【摘要】本文浅析火电厂锅炉给水加氧处理适用范围、原理、条件、汽包炉给水加氧处理、对疏水系统的影响，以及给水加氧处理的效果评定。

直流锅炉氧化铁污堵、结垢速率高和锅炉压差上升速度快是上世纪 80 年代 火电厂发电机组突出的问题，这主要与给水系统铁含量高有关。抑制给水系统的 腐蚀，降低给水铁含量是关键。1988 年经热工研究院研究和工业模拟试验，确 认给水加氧处理是解决问题的有效方法。 后在亚临界燃油直流锅炉机组上进行工 业试验，效果较好。在燃煤亚临界和超临界直流锅炉机组上运行也成功。目前世 界很多国家在直流炉普遍应用给水加氧处理技术的基础上， 正大力研究和应用汽 包炉给水加氧处理技术。

1 适用范围

给水处理采用加氧处理的目的就是通过改变给水处理方式，降低含铁量和 抑制炉前系统(特别锅炉省煤器入口管和高压加热器管)的流动加速腐蚀，降低 锅炉水冷壁管氧化铁的沉积速率和延长锅炉化学清洗周期。 工艺的核心是氧在水 质纯度很高的条件下对金属有钝化作用。 为保证水质纯度，要求系统必须配置凝 结水精处理混床;再者是低压加热器管材最好不是铜材。

2 给水加氧的原理 在给水加氧方式下，由于不断向金属表面均匀地供氧，使金属表面形成了 致密稳定的“双层保护膜”。这是因为在流动的高纯水中添加适量氧，可提高碳 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电位达到钝化电 位， 在金属表面生成致密而稳定的保护性氧化膜。 直流炉应用给水加氧处理技术，在金属表面形成了致密光滑的氧化膜， 不但很好地解决了炉前系统存在的水流加 速腐蚀问题，还消除了水冷壁管内表面波纹状氧化膜造成的锅炉压差上升的缺 陷。

3 给水加氧处理的条件

必须在水质很纯的条件下进行。直流炉给水加氧处理时，只需考虑给水含 氧量和给水含铁量的关系， 严格控制给水的电导率。但汽包炉给水加氧处理除控 制给水的电导率、含氧量和含铁量外，还要考虑炉水的电导率、含氧量。

1)凝结水精处理出水水质。应用前提是机组配置有全流量凝结水精处理设 备。运行条件和出水品质的好坏，是锅炉给水加氧处理是否能正常进行的前提。 凝结水精处理必须保证出水的氢电导小于 0.075 μS/cm。

2)取样监控。尽管有些汽包锅炉从连续排污管引出的炉水铁含量很小，但 结垢速率很高，与实际情况不符。说明以前炉水取样点主要是为监测炉水含盐量 而设计的。亚临界锅炉的汽包结构与中、高压锅炉不同，给水分配管布置在汽包 的底部紧靠下降管的入口。给水中的氧进入汽包后大部分自然要向汽包空间逸 出，剩余部分混入锅水通过下降管进入受热面。为防止水冷壁氧腐蚀，进入水冷 壁的氧含量必须受到监测和控制。

3)加氧控制系统。氧化剂采用气态氧，高压氧气瓶提供的氧气经减压阀针 形流量调节阀加入系统。加氧点为凝结水精处理出口母管;另点为除氧器出口母 管。

4)锅炉结垢量。应用给水加氧处理前，锅炉应进行化学清洗，除去热力系 统中的腐蚀产物。原因：①给水加氧处理工艺没有“除垢”作用，只是在原来的 Fe3O4 氧化膜上通过部分 Fe3O4 转换为 Fe 2O 3，形成双层保护膜，厚度变化不大。 ②水冷壁管的氧化膜表面的波纹状垢在加氧后消失， 可能与组成表面波纹状垢的 大颗粒 Fe 3O 4 被转化为细小的颗粒或被剥离有关。但水冷壁管的氧化铁垢层的厚 度并没有明显减薄。③原先热力系统金属表面沉积的黑色 Fe 3O4 粉会转换为棕红 色的α-Fe3O4，仍覆盖在热力系统金属的表面，易造成在高温区氧气对金属仍有钝化作用的误解。④如果没有去除沉积在热力系统中的铜氧化物，在加氧处理开 始后，铜的腐蚀产物会转到汽轮机高压缸沉积。因此，对热力系统应预先进行化 学清洗。

5)热力系统材质。材质一般选用以下几种：1)司太立合金(钨铬钴合金) ; 含铜量小于 1%的铁基合金;铜合金。

4 汽包炉给水加氧处理

汽包炉能否应用加氧技术，已成为国内倍受关注的问题。因为有些亚临界 汽包炉的给水尽管采用了 AVT 处理，该方式下给水含铁量仍较高，已造成锅炉 结垢率较高和高压加热器等设备结垢等问题。根据直流炉加氧处理的经验，给水 加氧处理是最有效的降低给水含铁量的方法。汽包炉给水加氧处理时，水中的溶 解氧主要是对给水系统和疏水系统进行保护，而对锅炉本体的保护作用有限。 关 键要控制炉水水质， 并避免炉水中有害阴离子在氧存在的条件下对锅炉本体产生 的不良影响。

汽包炉给水加氧处理主要控制以下内容

5 对疏水系统的影响

在给水全挥发处理(AVT)条件下，加热器疏水系统的管材和壳体的汽液 分界区在运行中可能发生水流加速腐蚀， 在停备用期间易受氧腐蚀。高压加热器 的腐蚀产物随疏水进入除氧器，特别是机组启动时，大量的锈蚀产物会进入热力 系统，沉积在锅炉受热面。给水处理采用加氧处理，可使加热器疏水系统的水相 金属表面生成保护性氧化膜，有效地抑制水流加速腐蚀和停备用腐蚀。

为防止停运期间的氧腐蚀，在机组停机和启动期间又需要打开排汽门，一 是防止氧腐蚀;二是确保机组启动阶段排出 CO 2 等不凝性气体。如运行期间加 热器的排汽门关不严，氧含量达不到 10～20μg/L，则应考虑调整给水 pH 值， 以 保证蒸汽 pH 值可满足疏水系统防腐蚀的需要。

6 对蒸汽系统的影响

加氧处理工艺应用 30 年来，在全球 85%的直流炉和 5%以上汽包炉上已成 功应用。最新发展的超超临界机组的给水处理工艺采用加氧处理也得到公认， 并 大面积的推广应用。

研究应用中曾遇到有的机组因怀疑主汽门卡涩与加氧有关而中断此工艺 况。经调研，主汽门卡涩问题在国内较普遍，氧化皮问题在所调查的电厂中也有 不同程度的影响。从采用和未采用此工艺的电厂看，给水处理的方式与主汽门卡 涩没有直接关联。一般加强监测和缩短检修周期，并彻底除去主汽门本体的氧化 皮，是控制主汽门卡涩的有效办法。要想治本，应选用抗氧化和抗脱落性能更好 的材料。

7 给水加氧处理的效果评定

评定应用给水加氧处理技术所产生的效果，主要有氧化还原电位、给水铁 含量、 水冷壁结垢速率和锅炉压差等指标，还可用凝结水精处理混床的运行周期 和运行成本等经济效益指标进行评定。

【参考文献】

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