水汽系统氢电导超标原因

水汽系统氢电导超标原因

王海国

大唐东营发电有限公司 山东省东营市 257000

摘要：对330MW亚临界汽包锅炉供暖期间的典型水汽指标进行了统计，并对其产生的主要原因进行了调查和分析。通过一系列的改进，例如，为了减少回收水中的氧和CO2的运载，将加热排水管的长度延长至水箱的控制水位，并在维修过程中对换热器的管束进行彻底的检查和封闭，并加强对管道的在线校准与维修，适当调节进水和炉水的投入量，加大对水的持续排放和定时排放，有效地改善了给水的溶氧率和含氢率，降低了蒸汽和热设备的腐蚀和结垢的危险，为解决同类设备的故障问题提供了借鉴。

关键词:水汽系统；氢电导；超标

采用化学法进行脱盐-混床。该脱盐装置的最大功率为140吨/小时，两套水处理设备，一套出力70吨每小时。水处理工艺是海水经过反应沉淀池、V型滤池、超滤、海水反渗透、淡水反渗透、阴阳混床后得到合格的除盐水。

在热力系统中，氢的导电性能是一种非常重要的测量方法。该方法能有效地克服氨的用量对测量结果的影响，同时也能充分地反映出水蒸气的质量。随着氢的导电性能的提高，蒸汽对热系统的侵蚀和损害也会增大；该方法能较好地反映出锅炉蒸汽系统中的阴离子杂质含量。

1氢电直流炉流程简述

直流锅炉的参数高，容量大，动态特性复杂，子系统间耦合强烈。过热温度控制的目标是大惯性、强非线性和纯滞后，是目前直流锅炉运行控制中的一个难题。目前，传统燃煤机组的过热蒸汽温度控制主要是通过水煤比粗调和喷水减温调节等串联 PID控制。直流锅炉过热系统按蒸汽、水的工质状况，可将其划分为过冷区、相变区、过热区。在机组运行时，按照水煤比控制策略中的给水与送煤的先后次序，提出了一种基于给水跟踪和煤量跟踪的直流锅炉水煤比控制方案。在实际应用中，汽水分离装置的出口微过热蒸汽温度通常被称作“中间点”，其数值与机组的水煤比有很大关系。（见图1）

图1直流锅炉过热系统流程图

2氢电导的概要

氢气的导电性能是反映水汽、水气品质的重要指标。尤其是在系统负离子浓度不正常的情况下，通过计算氢电导率可以较好地反映出锅炉汽水系统中的负离子杂质的变化情况。氢气导电度超标，说明水质受多种因素影响，应按下列方法加以控制。

①在机组启动的早期，对系统的安装、锅炉的酸洗等残余杂质的治理还没有得到很好的解决。在供水时，某些盲区或酸洗液贮存中存在的杂质，极易引起氢气导电。

②在常规操作过程中，由于冷凝器的泄露，造成了水的污染，由于真空的泄露，系统中的CO2增多，因此，H+,H-,Cl-,HCO3-,NO3-,CO32-,SO42-,chcoo-有关的离子增多，因此，氢电导率超出了标准。

3水汽氢电导率异常原因

由于补给水质量不佳以及冷凝器渗漏，导致了氢气的传导性提高。经过检测，两个监测指标都很差：0.055微米/厘米的导电率和3.19毫克/升的二氧化硅（2019-2021年11月的平均值）；凝结水的Na+没有任何异常，这两种情况都可以被排除。通过对该体系的进一步分析，我们认为，有机物浓度较高的水会在高温下进入锅炉，从而使其发生热分解，从而提高水汽的氢电导率。因此，在2000年十月二十六日，在水蒸气中氢的导电率达到最高时，我们对第一单位的水蒸气进行了测定。钠离子对体系水蒸气的导电性能有很大的影响，而总的碳和有机物的含量很高，分别为4544微克/升和3792微克/升；有机碳比无机碳高4.91倍；这样的高含碳量，就足够引起水蒸气的氢导电。碳素的高含量来源于补充水体中的有机碳，也就是原水有机物。同时，我们也意识到，假如有机物质的含量过高，那么系统水中的低分子有机酸就会成为它的分解产物，从而导致热设备的酸蚀；所以，我们工厂的氢电导异常是十分危险的，需要加以处理。

4水汽系统氢电导治理措施

4.1直流炉过热蒸汽常规控制

目前，常规的超临界直流锅炉过热蒸汽温度控制策略是通过水-煤比例粗调和喷水减温调节来实现的。图2示出了以中间点过热作为受控变量的供水（水煤比）控制系统的方框图，以及过热器喷雾降温串联控制系统的方框图。

在机组深度调峰工况下，为避免因过热蒸汽温度急剧下降而引发的低温保护动作而造成机组跳闸，在实际操作中，过热式喷水减温器被锁定，而图3所示的内环丧失其调整作用。由于过热蒸气压力 Ps、给煤量（燃油） B、烟气流 W等多种强干扰的作用，使其具有较强的非线性特性，在不同的辅助设备工况下，很难建立起统一的数学模型。

图2给水控制系统方框图

图3过热蒸汽喷水减温控制系统方框图

4.2及时调整除氧器排气阀开度

水平式水轮式除氧机是用来对水进行热脱氧的。在操作中，脱氧工艺是在沸点处进行的。为保证分离气的顺畅排出，必须调节排气阀到合适的开口量。在使用过程中，要根据给水的溶氧值和加热后的排水量，适时地调节排气阀的开度，以确保脱氧的效果。

4.3热网加热器的停运保护

在停机和待机过程中，如果对设备进行保护，可能会造成设备的腐蚀，从而对供热过程中的系统安全运行造成威胁。另外，腐蚀产物会随着排泄物流入热系统，从而产生水垢和侵蚀。所以，要采取关停和后备保护措施：第一，在最初的加热站供暖期末，系统不会排放，并进行充水保养，使其最小静压达到0.2MPa；其次，在补充管道中加入氢氧化钠，使体系pH值达到10.0或更高。每周30分钟，循环水循环。每星期取样，检测pH值，并作记录。在pH值较低的情况下，添加氢氧化钠。

4.4加强水汽品质监督

供热与排水装置采用了在线的氢电导率计和钠电流计，用于对污水的水质进行实时监控。另外，定期监测硬度，重铬酸硅，铁。对水质未达标的，应立即予以警告或停止；加强对锅炉水pH、电导率、氯化物、磷酸盐、硅等指标的监测，适时地充分发挥鼓式加热炉的作用，调节蒸汽指标。

5水汽系统中二氧化碳对水汽品质的影响

由于CO2泄露进入蒸汽系统，不仅会腐蚀汽轮机的初期凝结区和排水管道，而且会加快空气冷却器内的水汽流量，使凝结水的含铁量大幅提高。采用前置过滤器和高速混床进行细聚浓缩的设备，其离子交换作用十分有限，因为每次涂膜的数目很小。因此，泄漏的CO2肯定会耗尽阴离子树脂的交换能力，导致精制装置提前失效，置换掉的Cl-、SO2-4及其他有害的阴离子，从而严重地影响精制工艺的操作周期和水质。另外，在实际操作中，使用粉状树脂的直接空气冷却装置，其水蒸气的氢电导率通常大于0.15微米。根据S/cm的规定，用离子层析方法测定的水蒸气中的负离子浓度很低，这与测定氢电导率的结果有很大的出入。其根源在于，由于冷却岛面积大，真空密封性能差，冷凝水在大气中的CO2含量更高。可见，在蒸汽体系中溶解的CO2不但会对精制装置产生影响，还会对氢电导率产生重要作用。

6结语

在汽水工艺监督中，给水溶解氧和水蒸气的氢电导率是最主要的控制指标，也是防止四根管子腐蚀、结垢的关键参数。由于冬季供暖和排水等因素的作用，导致水体中的溶氧和氢气的导电指数超标，造成了严重的腐蚀、结垢和盐垢。延长排水管长度到排水槽液位以下，全面检查和堵塞换热器管束泄漏，加强在线仪表校准和维护，做好水汽指数监测和合理调整加药量，并通过加大锅炉水的定时、定时调整除氧器排气门开度，做好停备用保护工作，大大提高了水蒸气的溶解氧和氢电导率合格率，降低了腐蚀风险，为解决同类型机组的类似故障提供了分析思路。

参考文献：

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[2]吴贵德,赵立伟,汪洋,孙宏娟.原水有机物影响水汽氢电导率升高的原因初探[J].华北电力技术,2004(02).