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摘 要:完善火电厂水汽有机物含量的检测方法,能够有效防范有机物对火电机组材料的腐蚀作用,对促进火电厂的长远发展,具有重要作用。本文在对火电厂水汽有机物含量对热力设备的影响进行综合阐述的基础上,论述了火电厂水汽有机物含量对热力设备的影响,并对火电厂水汽有机物含量检测进行了实例分析,明确了火电厂水汽有机物含量检测效果,以期为相关人士提供借鉴和参考。
关键词:火电厂;炉外水处理系统;TOC含量
0引言
随着火电厂机组参数的提高以及水源有机物污染的加重,水汽中有机物的行为越发受到关注。由于水中有机物对阴离子交换树脂(以下简称阴树脂)的污染,有机物分解造成水汽电导率升高、pH 值下降,需更密切监测其对汽轮机材料的腐蚀。为此,有必要加强对水处理设备去除有机物的运行管理, 查明水处理系统中各设备去除有机物的效能, 及时更新失效滤料(如活性炭);同时监督机组热力介质中有机物含量,及时发现异常情况。
1火电厂水汽有机物含量对热力设备的影响
火电厂水汽中的有机物含量经常由于氢电导率超标而降低检测的准确性,部分有机物含量过高还会对离子交换出水的品质造成不良影响,此外,水汽中的有机物过量还会造成火电机组的腐蚀。调查研究表明,80%的火电机组损坏都与水汽中有机物含量过高有关,水汽中二氧化碳含量的增加,会造成热力设备的腐蚀疲劳,如果能够将有机酸与二氧化碳进行中和,则能够有效防止设备的损坏。有机物之所以能够引起热力设备的腐蚀,根本原因在于硫和磷等离子进入设备导致的,补给水系统的污染严重和采用的有机添加剂纯度不高都是引发腐蚀现象的原因。研究结果显示,火电机组中不含有硫和磷等离子,即使总有机碳的含量较高,均不会对热力设备构成腐蚀威胁。因此,控制火电厂有机物含量具有必要性。应利用总有机碳含量作为控制有机物含量的重要指标,从而减少水汽中有机物对热力设备的腐蚀,维护火电机组的稳定运行。
2 火电厂水汽有机物含量的检测方法分析
化学耗氧量是火电厂水汽有机物检测的重要指标,是对有机物被氧化程度的真实反映,属于条件性指标的范畴。在检测火电厂水汽有机物的过程中,氧化剂的种类、浓度、剂量,溶液的酸碱度以及催化剂都能对化学耗氧量产生影响。随着总有机碳检测方法的不断推广,使得超临界火电机组对水汽中有机物的检测成为可能,通过运用总有机碳的有机物检测方法,能够实现对有机物分布规律的了解和掌握,有利于防止热力设备被有机物腐蚀,对火电厂热力设备的维护,具有促进作用。
3火电厂水汽有机物含量检测的实例分析
为某电力试验研究院对省内 3 个火电厂 6 台超临界和一个火电厂的亚临界参数机组炉外水处理系统及机组水汽系统的 TOC 进行检测,以了解多个火电机组热力介质中有机物的分布情况。
3.1炉外水处理系统
水处理的类型有澄清、活性炭过滤器、反渗透、超滤以及离子交换除盐等。检测 200 余个水样,试验结果统计数据见表 1—表 3。
表1某超临界参数600 MW火电厂补给水处理系统TOC含量测试结果
表2某超临界参数600 MW火电厂补给水处理系统TOC含量测试结果
表3某超临界参数600 MW火电厂补给水处理系统TOC含量测试结果
(1)补给水处理系统中起去除有机物作用的主要是活性炭过滤器和阴树脂。 活性炭过滤器减轻了有机物对阴树脂的污染,延长了其使用寿命;阴树脂去除有机物的作用比活性炭还强,可达 80 %左右。
(2)混合离子交换器能少量去除有机物。
(3)超滤除有机物效果不明显 ,去除率不超过10 %。
(4)反渗透装置作为预除盐设备,对有机物不仅去除量大,而且去除率高,可达 86 %。 澄清池除有机物的效果最显著,从去除量看是最高的。
3.2火力发电机组热力系统
取样点包括主蒸汽、 凝结水精处理混合离子交换器出口、省煤器给水等。
(1)此次普查中,机组水汽中 TOC 含量较低,远低于《DLT 912—2005 超临界火力发电机组水汽质量标准》中规定 TOC 含量极限值 200 μg/L,且各电厂相应水样的 TOC 含量较为接近。 说明在普查期间,,某省主要火电厂大机组的热力介质(水汽)未受到有机物的污染。
(2)火电机组的水汽中,微量阴离子(包括甲酸根、乙酸根)含量较低,大部分水样的微量阴离子含量不超过 100 μg/L, 这与 TOC 含量较低也相符。在高温、高压情况下,有机物会部分分解成甲酸和乙酸。 甲酸和乙酸易造成汽轮机合金钢材料腐蚀,所以,检测水汽中 TOC 含量能及时发现汽轮机材料腐蚀的趋势。
(3)精处理出口水与凝结水中的 TOC 含量接近(TOC 低含量情况下, 取样和测量有一定的误差 ),同时也说明该精处理混合离子交换器树脂未出现老化分解现象。如果树脂分解,其析出的有机物会使精处理出水的 TOC 含量比进口高。
4结束语
通过以上研究发现,在检测火电厂有机物含量的过程中,通过合理选择水汽有机物的检测方法,能够有效掌握有机物检测的分布规律。在此基础上,合理设计炉外水处理系统和火电厂的火电机组热力系统,有利于减少水汽中有机物含量过高对热力设备的腐蚀作用。因此,在检测火电厂有机物含量的过程中,可以应用上述方法。
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