1、概述
    火電廠汽水化學(xué)導(dǎo)則第4部分：鍋爐給水處理（DL/T805. 4-2004）全面界定了鍋爐給水處理的三種可供選擇的方式。
    (1)  AVT( R):Reducing all-volatile treatment,也稱還原性全揮發(fā)處理，采用氨和除氧劑（如N2H4等）。此時給水的氧化還原電位(ORP)通常< -200 mv（Ag/AgCI電極）。
    (2)  AVT( O):Oxidizing all-volatile treatment,也稱弱氧化性全揮發(fā)處理，此時加氨但不加除氧劑，氧化還原電位在0~ +80 mv左右。
    (3) OT:Oxgenated treatment，也稱加氧處理，
此時加氨和氧，氧化還原電位通常> +100 mv。
    美國EPRI調(diào)查結(jié)果顯示，世界上運(yùn)行最可靠、性能最好的機(jī)組都是采用OT或AVT( O)處理。這些機(jī)組都有凝結(jié)水處理設(shè)備，且機(jī)組密閉性很好，都沒有用除氧劑…。富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒秸稈顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，同時我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
    國內(nèi)外最新研究成果也表明：在無氧情況下，給水系統(tǒng)加入聯(lián)胺后，管壁表面的鐵氧化物會與聯(lián)胺發(fā)生還原反應(yīng)，使鐵的氧化物變得疏松，溶解性增加、耐蝕性降低。給水的高速流動加速了氧化膜的溶解，使得給水和濕蒸汽系統(tǒng)容易發(fā)生流動加速腐蝕FAC（Flow Accelerated Corrosion，鋼鐵在高流速水中發(fā)生的快速腐蝕），造成鍋爐腐蝕和結(jié)垢速率增加。氧化性水工況環(huán)境下，鋼鐵表面易形成和維持一層致密的更耐蝕的Fez0／Fe304保護(hù)膜，從而達(dá)到減輕金屬腐蝕速度的目的。因此，從發(fā)展趨勢來看，在除氧器運(yùn)行正常的狀況下，越來越傾向于少加或停加聯(lián)胺。目前國內(nèi)已有多臺亞臨界機(jī)組給水采用AVT( O)處理技術(shù)，且都取得了良好的效果。
    給水加入聯(lián)胺的目的，是為了除去除氧器尚未除盡的殘余溶解氧，以防止鍋爐給水系統(tǒng)和爐本體的腐蝕。目前大機(jī)組熱力除氧效率都很高，從近幾年外高橋電廠1～4號機(jī)組熱化學(xué)試驗(yàn)情況來看，除氧器出口溶解氧始終穩(wěn)定在1—4燦g／L范圍（國標(biāo)要求不高于7 yg/L）。因此從某種意義上來說，給水其實(shí)已經(jīng)無氧可除，在此情況下再添加聯(lián)胺進(jìn)一步除氧是否必要值得商榷，這也是本課題立項(xiàng)的目的和意義。
2、兩種給水處理工況的水汽質(zhì)量特性研究
    本課題研究的主體是外高橋電廠3號機(jī)組。
首先對3號機(jī)組在AVT( R)處理時的水汽系統(tǒng)行為特性進(jìn)行查定調(diào)研，然后改為AVT( 0)處理，比較二種處理工的相關(guān)特性數(shù)據(jù)，評估二種處理方法的差異和優(yōu)劣。
2.1水汽系統(tǒng)鐵離子的行為特性
    3號機(jī)給水采用AVT( O)與AVT( R)不同處理方式時，水汽系統(tǒng)鐵離子查定結(jié)果繪制見圖1。從圖1可以看出：給水的處理方式由AVT( R)改為AVT( 0)后，給水、爐水、蒸汽中鐵的含量減少了近50%�？梢�3號機(jī)AVT( 0)處理后，對水汽系統(tǒng)鐵的影響是比較顯著的。
2.2水汽系統(tǒng)溶解氧的行為特性
    檢測給水AVT( O)與AVT( R)處理時除氧器出口、省煤器進(jìn)口、爐水溶解氧含量，見圖2。
    由圖2可知：不論AVT( 0)或AVT( R)處理，水汽系統(tǒng)中的溶解氧含量大致相當(dāng)。除氧器出口的溶解氧濃度基本相同，平均值均小于2 p.g/kg。省煤器進(jìn)口的溶解氧無明顯差異．并未因AVT( R)處理添加了聯(lián)胺，給水溶解氧濃度有所降低。因此在機(jī)組密封性能良好，熱力除氧系統(tǒng)運(yùn)行正常的情況下，不需要添加聯(lián)胺進(jìn)一步除氧，事實(shí)上添加微量聯(lián)胺也很難達(dá)到深度除氧的效果。
2.3水汽系統(tǒng)氧化還原電位
    從測定的數(shù)據(jù)來看，AVT( O)與AVT( R)處理，水汽系統(tǒng)氧化還原電位的數(shù)值變化不大；兩種處理方法所測得的除氧器出口電位和爐水的氧化還原電位相當(dāng)；AVT( O)處理的給水電位比AVT( R)處理高20%左右，但仍為負(fù)值。這一結(jié)果與文獻(xiàn)介紹的數(shù)值有一定的差距。
2.4水汽系統(tǒng)氫電導(dǎo)率
    給水AVT( O)與AVT( R)不同處理方式時，對給水氫電導(dǎo)率與飽和蒸汽氫電導(dǎo)率進(jìn)行了比較。測試結(jié)果表明：AVT( O)處理時給水的氫電導(dǎo)率略小于AVT( R)處理。對飽和蒸汽氫電導(dǎo)率而言，兩種處理方式數(shù)值相當(dāng)（見圖3）。
3、AVT(O)處理水工況深入研究
3.1給水pH對水汽品質(zhì)的影響
    對于給水采用AVT( O)處理的設(shè)備，有觀點(diǎn)認(rèn)為：適當(dāng)提高給水pH值對抑制系統(tǒng)中的鐵較為有利，為此進(jìn)行給水pH調(diào)整試驗(yàn)。試驗(yàn)分兩檔，低pH范圍為9.20一9.30；高pH范圍為9.30一9. 50。試驗(yàn)結(jié)果表明：在法定的給水pH范圍內(nèi)，稍微交化給水pH值對系統(tǒng)鐵的影響不明顯，總體上看，鐵的含量都比較小。
3.2機(jī)組負(fù)荷對水汽品質(zhì)的影響
    外高橋電廠機(jī)組負(fù)荷的特點(diǎn)是：上午處于中、低負(fù)荷狀態(tài)，下午調(diào)整至較高或滿負(fù)荷(280一300 MW)。分別在上午和下午對給水、爐水、飽和水取樣，檢測鐵離子含量。從測定的數(shù)據(jù)來看，兩者濃度相當(dāng)，因此可以認(rèn)為：AVT( O)處理，負(fù)荷變化對水汽品質(zhì)沒有明顯的影響。
4、AVT(O)處理綜合評價
    在對3號機(jī)進(jìn)行AVT( 0)處理6個月后，遇3號機(jī)B級檢修，利用檢修機(jī)會對3號爐省煤器、水冷壁管割管檢查，測定管內(nèi)垢量、結(jié)垢成分，以及檢測管壁氧化膜狀態(tài)，并與2004年大修管樣進(jìn)行比較。
4.1  省煤器和水冷壁管結(jié)垢速率
    比較2004年與2007年檢修時割管的管樣狀況，省煤器管的結(jié)垢量基本相同；水冷壁管的垢量2007年的管樣比2004年約少30%。從管樣垢表面的狀態(tài)來觀測，水冷壁管表觀的結(jié)垢比較致密。圖4是2007年檢修時割取的水冷壁管的表觀狀況。
4.2省煤器和水冷壁管氧化層質(zhì)量狀態(tài)
    分別取4號爐和3號爐省煤器和水冷壁管樣，用掃描電鏡分析氧化層剖面形貌和氧化層平面形貌，比較氧化層組織結(jié)構(gòu)和致密狀況（見圖5～圖8）。
  綜合比較兩種工況、相同部位的形貌圖片，有如下結(jié)論。
    (1)水冷壁平廄形貌差異：4號機(jī)組為典型的Fe3 04晶體，而3號機(jī)組處于轉(zhuǎn)型階段，在固有的大顆粒Fe304晶體上附著有小顆粒Fe203。
    (2)高溫省煤器平面形貌差異：4號機(jī)組晶體顆粒明顯小于3號機(jī)組，而3號機(jī)組更加致密。
    (3)3號爐水冷壁保護(hù)性氧化層結(jié)構(gòu)完整致密，且外層氧化層由于是典型Fe304晶體，表面粗糙，流體阻力大。4號爐保護(hù)性氧化層結(jié)構(gòu)外層較疏松，在加工過程中極易破損。
    (4)3號爐高溫省煤器保護(hù)性氧化層結(jié)構(gòu)完整，內(nèi)層較厚，外層較��；4號爐高溫省煤器保護(hù)性氧化層，內(nèi)層較薄，外層較厚，且較疏松。
    由此可以得出以下結(jié)論：經(jīng)AVT(O)處理后，爐管的保護(hù)性氧化層結(jié)構(gòu)較AVT(R)處理的管子更為完整致密。
4.3機(jī)組啟動階段的化學(xué)水工況
    (1)給水、飽和蒸汽、凝結(jié)水氫電導(dǎo)率走勢平穩(wěn)，絕對數(shù)值約在0.05 ~0.07uS/cm，達(dá)到電廠運(yùn)行控制期望值。
    (2)給水溶解氧含量穩(wěn)定，并未因停加聯(lián)胺而出現(xiàn)波動，平均含量小于3ug/kg，除氧器除氧效果良好，充分說明熱力除氧完全可以滿足生產(chǎn)需求。
    (3)飽和蒸汽和凝結(jié)水鈉離子走勢穩(wěn)定，數(shù)值也都比較小，基本上小于1ug/kg．遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)控制值。
    (4)過熱蒸汽和精處理出口的二氧化硅基本上在6ug/kg左右，運(yùn)行正常。富通新能源生產(chǎn)銷售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶們不錯的選擇。