薛敏娟
（大唐彬长发电有限责任公司 陕西省咸阳市 713602）
摘 要：本文重点介绍了超临界直流炉中给水带入杂质的沉积和影响因素、超临界直流锅炉给水的监测。
关键词：超临界；直流炉；给水
前言
直流锅炉水汽系统的工作原理、结构和运行工况都与汽包锅炉有很大不同，因此它对水质有特殊要求。在直流锅炉中，水一次流过它的炉管后就完全变为蒸汽，没有循环流动的锅炉水。给水依靠给水泵产生的压力顺序流经省煤器、水冷壁管、过热器管，逐步完成水的加热、蒸发和过热等阶段，最后全部变成过热蒸汽送出锅炉。超临界直流炉机组对给水水质的要求，要比汽包锅炉严格得多。直流锅炉在正常运行时没有水循环，工质在受热面内受热后直接由水变成蒸汽并过热，且没有进行汽水分离的汽包，不能进行锅内加药处理和排污处理。因此由给水带进锅炉的盐类和其他杂质，一部分沉积在锅炉的受热面内，在水冷壁中结垢，在过热器中积盐；另一部分被蒸汽溶解带走，进入汽轮机，沉积在蒸汽通流部位，其余的沉积在锅炉各蒸发受热面上形成水垢。水垢的导热系数很低，结垢导致管壁温度上升，严重时可能出现超温爆管。因此，如果给水质量不良，给水中的大部分盐类及杂质都将沉积在机炉内，长期运行会发生爆管，或汽轮机蒸汽通流面积减小，被迫减负荷，甚至停炉等事故。因此，为了确保锅炉受热面安全，对给水的质量要求十分严格，直流炉凝结水必须进行精处理，以保证给水满足超临界直流锅炉的水质要求，保证机组安全运行。
1 直流锅炉中给水带入杂质的沉积和影响因素
给水水质不良，随给水带入的杂质在直流锅炉中沉积和被蒸汽带走。
1.1 杂质在直流锅炉中的沉积
随给水带入锅内的杂质可能沉积在直流锅炉炉管中的主要是给水中的钙盐、镁盐、硫酸钠等盐类物质，以及金属腐蚀产物。这些杂质随给水带入直流锅炉后，由于水的不断蒸发，它们就不断地浓缩在尚未汽化的水中，当它们达到饱和浓度后，便开始呈固相析出在管壁上，所以它们主要沉积在残余湿分最后被蒸干和蒸汽微过热的这一段炉管内。对于中间再热式直流锅炉，在再热器中可能会有铁的氧化物沉积。各种杂质在蒸汽中的溶解度大都是随汽温升高而增大的，所以当蒸汽在再热器内升温时，它们一般不会沉积出来。但铁的氧化物在蒸汽中的溶解度是随着蒸汽温度的升高而降低的，这就是在再热器中只有铁的氧化沉积的原因。蒸汽中铁的氧化物一般是沉积在再热器出口管段，另外再热器本身的腐蚀也会使再热器中沉积铁的氧化物。因此减少杂质在直流锅炉中的沉积，必须降低锅炉给水的含铁量和防止锅炉本体与热力系统的腐蚀。
1.2 影响杂质沉积过程的因素
一是杂质在高温水中的溶解度。在高温水中，钙盐、镁盐和硫酸钠的溶解度是随水温升高而降低的。所以直流锅炉的参数愈高，水中杂质就愈容易达到饱和浓度，于是在蒸汽湿分较高的区域中，它们就能析出成为沉积物。
二是蒸发管的热负荷及管内传质过程。锅炉炉膛各部分的热负荷不可能是非常均匀的，因而各根炉管内生成沉积物的情况各不相同。在热负荷很高的炉管中，靠管壁的液流边界层因强烈受热而温度较高，在这里由于水的急剧蒸发，杂质很快达到饱和浓度，沉积物析出在管壁上。三是锅炉运行工况。直流锅炉运行工况的变化，也会影响沉积过程。燃烧工况不良，部分杂质沉积在管壁上。所以，如果给水水质长期不良，致使炉管中沉积的钠盐较多以后，在给水水质已改善的初期，由于直流锅炉的运行工况发生变化，有时可能会发生蒸汽含钠量高于给水含钠量的情况。
2 超临界直流锅炉给水的监测
为了防止给水中杂质在直流锅炉内沉积和被蒸汽带往汽轮机中，影响锅炉、汽轮机的安全、经济运行，直流锅炉对给水水质的监测有非常严格的要求。
2.1 硬度、含钠量、含硅量
因为随给水带入的钙、镁盐类几乎完全沉积于直流锅炉的炉管中，所以给水的硬度应接近于零。
因为直流锅炉给水中的绝大部分钠盐，能被蒸汽溶解带到汽轮机中，所以给水中的含钠量应由汽轮机进口蒸汽中的含钠量决定。超临界直流炉给水含钠量应不大于2μg/L，争取不大于1μg/L。
直流锅炉给水中的硅酸化合物能全部被蒸汽溶解，带到汽轮机中，所以给水含硅量应由汽轮机进口蒸汽的含硅量决定。超临界直流炉给水含硅量应不大于10μg/L，争取不大于5μg/L。
2.2 含铁量、含铜量
铁的氧化物在水冷壁、汽轮机和再热器中都有沉积，为了防止沉积，超临界直流炉给水含铁量应不大于5μg/L，争取不大于3μg/L。
为了防止铜的氧化物沉积在炉管中，并且为了减少超临界压力蒸汽的带铜量，从而避免引起汽轮机内沉积铜，超临界直流炉给水含铜量应不大于2μg/L，争取不大于1μg/L。
2.3 PH值、氢电导率、溶解氧、氯离子、TOCi
为了防止热力系统的腐蚀，超临界直流炉给水PH值为8.8-9.3（有铜给水系统）或9.2-9.3（无铜给水系统），氢电导率不大于0.10μs/cm，争取不大于0.08μs/cm，溶解氧不大于7μg/L（AVT（R））或10μg/L（AVT（O）），氯离子不大于1μg/L，TOCi不大于200μg/L。
3 结论
为了防止超临界机组的腐蚀、积盐、结垢，必须加强对给水水质的监测，保证给水水质满足超临界机组的要求。
4参考文献
[1]肖作善，施燮钧，王蒙聚．热力发电厂水处理下册．武汉水力电力大学．中国电力出版社,2004.5
[2]张爱敏，电厂化学设备运行，中国电力出版社，2011.2
[3]张子平，赵景光，化学运行与检修1000问，中国电力出版社，2004.5