不小于二台阳、阴离子交换设备再生所排出废水的总和。这样就能使阳、阴离子交换设备不同时再生，而且在同一时刻内有两台阳或两台阴离子交换相继再生时，仍能保证酸性废水和碱性废水的充分混合。
目前设计的中和池大都是水泥构筑物内补防腐层（如花岗岩）。另外，由于化学除盐工艺上的特点，
一般酸性废水的总酸量总是大于碱性废水的总碱量。为了中和这部分剩余的酸量，有的厂向中和池内投加碱性药剂（如CaO等），有的厂将中和后的酸性废水排入冲灰系统，也有的厂采取加大阴树脂再生剂用量的办法。
如某电厂由于水处理设备较多，在设备中采用了：废酸缓冲池2×300m，废碱缓冲池2×400 m，，
pH值调整池，混合池各200 m、2 m的酸碱溶液箱各一只，罗茨风机三台，各池内均设有空气搅拌管装置，另外设有低位废酸碱泵房一座，内设卧式酸碱泵各三台（其容量为120～200 m/h）和中和排水泵三台（容量为240～400 m/h）。
所以，化学车间酸碱废水的原则性流程是：
加碱或加酸
酸性↗ 废酸缓冲池 ↘ ↓ 化学车间排水——→ pH调整池→ 混合池 碱性 ↘废碱缓冲池 ↗
——→冲灰水水泵吸水井或排入循环水排水虹吸井
化学水处理酸、碱废水除采用自行中和外，还可采用弱酸型阳树脂处理。这种处理方式是将化学水处理车间产生的酸性废水和碱性废水交替通过弱酸性阳离子交换树脂，处理后可使两种废水的pH值控制在6~9之间，而且合格率可达到80%以上。
第七章 热力设备腐蚀与防护
第一节 锅内腐蚀基础知识介绍
目前在发电厂中比较常见的腐蚀是给水系统的腐蚀、锅内腐蚀、汽轮机腐蚀以及凝汽器铜管腐蚀等。本章对这几个方面的腐蚀简述如下。 一、腐蚀类型
金属表面和它接触的物质发生化学或电化学作用，使金属从表面开始破坏，这种破坏称为腐蚀。例如，铁器生锈和铜器长铜绿等，就是铁和铜的腐蚀。 腐蚀有均匀腐蚀和局部腐蚀两类。
(一) 均匀腐蚀。均匀腐蚀是金属和人侵蚀性物质相接触时，整个金属表面都产生不同程度的腐蚀。 (二) 局部腐蚀。局部腐蚀只在金属表面的局部位置产生腐蚀，结果形成溃疡状、点状和晶粒间腐蚀等。图13-13中所示的是各种腐蚀形状。
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均匀腐蚀 溃疡腐蚀 点状腐蚀 晶粒间的腐蚀 图13-13 腐蚀类型
穿晶腐蚀
1．溃疡状腐蚀。这种腐蚀是发生在金属表面的别点上，而且是逐渐往深度发展的。
2．点状腐蚀。点状腐蚀与溃疡腐蚀相似，不同是点状腐蚀的面积更小，直径在0.2~1毫米之间。 3．晶粒间腐蚀。晶粒间腐蚀是金属在侵蚀性物质(如浓碱液)与机械应力共同作用下，腐蚀是沿着金属晶粒边界发生的，其结果使金属产生裂纹，引起机械性能变脆，造成金属苛性脆化。
4．穿晶腐蚀。穿晶腐蚀是金属在多次交变应力(如振动或温度、压力的变化等)和侵蚀性介质(碱、氯化物等)的作用下，腐蚀穿过晶粒发生的，其结果使金属机械性变脆以致造成金属横向裂纹。 总之，局部腐蚀性能在较短的时间内，引起设备金属的穿孔或裂纹，危害性较大；均匀性腐蚀虽然没有显著缩短设备的使用期限，但是腐蚀产物被带入锅内，就会在管壁上形成铁垢，引起管壁的垢下腐蚀，影响安全经济运行。 二、给水系统的腐蚀因素
给水系统是指凝结水的输送管道、加热器、疏水的输送管道和加热设备等。这些设备的腐蚀结果，不仅使设备受到损坏，更严重的是使给水受到了污染。
给水虽然是电厂中较纯净的水，但其中还常含有一定量的氧气和二氧化碳气。这两种气体是引起给水系统金属腐蚀的主要因素。
1．水中溶解氧。若水中溶解有氧气，能引起设备腐蚀，其特征一般是在金属表面形成许多小型鼓包，其直径由一毫米至30毫米不等。鼓包表面的颜色有黄褐色或砖红色，次层是黑色粉末状的腐蚀产物。当这些腐蚀产物被清除后，便会在金属表面出现腐蚀坑。
氧腐蚀最容易发生的部位，是给水管道、疏水系统和省煤器等处。给水经过除氧后，虽然含氧量很小，得是给水在省煤器中由于温度较高，含有少量氧也可能使金属发生氧腐蚀。特别是当给水除氧不良时，腐蚀就会更严重。
2．水中溶解CO2。二氧化碳溶于水后，能与水结合成为碳酸(H2CO3)，使水的pH值降低。当CO2溶解到纯净的给水中，尽管数量很微小也能使水的pH值明显下降。在常温下纯水的pH值为7.0，当水中CO2的浓度为1毫克/升时，其pH值由7.0降至5.5。这样的酸性水能引起金属的腐蚀。 水中二氧化碳对设备腐蚀的状况是金属表面均匀变薄，腐蚀产物带入锅内。
给水系统中最容易发生CO2腐蚀的部位，主要是凝结水系统。当用化学除盐水做为补给水时，除氧器后的设备也可能由于微量CO2而引起金属腐蚀。
3．水中同时含有O2和CO2。当水中同时含有O2和CO2时，金属腐蚀更加严重。因为氧和铁产生电化学腐蚀形成铁的氧化物或铁的氢氧化物，它们能被含有CO2的酸性水所溶解。因此，CO2促进了氧对铁的腐蚀。
这种腐蚀状况是金属表面没有腐蚀产物，腐蚀呈溃疡状。
腐蚀部位常常发生在凝结水系统，疏水系统和热网系统。当除氧器运行不正常时，给水泵的叶轮和导轮上均能发生腐蚀。
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三、腐蚀的防止方法
防止给水系统腐蚀的主要措施，是给水的除氧和氨处理。
1．给水除氧。去除水中氧气 的方法有热力除氧法和化学除氧化。其中以热力除氧为主，化学除氧为辅的办法。
(1) 热力除氧法。氧气和二氧化碳气在水中的溶解度与水的温度、氧气或二氧化碳气的压力有关。若将水温升高或使水面上氧气或二氧化碳气的压力降低，则氧气或二氧化碳气在水中的溶解度就会减小而逸掉。当给水进入除氧器时，水被加热而沸腾，水中溶解的氧气和二氧化碳气，就会从水中逸出并随蒸汽一起排掉。
为了保证能比较好地把给水中的氧除去，除氧器在运行时，应做到以下几点：
① 水应加热到与设备内的压力相当的沸点，因此，需要仔细调节蒸汽供给量和水量，以维护除氧水经常处于沸腾状态。在运行中，必须经常监督除氧器的压力、温度、补给水量、水位和排气门的开度等。 ② 补给水应均匀分配给每个除氧器，在改变补给水流量时，应不使其波动太大。
对运行中的除氧器，必须有计划地进行定期检查和检修，防止喷嘴或淋水盘脱落、盘孔变大或堵塞。必要时，对除氧器要进行调整试验，使之运行正常。
(2) 化学除氧法。电厂中用作化学除氧药剂的有：严硫酸钠(Na2SO4)和联氨(N2H4)。亚硫酸钠只用作中压电厂的给水化学除氧剂，联氨可作为高压和高压以上电厂的给水化学除氧剂。联氨能与给水中的溶解氧发生化学反应，生成氮气和水，使水中的氧气得到消除：
N2H4+O2→N2+2H2O
上例反应生成的氮气是一种很稳定的气体，对热力设备没有任何害处。此外，联氨在高温水中能减缓铁垢或铜垢的形成。因此，联氨是一种较好的防腐防垢剂。
联氨与水中溶解氧发生反应的速度，与水的pH值有关。当水的pH值为9~11时，反应速度最大。为了使联氨与水中溶解氧反应迅速和完全，在运行时应使给水为碱性。 当给水中残余的联氨受热分解后，就会生成氮气和氨：
3N2H4→N2+4NH3
产生的氨能提高凝结水的pH值，有益于凝结水系统的防腐。但是，过多的NH3会引起凝结水系统中铜部件的腐蚀。在实际生产中，给水联氨过剩量，应控制在20~50ppb之内。
联氨的加入方法：将联氨配成0.1~0.2%的稀溶液，用加药泵连续地把联氨溶液送到除氧器出口管，由此加入给水系统。
联氨具有挥发性、易燃、有毒。市售联氨溶液的浓度为80%。这种联氨浓溶液应密封保存在露天仓库中，其附近不充许有明火。搬运或配制联氨溶液的工作人员，应配带眼镜、口罩、胶皮手套等防护用品。 2．给水氨处理。这种方法是向给水加入氨气或氨水。氨易溶于水，并与水发生下列反应使水呈碱性：
NH3+H2O→NH4OH
NH4OH NH?4+OH
如果水中含有CO2时，则会和NH4OH发生下列反应：
NH4OH+CO2→NH4HCO3
当NH3过量时，生成的NH4HCO3继续与NH4OH反应，得到碳酸铵：
NH4OH+NH4HCO3→(NH4)2CO3+H2O
由于氨水为碱性，能中和水中的CO2或其他酸性物质，所以能提高水的pH值。一般给水的pH值应调整在8.5~9.2的范围内。
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氨有挥发性，用氨处理后的给水在锅内蒸发时，氨又能随蒸汽带出，使凝结水系统的pH值提高，从而保护了金属设备。但是使用这种方法时，凝结水中的氨含量应小于2~3毫克/升；氧含量应小于0.05毫克/升。
加到给水中的氨量，应控制在1.0~2.0毫克/升的范围内。
此外，某些胺类物质，如莫福林和环已胺，它们溶于水显碱性，也能和碳酸发生中和反应，并且胺类对铜、锌没有腐蚀作用。因此，可以用其来提高给水的pH值。由于这种药品价格贵，又不易得到，所以目前没有广泛使用。 四、锅内腐蚀的种类
当给水除氧不良或给水中含有杂质时，可能引起锅炉管壁的腐蚀。 锅内常见的腐蚀有以下几种：
1．氧腐蚀。金属设备在一定条件下与氧气作用引起的腐蚀，称为氧腐蚀。
当除氧器运行不正常，给水含氧量超过标准时，首先会使省煤器的进口端发生腐蚀；含氧量大时，腐蚀可能延伸到省煤器的中部和尾部，直至锅炉下降管。
锅炉在安装和停用期间，如果保护不当，潮湿空气就会侵入锅内，使锅炉发生氧腐蚀。
这种氧腐蚀的部位很广，凡是与潮湿空气接触的任何地方，都能产生氧腐蚀，特别是积水放不掉的部位更容易发生氧腐蚀。
2．沉积物下的腐蚀。金属设备表面沉积物下面的金属所产生的腐蚀，称为沉积物下的腐蚀。造成锅炉沉积物下面的金属发生腐蚀的条件是炉口含有金属氧化物、盐类等杂质，在锅炉运行条件下发生下列过程：
首先，炉水中的金属氧化物，在锅炉管壁的向火侧形成沉积物。
然后，在沉积物形成的部位，管壁的局部温度升高，使这些部位炉水高度浓缩。 由于这些浓缩的锅炉水中含有的盐类不同，可能发生酸性腐蚀，也可能发生碱性腐蚀。 (1) 酸性腐蚀。当锅炉水中含有MgCl2或CaCl2等酸性盐时，浓缩液中的盐类发生下列反应：
MgCl2+2H2O→Mg(OH)2↓+2HCl CaCl2+2H2O→Ca(OH)2↓+2HCl
产生的HCl，增强了浓缩液的酸性，使金属发生酸性腐蚀。这种腐蚀的特征是沉积物下面有腐蚀坑。坑下金属的金相组织有明显的脱碳现象，金属的机械性能变脆。
(2) 碱性腐蚀。当炉水中含有NaOH时，在高度浓缩液中的NaOH能与管壁的Fe3O4氧化膜以及铁发生反应：
Fe3O4+4NaOH→2NaFeO2+Na2FeO2+2H2O Fe+2NaOH→Na2FeO2+H2↑
反应结果使金属发生碱性腐蚀。
碱性腐蚀的特征，是在疏松的沉积物下面有凸凹不平的腐蚀坑，坑下面金属的金相组织没有变化，金属仍保持原有的机械性能。
沉积物下腐蚀，主要发生在锅炉热负荷较高的水冷壁管向火侧。
3．苛性脆化。苛性脆化是一种局部腐蚀，这种腐蚀是在金属晶粒的边际上发生的。它能削弱金属晶粒间的联系力，使金属所能承受的压力大为降低。当金属不能承受炉水所给予的压力时，就会产生极危险的炉管爆破事故。
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金属苛性脆化是在下面因素共同作用下发生的： (1) 锅炉中含有一定量的游离碱(如苛性钠等)。
(2) 锅炉铆缝处和胀口处有不严密的地方，炉水从该处漏出并蒸发、浓缩。 (3) 金属内部有应力(接近于金属的屈服点)。
4．严硝酸盐腐蚀。高参数的锅炉应注意严硝酸盐引起的腐蚀。亚硝酸盐的高温情况下，分解产生氧，使金属发生氧腐蚀。腐蚀的特征呈溃疡状。这种腐蚀在上升管的向火侧比较严重。 五、防止锅内腐蚀的措施
1．保证除氧器的正常运行，降低给水含氧量。 2．做好补给水的处理工作，减少给水杂质。
3．做好给水系统的防腐工作，减少给水中的腐蚀产物。 4．防止凝汽器泄漏，保证凝结水的水质良好。
5．做好停炉的保护工作和机组启动前汽水系统的冲洗工作，防止腐蚀产物带入锅内。
6．在设计和安装时，应注意避免金属产生应力。对于铆接或胀接的锅炉，为防止苛性脆化的产生，
NaOH在运行时可以维护炉水中苛性钠与全固形物的比值小于或等于0.2(即≤0.2)。
全固形物 7．运行锅炉应定期进行化学清洗，清除锅内的沉积物。
第二节 锅内结垢和锅内水处理
一、锅内结垢
1．水垢的形成及其危害。锅炉管壁上产生的坚硬附着物，称为水垢。产生水垢的原因是由于凝汽器不严、生水漏入凝结水中或水处理工作异常等，都可能增加锅炉水中的硬度以及其他杂质。这些杂质在锅炉运行条件下，就会附着在管壁上并逐渐形成坚硬的水垢。
水垢比金属的导热能力小几百倍。因此，锅炉产生水垢就会造成热损失，浪费大量燃料，同时也可以使金属发生局部过热，造成设备损坏。水垢，还能引起沉积物下的金属腐蚀，危及锅炉安全运行。 2．水垢的分类及其生成的部位。水垢按其主要化学成分，分为钙、镁水垢，硅酸盐水垢，氧化铁垢，磷酸盐铁垢和铜垢等。
不同类的水垢生成的部位不同：钙、镁碳酸盐水垢容易在锅炉省煤器、加热器、给水管道等处生成；硅酸盐水垢主要沉积在热负荷较高或水循环不良的管壁上；氧化铁垢最容易在高参数和大容量的锅炉内发生，这种铁垢生成部位，绝大部分是发生在水冷壁上升管的向火侧、水冷壁上升管的焊口区以及冷灰斗附近；磷酸盐铁垢，通常发生在分段蒸发锅炉的盐段水冷壁管上；铜垢主要生成部位是热负荷很高的炉管处。
二、锅内水处理
防止锅内产生水垢的主要措施是做好补给水的净化工作，消除凝汽器的泄漏，保证给水品质良好。此外，汽包锅炉还要对锅内的水进行处理。
1．锅内水处理原理。锅内水处理是把化学药品加进运行锅炉的水中或给水中，防止在锅内发生水垢。
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电厂化学水处理讲义
