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文章介紹了高加疏水不加氧存在的問題及高加疏水安全加氧，試驗研究了高加疏水加氧抑制腐蝕的效果，討論了空氣加氧對水質的影響。結果表明，為規避高氧處理潛在促進過熱器、再熱器的氧化皮剝落的風險，應采用全保護加氧方式，對高加疏水進行單獨加氧；高加疏水加氧對于腐蝕的抑制作用主要體現在抑制懸浮鐵的生成；高加疏水加氧最安全的方式為加空氣。
1 引言
加氧處理是解決給水系統流動加速腐蝕、給水壓差上升快、鍋爐水冷壁結垢速率高、高加疏水調節閥及水冷壁節流孔堵塞、鍋爐酸洗周期短、精處理混床氫型運行周期短等一系列問題的最有效辦法[1]。傳統的加氧方式為給水高氧處理，參照DL/T805.1-2011《鍋爐給水加氧處理導則》，給水氧含量控制在30～100μg/L，蒸汽有氧，通過帶氧的蒸汽鈍化高加疏水系統，該加氧方式可以實現對水汽系統的全面保護，然而，相關研究表明蒸汽中的氧能夠促進Fe2O3氧化層的生成[2]，由于Fe2O3氧化層的熱膨脹系數與奧氏體鋼存在較大的差異，在管壁溫度變化較大的情況下，奧氏體管道內表面的Fe2O3氧化層受到較大的擠壓應力，從而導致內部氧化層的破裂和剝落[3]。氧化皮導致的過熱器和再熱器堵管、爆管問題，是許多電廠加氧的最大顧慮。為避免蒸汽管道的氧化皮問題，行業內逐漸接受給水低氧處理，低氧處理的給水氧含量通常控制小于30μg/L，該加氧方式可以保護給水系統，但是給水較低的氧含量消耗在修復與維持給水系統、省煤器、水冷壁致密的鈍化膜上，蒸汽系統無氧，因此，高加疏水也無氧，高加疏水系統無法得到保護[4]。
鑒于給水高氧處理及低氧處理存在的問題，作者團隊首次提出“給水低氧處理+高加疏水加氧處理”的全保護加氧處理工藝，該工藝控制給水氧含量在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無明顯增加，同時對高加疏水進行加氧，有效保護了高加疏水系統[7]。然而，如何向高溫高壓的高壓加熱器進行安全加氧，高加疏水加氧抑制腐蝕的效果等一系列問題還有待進一步研究。
2高加疏水不加氧存在的問題及高加疏水安全加氧
2.1 高加疏水不加氧存在的問題
高加疏水系統的溫度處于最容易發生流動加速腐蝕的敏感區間（150℃～250℃），其腐蝕速度通常是電廠所有水汽系統中最快的。同時，高加疏水系統為汽液兩相系統，在加氨調節pH值的條件下由于氨的汽液分配系數大，高加疏水系統中的氨大部分分布于汽相中，液相的pH值明顯偏低，對于一些給水加低氧的機組，由于加氧后通常會降低給水的pH值，這會導致高加疏水的pH值更低、腐蝕更加明顯。
對于高加疏水系統，高加疏水單獨加氧是目前解決其流動加速腐蝕最有效的手段。對于不進行高加疏水加氧的機組通常會發生以下現象：1、高加疏水系統腐蝕明顯，高加疏水的鐵含量甚至能達到十幾個μg/L；2、高加疏水調閥堵塞，高加換熱管泄漏等影響安全運行的問題時有發生[5-8]；3、高加疏水流量通常為數百噸，大量的腐蝕產物隨高加疏水回收至除氧器，隨后沉積在鍋爐給水系統中，影響鍋爐換熱效率，增大給水壓差，增加給水泵能耗等。
2.2 高加疏水安全加氧
為保護整個高加疏水系統，應向1號高壓加熱器汽側進行加氧，由于高加疏水逐級自流，帶氧的1號高加疏水會自動保護后面的2號及3號高壓加熱器。如何向1號高壓加熱器進汽側進行加氧從而保證整個高加系統都有氧，是高加疏水加氧的關鍵點。GB 50030-2013《氧氣站設計規范》規定當氧氣壓力大于10MPa時管道應采用銅及銅合金管道。GB 16912-2008《深度冷凍法生產氧氣及相關氣體安全技術規程》規定氧氣壓力大于3MPa不允許采用鋼管輸送純氧氣。600WM超臨界機組，其1號高加的進汽壓力約為8MPa，660MW超超臨界機組，其1號高加的進汽壓力約為10MPa，對于超（超）臨界機組，為保證氧氣能持續穩定加入1號高加汽側，其供氣壓力至少應為9MPa～11MPa。傳統的加純氧方式無法滿足相關標準要求，無法向1號高壓加熱器汽側安全加氧。如果采用高壓壓縮空氣作為氧氣來源，當供氣壓力為11MPa時，氧氣分壓依然小于3MPa，可以實現向高加汽側安全連續加氧，解決了不能直接向高加汽側加氧的技術難題。
3 高加疏水加氧抑制腐蝕的試驗研究
3.1 加氧抑制高加疏水腐蝕的效果
加氧抑制流動加速腐蝕的機理表明，加氧可以使碳鋼表面疏松的Fe3O4保護層轉化為致密的Fe3O4+Fe2O3保護層，起到鈍化防腐的作用[9，10]。
為了深入研究加氧對高加疏水系統腐蝕抑制作用的機理及腐蝕產物在取樣過程中沉積的情況，西安熱工院在某電廠進行了高加疏水加氧就地取樣與取樣間取樣的對比試驗。
試驗使用配有0.45μm微孔濾膜的平板過濾器對10L體積的水樣進行過濾，用濾膜濾出懸浮鐵，按照DL/T 502.27《火力發電廠水汽分析方法第27部分：懸浮狀鐵的組分分析》測出懸浮鐵總量并換算至單位體積水樣中的懸浮鐵含量，同時測濾液中離子鐵的含量，總鐵含量=懸浮鐵含量+離子鐵含量。
3.2 加氧抑制高加疏水腐蝕的試驗結果及分析
高加疏水于11月9日10：00開始加氧，就地取樣點于11月13日10：00檢測到有氧，取樣間于11月14日15：00檢測到有氧。高加疏水加氧轉化前后就地取樣點和取樣間懸浮鐵、離子鐵及總鐵含量的變化曲線。
由圖可以看出：1）隨著加氧轉化的進行高加疏水的鐵含量逐漸降低，其中懸浮鐵含量降低幅度較大，離子鐵含量降低幅度較小；2）一旦就地取樣點或者取樣間檢測到溶解氧，轉入加氧運行后，高加疏水鐵含量明顯降低并很快穩定在一個較低的水平，總鐵含量<2μg/L；3）加氧轉化前，高加疏水就地取樣點的懸浮鐵含量平均為7.1μg/L，取樣間的懸浮鐵含量平均為5.1μg/L，就地取樣點懸浮鐵含量明顯高于取樣間的懸浮鐵含量，就地加氧轉化需要4天左右，取樣間加氧轉化需要5天左右。試驗期間保持高加疏水pH值不變。
由此可以得出：1）高加疏水加氧對于流動加速腐蝕的抑制作用主要體現在抑制懸浮鐵的生成；2）高加疏水加氧對于抑制腐蝕效果顯著，加氧轉化完成后鐵含量立即穩定在較低水平；3）高加疏水流動加速腐蝕產生的懸浮鐵會沉積于取樣管路中，取樣間測得的鐵含量要低于實際的腐蝕量，同時，較長的取樣管路也需要加氧轉化，加氧轉化完成后，取樣間的總鐵含量與實際水平相當。
4 結論
1、從安全角度考慮，直接向高加疏水中加壓縮空氣是符合相關安全規定的。
2、非氧化性工況運行時，高加疏水系統的腐蝕產物主要是懸浮態鐵的氧化物，部分會沉積在取樣管路中，導致取樣間鐵含量測定值偏低。
3、工業應用結果表明，以凈化后的壓縮空氣為氧源，向高加疏水側單獨加氧可以有效抑制高加疏水側的流動加速腐蝕，大幅減少懸浮鐵的生成，徹底解決給水低氧處理后，由于蒸汽無氧，高加疏水側流動加速腐蝕無法解決的問題。
