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锅炉水汽中有机物高温分解和腐蚀特性研究

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发布时间: 2022-10-25 20:42:50

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:“科创中国”智慧能源产业科技服务团| 王伯钊 | 2022-11-15 15:34:56
水汽中有机物的存在是造成热力系统腐蚀的重要原因,严重影响机组的安全经济运行,研究锅炉水汽中有机物的高温分解特性以及对系统的腐蚀特性十分必要。通过高压釜动态模拟试验分析了电厂锅炉水汽中有机物分解特性,利用XRD、SEM等手段研究了不同温度下指示试片的腐蚀特征和腐蚀产物成分。结果表明,高温下水汽中有机物分解会在金属表面产生不同程度的腐蚀,腐蚀程度受水样pH的影响比较明显。提高水汽pH可以减轻有机物对金属表面的腐蚀。

1.该技术以火电厂水汽系统含有机物的实际除盐水为研究对象,通过不同温度下高压釜动态模拟试验考察了电厂锅炉水汽中有机物分解特性,并通过不同温度下高压釜中指示试片的腐蚀特征研究了有机物分解产生的腐蚀特性。

2.该技术分别采用 pH 为6.8(原除盐水)、8.6、9.5左右的除盐水进行高压釜试验,试验结束后对腐蚀指示试片进行SEM分析和XRD分析,研究水汽中有机物的腐蚀特性。得到研究结论,SEM和XRD表征结果表明,腐蚀指示试片表面的腐蚀主要是有机物分解造成的。

3.本研究发现,当水汽中TOC含量较大时,应首先调整水工况,将水汽中pH调整至高限,防止有机物分解导致pH降低,造成热力系统的严重腐蚀。

电厂水汽系统有机物在锅炉高温高压环境下分解,其分解产物包含多种腐蚀性阴离子导致水汽系统氢电导率升高,如果长期缺乏相应的监测手段,这些腐蚀性阴离子会引起汽轮机低压缸的酸性腐蚀,严重时甚至导致汽轮机低压缸叶片断裂事故。电厂有机物来源复杂,危害巨大,尤其是超标时,有机物基团上的氯、硫等腐蚀性杂原子在水汽系统中给热力设备带来的危害将更大。传统监督水中有机物的主要指标是TOC(总有机碳),该指标已无法满足电厂监督有机物的需要,GB12145-2016《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》及DL/T 1358-2014《火力发电厂水汽分析方法 总有机碳的测定》要求监测水汽中的TOCiTOCi包含了水汽中有机物上腐蚀性杂原子的含量,比TOC更真实、全面地反映有机物污染情况和有机物中腐蚀性杂原子的含量,对保证机组安全运行有着重要意义。

中国大唐集团科学技术研究院有限公司(以下简称科学研究院)成立于2013年12月,是世界500强企业-中国大唐集团公司的中央研究院,总部设在北京,下设大唐火力发电技术研究院、信息中心、两优化研究中心、大唐(北京)能源科技有限公司等四家在京单位,拥有大唐东北电力试验研究院、大唐华东电力试验研究院、大唐华中电力试验研究院、大唐西北电力试验研究院、大唐华北电力试验研究院(与大唐火力发电技术研究院合署办公)及大唐水电科学技术研究院等6家区域性电力试验研究院。科学研究院现建有院士专家工作站、博士后工作站、研究生工作站、多个省部级科技合作基地和集团公司研究中心,业务服务范围涵盖火力发电、水力发电、新能源发电、分布式能源、智慧能源等多个领域,是集发电技术服务、技术攻关和科技研发于一体的国家级高新技术企业,已连续两年获得中国电力科技进步一等奖。经过五年多高速发展,科学研究院已凝聚和培养了一千多名高素质专业人才,作为关系国家能源安全、国民经济命脉的能源研究院,目前正积极践行“国家战略实施者、行业发展领先者、清洁能源提供者、公司价值创造者、公共利益维护者”,现向国际知名、国内一流能源研究院昂首迈进。

电厂装备TPRI-TW系列水汽中痕量TOCi分析仪后,可对水汽系统中的TOCi进行准确监测,全面提高机组运行安全性,并带来节能降耗的巨大效益。但在汽水分离装置设计中, 因地制宜, 考虑多方面因素, 优选汽水分离装置的方案, 对于确保设备安全经济地运行,有重要的意义。目前有两种汽水分离装置具有一定的优越性, 但在实际生产中尚未得到广泛的应用,

以技术咨询方式,和煤电企业开展相关的论证研究,待技术获得阶段性成果后,可采取技术入股的方式或者技术转让方式进行成果转化。