[摘 要] 本文介绍了我国超临界机组给水加氧处理存在很多问题，讨论了给水加氧处理的机理，并就加氧条件、加氧浓度、运行中加氧、停炉保护、化学清洗及钝化工艺注意事项等进行了分析和探讨。

给水加氧处理法(OT)是一种新兴的给水处理方法。它是在微碱性水环境条件下(pH=9.0左右)，通过向给水中注入微量的氧化剂(通常是O2)使金属表面形成一层致密的溶解度极低的三价氧化铁保护膜，使金属进入钝化区，阻止金属发生流动加速腐蚀(FAC)，降低给水含铁量、炉管的结垢速率、锅炉整体运行阻力以及锅炉的清洗频率，从而提高锅炉效率。这项技术在1977年德国问世以来，很快被许多欧洲国家用于火电厂的给水处理。美国和日本也相继推广应用这项技术。我国于1988年首次在望亭电厂300MW直流炉上进行了工业试验，并取得满意的结果。

1 加氧处理的机理

1.1 电化学理论

在热力设备水汽系统中发生的腐蚀大都属于电化学腐蚀，处于该介质中的金属受腐蚀的倾向主要取决于金属的自然腐蚀电位，腐蚀电位越高越不易被腐蚀，反则亦然。从热力学观点来看，在全挥发工况条件下碳钢的腐蚀电位为-0.3V左右，给水pH在8.8～9.5之间。在加氧处理工况下碳钢的自然腐蚀电位为0.10～0.3V，根据Fe-H2O体系的E-pH图，当给水的pH达到8.0～8.5之间时，铁处于钝化区。只要给水的氢电导率小于0.15μS/cm，铁就能进入钝化状态。碳钢表面的氧化物由Fe3O4变成Fe2O3。由OT工艺形成的保护膜用下面的反应式描述。

5Fe+3O2+4NH4+= Fe3O4+2Fe2+ +4NH3+2H2O

2Fe2+ +02+4NH3+2H2O=Fe2O3+4NH4+

1.2 钝化膜的形成机理

给水在AVT无氧、高pH值情况下，在纯水中与水接触的金属表面覆盖的铁氧化物层主要是Fe3O4。在Fe3O4层形成过程中，由金属表面逐步向金属内部氧化生成了比较致密的内伸Fe3O4薄层，Fe3O4层从钢的原始表面向内部深入。铁素体转化为Fe3O4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。Fe3O4层呈微孔状，沟槽将孔连接起来，从而使介质瞬时进入到钢表面，同时有一部分二价铁离子从铁素体颗粒中扩散进入液相，生成多孔的、附着性较差的Fe3O4颗粒，沉积在较致密的Fe3O4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一定的溶解性。OT工况时，由于不断向金属表面均匀供氧，从Fe3O4层扩散出的2价铁离子被迅速氧化，形成溶解度很低的 Fe2O3致密层。Fe2O3致密层在Fe3O4锈层颗粒表面和晶粒间沉积，封闭了Fe3O4垢层的表面和孔隙而形成致密的―双层保护膜‖，从而有效地抑制热力系统金属的腐蚀。

1.3 加氧的作用

加氧可以促使Fe2+氧化为Fe3+，其原因是：在腐蚀电池中O2在阴极反应中接受电子还原成为OH-，同时在阴极的还原反应中O2分子提供了Fe2+转化为Fe3+所需的能量。因此，在Fe-H2O系统中，O的去极化作用直接导致金属表面生成Fe3O4和Fe2O3的双层氧化膜，从而完全中止了热力系统金属的腐蚀过程。两种不同结构的氧化铁组成的双层氧化膜比AVT工况下单纯Fe3O4双层膜更致密更完整，因而更具保护性。热力系统中氧的电化学作用还表现在当热力系统金属表面氧化膜破裂时，O在氧化膜表面参与阴极反应还原，将氧化膜破损处的Fe2+氧化为Fe3+，使破损的氧化膜得到修复。

2 给水加氧处理的条件

2.1 通过水质监督，当锅炉机组已达到连续稳定运行的状态，而且锅炉水质不具备腐蚀结垢风险且确实已消除酸腐蚀风险，不再有意外污染的可能时，才可采取氧化处理。因为只有在水质特别纯的情况下(通常氢电导率小于0.15μS/cm)，高浓度氧对金属才有钝化作用，才能形成致密保护膜;如果水质不纯加氧甚至会造成严重腐蚀，因此加氧处理要求给水氢电导率小于0.15μS/cm。

在我国火电厂水汽化学导则第1部分中把省煤器入口给水氢电导率为0.10～0.15μS/cm视为水质异常，要求迅速查找原因，在72 h内使氢电导率降至0.1μS/cm以下，当氢电导率大于0.2μS/cm时必须停止加氧。

2.2 凝结水有100%的精处理装置，且运行正常。凝结水精处理设备的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重要前提条件，直流炉要求给水的氢电导要小于0.15μS/cm ，凝结水精处理必须保证出水的氢电导小于0.10μS/cm。同时注意补给水水质也必须严格控制，并严格要求凝汽器不泄漏。

2.3 只有在受热面附着物量远低于应清洗的极限值时，才可进行氧化处理。德国运行经验认为当水冷壁垢量达到250g/m2时，最好先进行化学清洗再开始加氧。