文章介绍了高加疏水不加氧存在的问题及高加疏水安全加氧，试验研究了高加疏水加氧抑制腐蚀的效果，讨论了空气加氧对水质的影响。结果表明，为规避高氧处理潜在促进过热器、再热器的氧化皮剥落的风险，应采用全保护加氧方式，对高加疏水进行单独加氧；高加疏水加氧对于腐蚀的抑制作用主要体现在抑制悬浮铁的生成；高加疏水加氧最安全的方式为加空气。
1 引言
加氧处理是解决给水系统流动加速腐蚀、给水压差上升快、锅炉水冷壁结垢速率高、高加疏水调节阀及水冷壁节流孔堵塞、锅炉酸洗周期短、精处理混床氢型运行周期短等一系列问题的最有效办法[1]。传统的加氧方式为给水高氧处理，参照DL/T805.1-2011《锅炉给水加氧处理导则》，给水氧含量控制在30～100μg/L，蒸汽有氧，通过带氧的蒸汽钝化高加疏水系统，该加氧方式可以实现对水汽系统的全面保护，然而，相关研究表明蒸汽中的氧能够促进Fe2O3氧化层的生成[2]，由于Fe2O3氧化层的热膨胀系数与奥氏体钢存在较大的差异，在管壁温度变化较大的情况下，奥氏体管道内表面的Fe2O3氧化层受到较大的挤压应力，从而导致内部氧化层的破裂和剥落[3]。氧化皮导致的过热器和再热器堵管、爆管问题，是许多电厂加氧的最大顾虑。为避免蒸汽管道的氧化皮问题，行业内逐渐接受给水低氧处理，低氧处理的给水氧含量通常控制小于30μg/L，该加氧方式可以保护给水系统，但是给水较低的氧含量消耗在修复与维持给水系统、省煤器、水冷壁致密的钝化膜上，蒸汽系统无氧，因此，高加疏水也无氧，高加疏水系统无法得到保护[4]。
鉴于给水高氧处理及低氧处理存在的问题，作者团队首次提出“给水低氧处理+高加疏水加氧处理”的全保护加氧处理工艺，该工艺控制给水氧含量在10μg/L～20μg/L，高加疏水氧含量在10μg/L～50μg/L，加氧后主蒸汽氧含量无明显增加，同时对高加疏水进行加氧，有效保护了高加疏水系统[7]。然而，如何向高温高压的高压加热器进行安全加氧，高加疏水加氧抑制腐蚀的效果等一系列问题还有待进一步研究。
2高加疏水不加氧存在的问题及高加疏水安全加氧
2.1 高加疏水不加氧存在的问题
高加疏水系统的温度处于最容易发生流动加速腐蚀的敏感区间（150℃～250℃），其腐蚀速度通常是电厂所有水汽系统中最快的。同时，高加疏水系统为汽液两相系统，在加氨调节pH值的条件下由于氨的汽液分配系数大，高加疏水系统中的氨大部分分布于汽相中，液相的pH值明显偏低，对于一些给水加低氧的机组，由于加氧后通常会降低给水的pH值，这会导致高加疏水的pH值更低、腐蚀更加明显。
对于高加疏水系统，高加疏水单独加氧是目前解决其流动加速腐蚀最有效的手段。对于不进行高加疏水加氧的机组通常会发生以下现象：1、高加疏水系统腐蚀明显，高加疏水的铁含量甚至能达到十几个μg/L；2、高加疏水调阀堵塞，高加换热管泄漏等影响安全运行的问题时有发生[5-8]；3、高加疏水流量通常为数百吨，大量的腐蚀产物随高加疏水回收至除氧器，随后沉积在锅炉给水系统中，影响锅炉换热效率，增大给水压差，增加给水泵能耗等。
2.2 高加疏水安全加氧
为保护整个高加疏水系统，应向1号高压加热器汽侧进行加氧，由于高加疏水逐级自流，带氧的1号高加疏水会自动保护后面的2号及3号高压加热器。如何向1号高压加热器进汽侧进行加氧从而保证整个高加系统都有氧，是高加疏水加氧的关键点。GB 50030-2013《氧气站设计规范》规定当氧气压力大于10MPa时管道应采用铜及铜合金管道。GB 16912-2008《深度冷冻法生产氧气及相关气体安全技术规程》规定氧气压力大于3MPa不允许采用钢管输送纯氧气。600WM超临界机组，其1号高加的进汽压力约为8MPa，660MW超超临界机组，其1号高加的进汽压力约为10MPa，对于超（超）临界机组，为保证氧气能持续稳定加入1号高加汽侧，其供气压力至少应为9MPa～11MPa。传统的加纯氧方式无法满足相关标准要求，无法向1号高压加热器汽侧安全加氧。如果采用高压压缩空气作为氧气来源，当供气压力为11MPa时，氧气分压依然小于3MPa，可以实现向高加汽侧安全连续加氧，解决了不能直接向高加汽侧加氧的技术难题。
3 高加疏水加氧抑制腐蚀的试验研究
3.1 加氧抑制高加疏水腐蚀的效果
加氧抑制流动加速腐蚀的机理表明，加氧可以使碳钢表面疏松的Fe3O4保护层转化为致密的Fe3O4+Fe2O3保护层，起到钝化防腐的作用[9，10]。
为了深入研究加氧对高加疏水系统腐蚀抑制作用的机理及腐蚀产物在取样过程中沉积的情况，西安热工院在某电厂进行了高加疏水加氧就地取样与取样间取样的对比试验。
试验使用配有0.45μm微孔滤膜的平板过滤器对10L体积的水样进行过滤，用滤膜滤出悬浮铁，按照DL/T 502.27《火力发电厂水汽分析方法第27部分：悬浮状铁的组分分析》测出悬浮铁总量并换算至单位体积水样中的悬浮铁含量，同时测滤液中离子铁的含量，总铁含量=悬浮铁含量+离子铁含量。
3.2 加氧抑制高加疏水腐蚀的试验结果及分析
高加疏水于11月9日10：00开始加氧，就地取样点于11月13日10：00检测到有氧，取样间于11月14日15：00检测到有氧。高加疏水加氧转化前后就地取样点和取样间悬浮铁、离子铁及总铁含量的变化曲线。
由图可以看出：1）随着加氧转化的进行高加疏水的铁含量逐渐降低，其中悬浮铁含量降低幅度较大，离子铁含量降低幅度较小；2）一旦就地取样点或者取样间检测到溶解氧，转入加氧运行后，高加疏水铁含量明显降低并很快稳定在一个较低的水平，总铁含量<2μg/L；3）加氧转化前，高加疏水就地取样点的悬浮铁含量平均为7.1μg/L，取样间的悬浮铁含量平均为5.1μg/L，就地取样点悬浮铁含量明显高于取样间的悬浮铁含量，就地加氧转化需要4天左右，取样间加氧转化需要5天左右。试验期间保持高加疏水pH值不变。
由此可以得出：1）高加疏水加氧对于流动加速腐蚀的抑制作用主要体现在抑制悬浮铁的生成；2）高加疏水加氧对于抑制腐蚀效果显著，加氧转化完成后铁含量立即稳定在较低水平；3）高加疏水流动加速腐蚀产生的悬浮铁会沉积于取样管路中，取样间测得的铁含量要低于实际的腐蚀量，同时，较长的取样管路也需要加氧转化，加氧转化完成后，取样间的总铁含量与实际水平相当。
4 结论
1、从安全角度考虑，直接向高加疏水中加压缩空气是符合相关安全规定的。
2、非氧化性工况运行时，高加疏水系统的腐蚀产物主要是悬浮态铁的氧化物，部分会沉积在取样管路中，导致取样间铁含量测定值偏低。
3、工业应用结果表明，以净化后的压缩空气为氧源，向高加疏水侧单独加氧可以有效抑制高加疏水侧的流动加速腐蚀，大幅减少悬浮铁的生成，彻底解决给水低氧处理后，由于蒸汽无氧，高加疏水侧流动加速腐蚀无法解决的问题。
