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超临界机组水化学工况概述 一、超临界机组的给水水质标准 由直流锅炉的工作原理可知，超临界机组对凝结水和给水的纯度，以及凝结水—给水系统腐蚀的控制要求极高。为了阐明超临界机组的给水水质标准，首先必须弄清给水带入锅内的杂质在炉管中沉积和被蒸汽携带的情况。 这与各种杂质在给水中的含量及其在蒸汽中的溶解度等因素有关，因为随给水进入锅炉的杂质，除了被蒸汽携带的部分外，其余的部分就沉积在炉管中，而蒸汽携带的量主要与杂质在蒸汽中的溶解度有关。 1.杂质在过热蒸汽中的溶解度 2.杂质在直流锅炉内的沉积特性 3.影响杂质沉积过程的因素 4.杂质在直流锅炉中的沉积部位 5.超临界机组给水水质标准 影响杂质沉积过程的因素很多，除了前面已讲过的杂质在给水中的含量及其在蒸汽中的溶解度外，还有杂质在高温炉水中的溶解度、水冷壁管的热负荷、锅炉的运行工况等。 在高温炉水中，钙镁等盐类的溶解度随温度的升高而降低。锅炉参数越高（炉水温度也越高），水中杂质就越容易达到饱和浓度，于是在蒸汽湿分较高的区域中就开始沉积。对于氧化铁等在高温炉水中的溶解度很小的杂质，当给水中其含量较高时，甚至可能在沸点以前（炉膛下辐射区水冷壁及以前）的炉管中沉积。 锅炉炉膛各部分的热负荷不可能是非常均匀的，炉管热负荷越高，靠近管壁的炉水蒸发越剧烈，杂质越容易浓缩到饱和浓度而在管壁上沉积。因此，锅炉参数越高，炉管中沉积过程开始得越早；此外，某些在给水中含量小于它在过热蒸汽中溶解度的杂质，也能在炉管上沉积。 4.杂质在直流锅炉中的沉积部位 如上所述，直流锅炉炉管内的沉积物主要是铁氧化物、钙镁化合物和Na2SO4等钠盐。这些杂质随给水进入直流锅炉后，由于水的急剧蒸发而在尚未汽化的水中迅速浓缩、饱和、析出。直流锅炉运行参数越高，炉管中沉积过程开始得越早。 在亚临界压力下运行时，从蒸汽湿度为50%-60%的区域开始就有沉积物析出，但在蒸汽蒸干过程快结束和微过热的管区沉积物较多。在超临界压力下运行时，当水被加热到相应压力的相变点温度即全部汽化，不再出现汽水混合物的两相区。因此，沉积物主要出现在蒸汽微过热的管区。 对于中间再热式直流锅炉，在再热器中，特别是出口管段可能会有铁的氧化物沉积。因为铁的氧化物在蒸汽中的溶解度随蒸汽温度的升高而降低，而再热器出口管段的温度最高。除了再热蒸汽中铁的氧化物之外，再热器本身的腐蚀也会使再热器中沉积铁的氧化物，这可能导致再热器管过热而损坏。 二、超临界机组水处理的特点 ⑴ 在补给水制备方面，水处理系统和设备的选用要求较高，运行管理要求严格。要求有完善的预处理设备和至少应有两级化学除盐装置，其第二级应为混合床除盐装置，以除去水中各种悬浮态、胶态、离子态杂质和有机物，并且应有措施防止水处理系统内部污染（如树脂粉末、微生物、腐蚀产物等被补给水携带），以保证高纯度的补给水水质。 ⑵ 在凝结水净化处理方面，要求100%的凝结水都经过净化处理，完全除去进入蒸汽凝结水中的各种杂质，即包括盐类物质和腐蚀产物等。凝结水净化处理系统包括去除不溶性微粒的设施，如各类前置过滤器和去除溶解性杂质的化学除盐装置。 ⑶ 在给水水质调节处理方面，要求采用适宜的挥发性药品处理，以保证机组在稳定工况和变工况运行时都能抑制机组各个部位、特别是凝结水-给水系统的腐蚀，从而使给水中腐蚀产物的含量符合给水水质标准。 三、超临界机组水化学工况基本要求 直流锅炉的水化学工况就是指直流锅炉给水的处理方式及其所控制的水质标准。直流锅炉水化学工况的基本要求如下： ⑴ 尽量减少直流锅炉内的沉积物，延长清洗间隔时间。在直流锅炉内，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（主要是氧化铁的沉积物），为了排除这些沉积物以保证锅炉安全运行，应定期进行化学清洗。 直流锅炉水化学工况的基本要求之一就是必须使机组两次化学清洗间隔的时间能与设备大修的间隔时间相适应。应该注意到，从经济角度考虑，越是大容量机组，越是希望延长设备大修间隔时间。因此，对超临界机组的水化学工况提出了更高的要求。 ⑵ 尽量减少汽轮机通流部分的杂质沉积物。直流锅炉，特别是超临界直流锅炉，蒸汽参数很高，蒸汽溶解杂质的能力很大，给水中的盐类物质几乎全部被蒸汽溶解到汽轮机中去。超临界压蒸汽溶解铜化合物的能力很大，铜化合物在压力超过24Mpa的蒸汽中的溶解度远远超过亚临界压力蒸汽中的溶解度。 在汽轮机内，当蒸汽压力从24Mpa降低到20-17Mpa时，在汽轮机最前面的级中就可能产生铜的沉积物。 解决汽轮机内铜沉积的最根本的办法是热力设备完全不用铜合金，但国外许多超临界机组低压加热器仍用黄铜管、大多数凝汽器内主要也是采用