如何调节给水pH值以防止设备侵蚀

为了防止给水对热力系统金属设备的侵蚀，除了消除其溶氧外，还必须调节水的pH值。因为随着水的pH值增大，钢铁的腐蚀明显减少。试验表明，把高温水的pH值从8提高到10，对减少钢铁腐蚀有明显的效果。但是，常温下水的pH值达到9以上时，铜的腐蚀随着pH值的增大而明显增大，所以从热力系统的不同材质金属的防腐蚀效果全面考虑，一般把给水的pH值调节在8.8～9.3的范围内；而对于铜材很少的热力系统和非水冷发电机系统，给水的pH值调节可以提高到9.2～9.6的范围内。调节给水pH值的方法是通常采用在给水中加氨，常称给水加氨处理。

（一）原理

氨溶于水称为氨水，氨水呈碱性。给水pH值低的主要原因是水中CO₂的存在，所以加氨就是用氨水的碱性中和水中碳酸的酸性。

NH₃和CO₂溶解在水中发生下列平衡：

碳酸和氨水的中和反应有以下两步：

在锅炉蒸汽轮机机组，氨是随水和蒸汽在系统内循环，因为氨是一种挥发性物质，进入锅炉后会随蒸汽挥发出来。通过蒸汽轮机后，随排汽进入凝汽器，在凝汽器中一部分NH₃被抽气器抽走，余下的转入凝结水中。当凝结水进入除氧器后又会除掉一部分NH₃。所以，机组运行时NH₃会在抽气、排汽和排水过程中不断损耗，氨的实际加入量只是补充机组运行中氨的损耗量。最大限度地减少水汽循环系统内的CO₂含量和水汽损失，不仅可以降低氨的消耗量，而且有利于提高给水的氨处理效果。(www.xing528.com)

用氨处理时，在热力系统中会出现某些部位氨过多，另一些部位氨过少的矛盾，这是因为NH₃和CO₂的分配系数有很大的差别。“分配系数”也称“相对挥发度”，是指汽水两相共存时某物质在蒸汽中的含量与该物质在水中含量的比值。分配系数越大，表明该物质在汽相中的含量越大，在液相中含量越小。在相同温度下，CO₂的分配系数远远大于NH₃的分配系数，所以，当水蒸汽冷凝成凝结水时，最初形成的凝结水中的NH₃和CO₂比值要比蒸汽中大。同理，在水蒸发成蒸汽时，最初形成的蒸汽中的NH₃和CO₂比值要比水中小。这样，当采用氨处理给水时，在热力系统各部位中的NH₃和CO₂分布就不大相同。

（二）加药

加氨处理的药剂可以是液氨或高纯浓氨水，通常配制成0.3%～0.5%的稀溶液作为系统用药。由于NH₃为挥发性物质，因此不论在热力系统的哪一部位加药，都可以使整个汽水系统中分布有NH₃。通常把稀氨水（NH₃）加入补给水、给水或凝结水中，因为联氨与氧反应需要碱性溶液条件，所以氨的加药点一般在联氨加药点之前或同一地点加入。因为氨的挥发特性，在水汽经过凝汽器和除氧器后，一部分氨将被除去，所以水中的氨含量将会显著降低。为了及时补充水中的氨含量，维持给水的pH值，所以通常将氨加入点选在凝结水泵出口或除氧器出水口。

因为加药点基本一致，所以氨加药设备和联氨加药设备基本一致。加氨控制方式的不同在于给水在线表计的信号是来自在线pH表还是电导率表，即利用给水流量、给水pH表或电导率表的信号来实现加氨系统全自动控制。