氨不加联氨的处理方式(AVT(O)),并运行了15个
月,水质稳定,机组负荷稳定。自2010年8月实
施给水加氧处理后,7号锅炉运行效果较好。
2 给水加氧处理原理
给水加氧处理是指从凝结水精处理混床出口和
除氧器出口向纯水加入氧气、氨。在微碱性的高纯
度水中,氧气能够使碳钢表面形成双层氧化膜:一
层是紧贴碳钢表面的磁性氧化铁(Fe O ),另一层
是以F%O,为主的阻挡层。在高温流动的水中,致
密的Fe:O 溶解度很低,可防止碳钢腐蚀。
金属表面氧化膜层要能起到保护作用,必须具
备2个条件:
(1)氧化物层必须是难溶的、无裂缝和无孔的,
且金属氧化成氧化物的速度即金属的溶出速度要
小,以免影响机组的使用寿命;
(2)若因运行中的机械或化学原因,损坏了氧
化膜层,则必须有修复损坏膜的条件和能力。
碳钢表面形成的表面保护膜(氧化物层、钝化
层)的成分和结构,不仅受碳钢在水中电位的影响,
还受水溶液中pH值和阴离子种类的影响。因此,
在碱性调节的给水或中性、加氧调节的给水中,碳
钢表面的保护层是不同的。
2.1 铁氧化膜的形成机理
给水全挥发性处理时,与纯水接触的金属表面
覆盖的铁氧化物层主要是Fe,O ,其形成过程如下:
由金属表面逐步向金属内部氧化生成了比较致密的
内伸Fe3O 薄层,Fe O 层从钢的原始表面向内部
深入,铁素体转化为Fe,O 的内伸转变是在维持晶
粒形状和晶粒定位的情况下完成的。Fe O 层呈微
孔状(孔隙率1%~15%),并有沟槽将孔连接起来,
从而使介质能瞬时进入到钢表面。同肘部分Fe抖
从铁素体颗粒中扩散进人液相,生成多孔的、附着
性较差的Fe。O 颗粒,沉积在较致密的F%O 内伸
层上,形成传热性较差的外延层,该膜在高温纯水
中具有 定的溶解性。 ,
在OT工况下,由于不断向金属表面均匀供氧,
金属表面仍保持一层Fe3O 内伸层,而由Fe O 微
孔通道中扩散出来进入水相的Fe 被氧化,生成
Fe20 的水合物,沉积在外而生成Fe20 保护层,
从而使金属表面形成致密的“双层保护膜”。
2.2 电化学原理
从电化学的角度分析,在流动的高纯水中添加
适量氧,可提高钢的自然腐蚀电位数百毫伏,使金
属表面发生极化或使金属的自然腐蚀电位超过钝化
电位,生成致密而稳定的氧化性保护膜,从而起到
抑制钢铁被腐蚀的作用。
2.3 对铜的氧化膜的影响
根据资料可知,氧化铜溶解度最低的pH值为
8.0~9.0。低压加热器为铜合金管时,给水pH
值的下限不应低于8.6。在加氧条件下,铜合金表
面生成双层结构的氧化膜,内层为氧化亚铜膜,外
伸层为氧化铜膜。由于氧化铜的溶解度大于氧化亚
铜,因此给水中铜离子的质量浓度会有所增加。给
水中的铜将沉积在锅炉受热面和汽轮机高压缸,这
是含铜材料的机组中难以采用给水加氧处理技术的
根本原因。
2.4 影响氧化膜形成的因素
2.4.1 电导率
在加氧水中,电导率与碳钢腐蚀产物溶出速
度之间存在着线性关系。水中杂质,特别是Cl一
会妨碍正常的磁性氧化铁保护膜的生成。给水必
须是高纯度的方可进行加氧处理,其电导率应在
0.15~0.20 S/cm(25℃)。
研究结果表明:当水的阳离子电导率为O.10
nS/cm 时,随着氧浓度的增加(超过50 pg/L),
碳钢的腐蚀速度会显著下降;当阳离子电导率达到
O.30~S/cm时,腐蚀速度开始增大。因此,将阳
离子电导率为0.30 S/cm作为门限值,当给水阳
离子电导率大于此值时,应停止加氧处理。
2.4.2 给水pH值
在无氧除盐水中,碳钢的腐蚀速率随着pH值
的升高逐步降低。在有氧的除盐水中,碳钢的腐
蚀速率在pH值为7.0时降得很低,并且不再随着
pH值的升高而改变。
2.4.3 溶解氧浓度
保持纯水中一定的氧浓度是为了保证碳钢的腐
蚀电位高于其钝化电位。溶解氧浓度的确定与纯水
的流动状况和温度有关。在碳钢表面氧化膜形成期,
需要的氧量比形成后要大得多。
2.4.4 给水流速
在加氧情况下,使水保持适当的流速有利于碳
钢表面形成均匀的氧化膜,而水的流动是保持防腐
一