学工况提出了更高要求。

2、尽量减少汽轮机通流部分的杂质沉积物。

因为蒸汽参数高,溶解杂质的能力大,直流锅炉给水中的盐类物质几乎全部 被蒸汽溶解带到汽轮机中去。亚临界压力及以上压力蒸汽溶解铜化合物的能力较 大,在汽轮机最前面的级中可能产生铜的沉积物。解决汽轮机内铜沉积的最根本 办法是热力设备完全不用铜合金,但我国已投运或将要投运的亚临界压力及以上 压力机组,有用铜合金材料制作的设备,如低压加热器、凝汽器、射汽式抽气器 冷却器等。如何使给水铜含量达到水质标准的要求、防止铜沉积也是水化学工况 的基本要求之一。

因此,水化学工况应能保证锅炉受热面管内、汽轮机通流部分、凝结水和给 水系统管壁内不发生腐蚀、不产生沉积物。

二、水化学工况的评价方法

对机组的水化学工况要作出正确评价,必须全面考察以下各方面。

1、根据水质指标评价

通过测定机组稳定运行和变工况运行时的主要水质指标,特别是给水中铜、 铁化合物的含量,评价水化学工况是否合理。不仅要看水质指标的绝对数值,还 要看机组工况发生各种变动之后,水质恢复正常所需时间。

所谓变工况,是指机组在过渡过程中的运行工况,如降负荷运行、升负荷运 行、滑参数运行、启停频繁的调峰工况运行等。

例如,俄罗斯规定,流经超临界压力机组最后一级低压加热器之后水的含铜 量,在机组稳定运行时,必须不大于5μg/L;在变工况运行时,必须不大于10μg/L; 超临界压力机组稳定运行时给水含铁量必须不大于10μg/L,变工况运行时必须 不大于20μg/L。

我国目前只有启动时的水质指标和正常运行时的水质指标规定,没有变工况 运行时的水质指标规定,也没有机组工况发生各种变动之后水质恢复正常所需时 间的要求,见中华人民共和国国家标准GB/T12145-2008《火力发电机组及蒸汽 动力设备水汽质量》。

2、根据锅炉水冷壁内表面沉积物量评价

(1)测量锅炉最高热负荷区域水冷壁管的外壁温度。

测温时,不仅要看管外壁温度的绝对数值,还要看每运行1000h后,管外壁 温度升高的速度。

(2)在最高热负荷区域内割管检查水冷壁管内的沉积物量。

机组运行一段时间后,检查水冷壁管内沉积物量并考虑机组连续运行时间, 评价机组水化学工况。若机组连续运行不太长时间,管内沉积物量已达到极限允 许值,则表明水化学工况不理想,需要改进。

3、根据汽轮机通流部分沉积物量评价

(1)机组运行时的监督

机组运行时监督汽轮机通流部分的沉积物量(简称积盐),是按监视级(主 要为高压缸的调节级)中的蒸汽压力来进行监督。实际上是按调节级压力升高率 ΔP=(PT.n-PT.0)/PT.0,其中,PT.0为没有任何沉积物(即,机组刚投入正 常运行)时高压缸调节级的压力;PT.n为机组运行n小时后高压缸调节级的压 力。为此,在汽轮机铭牌负荷(或接近铭牌负荷)运行时,精确测量调节级的压 力,每昼夜至少一次。然后绘制出相同运行条件下(负荷、新蒸汽流量、真空度 等)调节级压力随时间的变化曲线。

(2)检修时的检查

汽轮机大修时,开缸检查通流部分金属表面沉积物附着情况。逐级检查并记 录沉积物的外观、分布位置、数量,并采集沉积物样品作化学分析。必要时作相 应的物相分析,例如,X射线衍射分析。

4、根据水汽系统不同部分金属材料的均匀腐蚀速度及磨损腐蚀速度评价。

在水汽系统一定位置安装腐蚀指示片(也称试片),经长时间运行后,根据 腐蚀指示片测定金属的均匀腐蚀速度和磨损腐蚀速度。为使监测结果更可靠,可 在所测部位安装多个材质相同、表面加工状态相近的腐蚀指示片,腐蚀指示片安 装位置的介质温度相差应小于10℃、介质流速应接近。例如,俄罗斯规定超临 界压机组热力系统中钢材的均匀腐蚀速度不超过25mg/(m2·h),5年内锅炉钢材 的磨损腐蚀速度平均每年不超过0.05mm。

金属的磨损腐蚀主要发生在机组给水系统的设备中,它是高速水流对金属表 面的强烈冲刷作用及电化学作用的共同结果。将标准材料制作的腐蚀指示片安装 在一定条件的水流中,做磨损腐蚀试验,再根据磨损腐蚀试验数据评价水化学工 况。

三、现有氧化性水化学工况的防腐原理和要求

1、现有氧化性水化学工况的防腐原理

给水温度一般为200℃~300℃,由于给水温度较高,在给水水质较好、水中 含有微量氧的情况下,即除氧AVT水工况下,碳钢腐蚀产生的亚铁离子和水中 的氧反应,在碳钢表面形成Fe3O4氧化膜,反应式如下:

6Fe2++O2+6H2O→2Fe3O4+12H+

这样产生的Fe3O4氧化膜,Fe3O4晶粒间隙较大,水可以通过晶粒间隙渗入 钢材表面引起腐蚀,即Fe3O4氧化膜保护效果较差,不能抑制亚铁离子从钢材基 体溶出。

如果向给水中加入足量的氧化剂,如气态氧,即采用加氧CWT或OT水工 况,不仅可加快形成Fe3O4氧化膜的反应速度,而且可通过下列反应在Fe3O4氧 化膜的孔隙和表面生成更加稳定的α-Fe2O3

4Fe2++O2+4H2O→2Fe2O3+8H+

2Fe3O4+H2O→3Fe2O3+2H++2e。

这样,加氧CWT或OT水工况下,碳钢表面形成双层膜,一层是紧贴在钢 表面的磁性Fe3O4内伸层,磁性Fe3O4内伸层外面是尖晶石型α-Fe2O3层。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 一层Fe2O3层,使Fe3O4表面的孔隙和沟槽被封闭,再加上Fe2O3的溶解度远低 于Fe3O4,所以形成的双层保护膜更致密和稳定。如果由于某些原因使保护膜损 坏,水中的氧化剂能迅速地通过上述反应修复保护膜。

因此,与除氧AVT水工况相比,加氧CWT或OT水工况中的加氧可使钢表 面形成更稳定和更致密的Fe3O4-Fe2O3双层保护膜,其表层呈红色,厚度一般小 于10μm,多数晶粒的尺寸<1μm。但加氧CWT或OT水工况对水质要求比除氧 AVT水工况更严,特别是电导率应控制得更小,否则碳钢表面不但不能形成保 护膜,氧反而加速碳钢腐蚀。

2、现有氧化性水化学工况CWT或OT的要求

(1)电导率

氧只有在纯水中才可能起钝化作用,所以给水能保持足够高的纯度是实施 CWT或OT水工况的首要前提条件。实验结果表明,电导率0.1μS/cm的纯水中, O2浓度大于100μg/L时,碳钢腐蚀速率极低;但是,当电导率>0.3μS/cm时,碳 钢的腐蚀速率随O2浓度的增加而显著加大。因此,我国DL/T912-2005要求给水 水样经氢型阳离子交换柱后测定的电导率(简称氢电导率)的标准值<0.15μS/cm、 期望值<0.1μS/cm。

超临界机组均设有凝结水精处理系统,其出水氢电导率一般都小于 0.15μS/cm,并经常小于0.1μS/cm。因此,上述指标是完全可以达到的,但其前 提是凝结水必须100%经过净化处理。

(2)溶解氧浓度

CWT或OT水工况下给水中允许的氧浓度一般都在30~300μg/L范围内。运 行中,如果除氧器维持排气,允许的氧浓度上限值可高一些;如果除氧器排气阀 处于关闭状态,则该上限值应低一些。在我国,DL/T912-2005推荐的标准是 30~150μg/L;实际运行中,无铜机组(如石洞口第二发电厂)维持在100~300μg/L, 有铜机组(如黄埔电厂)则维持在80~120μg/L。在CWT水工况下,给水中的氧 浓度不能太低,否则难以形成更稳定、致密的Fe3O4-Fe2O3双层保护膜。但是, 如果氧浓度过高,不仅钢铁在少量氯化物杂质的作用下容易发生点蚀,而且可能 导致过热器或汽轮机低压缸部件的腐蚀。

研究发现,当水中氧浓度提高到100μg/L后,奥氏体不锈钢部件的应力腐蚀 开始加剧。因此,当钢表面已形成良好钝化膜、给水中铁含量下降到标准值或期 望值以下并且稳定后,水中溶解氧浓度只要能保持给水铁含量基本稳定即可。

(3)pH值

因为给水的缓冲性差,因此给水的pH值过低,特别是当给水的pH值(25℃ 时的pH值)小于7.0时,碳钢会遭受到强烈腐蚀;而pH值过高,会使凝结水 除盐设备的运行周期缩短。因此,美国EPRI导则推荐全铁凝结水、给水系统的 给水pH值控制范围为8.0~8.5,我国DL/T912-2005和德国的标准都规定将给水 的pH值控制在8.0~9.0这样一个较宽的范围内。对于有铜机组,我国 DL/T912-2005规定给水的pH值控制范围为8.5~9.0。

对于有铜机组,实际运行的pH值控制范围对给水中铜含量影响很大。我国 有铜机组的CWT运行经验表明,要控制给水中铜含量不超过AVT运行时的水 平,关键在于pH值的控制范围,并且这个范围相当窄。例如,黄浦电厂CWT 运行时给水pH值控制在8.7~8.9。因此,对于不同的机组,最佳的CWT给水pH 值范围应根据实际情况通过试验来确定,不应机械地执行标准。

因此,现有氧化性水化学工况CWT或OT与除氧还原性水工况AVT的差异, 主要是给水、精处理后凝结水的处理方式和给水水质指标不同。一是加氧和除氧 的区别,机组实施AVT时给水或凝结水除氧,机组实施CWT或OT时给水或凝 结水加氧,因而加氧和除氧时给水氧含量要求不一样,机组实施CWT或OT时 我国国标规定的氧含量标准值为30~150μg/L,实施AVT时我国国标规定的氧含 量标准值为<7μg/L;二是pH值控制范围不同,如无铜机组实施CWT或OT时 我国国标规定的pH值控制范围为8.0~9.0、实施AVT时我国国标规定的pH值 控制范围为9.2~9.6;尽管CWT或OT对电导率要求更严,但现在高参数机组不 管是实施CWT或OT还是AVT,都对电导率要求很严,如我国国标给水氢电导 率的标准值都是小于0.15μS/cm、期望值都是小于0.1μS/cm。不论机组是实施 CWT或OT还是AVT,对蒸汽、精处理前的凝结水都没有进行处理,蒸汽指标 要求和精处理前的凝结水指标要求只与机组类型、参数直接相关,与采取的水化 学工况不直接相关。

所以,现有氧化性水化学工况CWT或OT是只对给水、精处理后凝结水加 氧和加氨水调节pH值(pH值控制范围为8.0~9.0,呈弱碱性),对水汽氢电导率 要求严,氧含量只对给水有不同于AVT的要求,蒸汽、精处理前后凝结水的氧 含量都只与机组类型、参数直接相关,与采取的水化学工况不直接相关。

本发明碱性氧化性水化学工况与现有氧化性水化学工况相比,具有如下区 别:

1、现有氧化性水化学工况只适应于水冷壁管内和给水系统的腐蚀防护,不 适应于凝结水系统(包括运行温度低于200℃的精处理前凝结水系统和精处理后 至除氧器的凝结水系统)的腐蚀防护;本发明碱性氧化性水化学工况既适应于水 冷壁管内和给水系统,又适应于全部凝结水系统(包括运行温度低于200℃的精 处理前凝结水系统和精处理后至除氧器的凝结水系统)。

2、现有氧化性水化学工况仅对给水进行加氧、调节为弱碱性并控制给水的 氧含量、pH值和氢电导率,以及对精处理后凝结水进行加氧、调节为弱碱性, 控制精处理前后凝结水的氢电导率,未控制精处理前凝结水的氧含量和pH值; 本发明碱性氧化性水化学工况既对给水进行加氧、调节为碱性并控制给水氧含 量、pH值和氢电导率,又对精处理后凝结水进行加氧、调节为碱性并控制精处 理前后凝结水的氧含量、pH值和氢电导率。

3、相对于除氧AVT水工况,现有氧化性水化学工况只对给水水质,特别是 给水氢电导率、氧含量和pH值有要求,对凝结水水质无要求;本发明碱性氧化 性水化学工况既对给水水质(包括给水氢电导率、氧含量和pH值)有要求,也 对凝结水水质(包括精处理前后的凝结水的氢电导率、氧含量和pH值)有特定 要求。

和现有技术相比,本发明具有如下优点和有益效果:

既适应于水冷壁管内和给水系统的腐蚀防护,又适应于凝结水系统的腐蚀防 护,上述凝结水系统包括运行温度低于200℃的精处理前凝结水系统和精处理后 至除氧器的凝结水系统。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于 此。

实施例1

本实施例用来模拟凝结水系统的腐蚀防护情况,以40℃除盐水表示凝结水。 将20号碳钢试片在40℃除盐水中通过高压釜进行挂片试验,在40℃温度、pH 值7.0、氧含量分别为6895μg/L、1250μg/L、275μg/L、75.9μg/L、6.8μg/L时测 得试片与腐蚀速率相关的数据,见表1~5。

表1不除氧时20号碳钢的腐蚀速度

表2通氮除氧4min后20号碳钢的腐蚀速度

表3通氮除氧9min后20号碳钢的腐蚀速度

表4通氮除氧14min后20号碳钢的腐蚀速度

表5通氮除氧30min后20号碳钢的腐蚀速度

表1~5中的试验结果表明:

1)各氧含量下,碳钢的腐蚀速度都是VpH8.5>VpH9.5、VpH8.5>VpH7.0,其中, VpH9.5、VpH8.5、VpH7.0分别表示碳钢在pH值为9.5、8.5、7.0下的腐蚀速度。在 部分氧含量不很高(75.9~1250μg/L)的除盐水中,碳钢的腐蚀速度随氧含量降 低而减小,在pH值低或高时都相对更小些,即pH值约7.0和pH为9.5~11.0 时碳钢的腐蚀速度相对更小;pH很高,约11.0时,羟基在碳钢表面具有保护作 用,碳钢的腐蚀速度小,几乎不发生腐蚀,金属表面依然保持金属光泽。在所有 试验氧含量条件下,pH值约11.0时碳钢腐蚀速度都很小,比pH约7.0时更小。

2)在氧含量不很高(75.9~275μg/L)、40℃的除盐水中,要使20号碳钢腐 蚀速度小,甚至几乎不发生腐蚀,在保持水纯净的前提下,必须保持除盐水为中 性或将除盐水的pH值调至9.5及以上。尽量保持除盐水纯净的条件下将pH值 调至9.5及以上,避免出现氧含量为275μg/L、pH8.5左右这样的情况,否则40℃ 除盐水中20号碳钢会严重腐蚀。

实施例2

控制除盐水中氧含量为275μg/L或75.9μg/L,除盐水温度为40℃、100℃、 160℃或220℃,除盐水pH值为9.5或11.0,将20号碳钢在高压釜除盐水中进 行挂片试验,试验结果见表6。由表1~6可知,除盐水中含一定量氧时,不管温 度为40℃、100℃、160℃还是220℃,只要pH值为9.5或11.0,20号碳钢的腐 蚀速度都小。

表6 20号碳钢在高压釜除盐水中挂片试验结果

下面将结合上述实施例的试验结果详细叙述本发明碱性氧化性水化学工况 的相关理论。

一、碱性氧化性水化学工况内涵

碱性氧化性水化学工况,即碱性加氧处理(Basic Oxgenated Treatment,简 称BOT),是指对给水、精处理前后凝结水加氧,控制给水和精处理前后凝结水 氧含量为10~150μg/L;加挥发性碱调节给水和精处理前后凝结水的pH值为 9.5~11,使给水和精处理前后凝结水呈碱性;控制给水和精处理前后凝结水的氢 电导率标准值小于0.15μS/cm、期望值小于0.1μS/cm。由于凝结水系统腐蚀被抑 制,在凝汽器密封性好、不泄漏时甚至可以不投运精处理。

弱碱性、碱性、强碱性对应的pH值分别为7.0~9.0、9.0~12.0、12.0以上。

二、碱性氧化性水化学工况的防腐依据

1、碱性氧化性水化学工况给水加氧的防腐依据。

与现有氧化性水化学工况加氧CWT或OT的一致。给水温度一般在200℃ ~300℃之间,由于温度较高,在给水水质较好、水中含有微量氧的情况下,即除 氧AVT水工况下,碳钢腐蚀产生的亚铁离子和水中的氧反应,能形成Fe3O4氧 化膜;如果再向给水中加入足量的氧化剂,如气态氧,不仅可加快上述形成Fe3O 的反应速度,而且还可在Fe3O4膜的孔隙和表面生成更加稳定的α-Fe2O3,也就 是在碳钢表面形成具有双层结构的膜,一层是紧贴在钢表面的磁性Fe3O4内伸层, 内伸层外面是尖晶石型Fe2O3层。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Fe2O3层,使Fe3O4表面的孔隙和沟槽被 封闭,再加上Fe2O3的溶解度远低于Fe3O4,所以形成的保护膜更致密和更稳定。

2、碱性氧化性水化学工况给水和凝结水加氧及调节给水和凝结水为碱性的 防腐依据。

之所以现有氧化性水化学工况CWT或OT调节给水为弱碱性(pH值控制为 8.0~9.0),是因为如果给水为中性除盐水,其缓冲性很小,水质控制难,稍有污 染即可使给水的pH值降至6.5(25℃的pH值)以下;如CO2漏入则会使给水 pH值降至酸性范围,凝汽器泄漏也可使给水pH值降低,此时加氧不仅不会促 进金属钝化,反而会加速金属腐蚀,如使碳钢遭受强烈腐蚀。而pH值过高,会 使凝结水除盐设备的运行周期缩短。因此,美国EPRI导则推荐全铁凝结水、给 水系统的给水pH值控制范围为8.0~8.5,我国(DL/T912-2005和GB/T 12145-2008)和德国的标准都推荐将给水的pH值控制在8.0~9.0范围内。但将给 水的pH值控制在这样一个范围,只是对给水系统和水冷壁管防腐有利,因为给 水和水冷壁管内水的温度比较高,一般都在200℃~374℃,水质好(氢电导率小 于0.1μS/cm)、水中含微量氧或适量氧,这些条件有利于钢铁表面形成保护膜; 对凝结水系统防腐不利,因为凝结水温度低、pH值不够高、电导率还大(相对 于不调pH值的中性除盐水),这些条件使凝结水系统钢铁表面不能形成保护膜。

表1~6表明,20号碳钢在除盐水中的腐蚀速度在220℃最小,pH值为9.5~11.0 时腐蚀速度都较小(即使温度仅40℃,一般pH值为11.0时腐蚀速度低于pH值 为9.5),即,部分除氧或较彻底除氧时,pH值足够高(为9.5~11.0)或温度适 当(220℃及以上)都有利于碳钢防腐。氧含量低于100μg/L(如:氧含量为 75.9μg/L、6.8μg/L)时20号碳钢在除盐水中的腐蚀速度都较小(除pH值8.5外); 氧含量高于100μg/L(如:氧含量为275μg/L、1250μg/L)时20号碳钢在除盐水 中的腐蚀速度都较大(除pH值为9.5~11.0或温度为220℃时外,即使pH值为 7.0,20号碳钢在除盐水中的腐蚀速度也大);温度低于200℃(如160℃、100℃、 40℃)或pH值为8.5时,20号碳钢在除盐水中的腐蚀速度大。

所以,不论温度高低,只要pH值足够高(为9.5~11.0),20号碳钢在一定 氧含量(1250μg/L、275μg/L、75.9μg/L、6.8μg/L)除盐水中的腐蚀速度都较小, 这说明控制氧含量合适和把除盐水调节为碱性有利于水冷壁管内、给水系统、凝 结水系统防腐;pH值为8.5时,如果温度低于200℃(如:160℃、100℃、40℃), 20号碳钢在除盐水中的腐蚀速度大,即加一定量氧和把除盐水pH值调为8.5, 只对给水系统防腐有利,对凝结水系统防腐不利;pH值为7.0时,如果温度不 够高(200℃以上),则氧含量不能高(如:275μg/L、1250μg/L),否则20号碳 钢在除盐水中的腐蚀速度较大。

现行水汽质量监督标准没有对精处理后凝结水中的氧含量进行监测和提出 控制要求,应增加对精处理后凝结水中的氧含量监测和控制。

3、碱性氧化性水化学工况控制给水、精处理前后凝结水电导率标准值小于 0.15μS/cm、期望值小于0.1μS/cm的防腐依据。

与现行氧化性水工况CWT或OT要求电导率标准值小于0.15μS/cm、期望 值小于0.1μS/cm的依据一样,即实验结果表明,在电导率为0.1μS/cm的纯水中, O2浓度大于100μg/L时,碳钢腐蚀速率极低,但电导率>0.3μS/cm时,碳钢的腐 蚀速率随O2浓度的增加显著加大。

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