申请日2011.03.16
公开(公告)日2014.06.18
IPC分类号F22B37/00; C02F1/70; C02F1/72
摘要
一种蒸汽发生系统，其包括：充氧水处理(OWT)子系统，其设计用于形成具有氧化性的水;蒸汽发生子系统，其设计用于将具有氧化性的水转化成具有氧化性的蒸汽;降温器或者其他的一个或多个注射装置，其设计用于向具有氧化性的蒸汽添加氧清除剂，以形成具有减小的氧化性或者具有还原性的蒸汽;以及冷凝器，其设计用于将具有减小的氧化性或者具有还原性的蒸汽冷凝成冷凝的水。
权利要求书
1.一种蒸汽发生方法，其包括：
使用包括钢管的蒸汽发生器进行包含将水相转化为蒸汽相的蒸汽发生;
在水相中进行充氧水处理，将水转化成氧化性;和
在蒸汽相中进行还原水处理，将蒸汽转化成减小的氧化性或还原性;
进行还原水处理的步骤包括：使用包含氧清除剂的水或包含氧清除剂的蒸汽进行蒸汽相中的蒸汽的降温，将蒸汽转化成减小的氧化性或还原性。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进行蒸汽发生的步骤包括使蒸汽相中的蒸汽过热，以产生过热的蒸汽，对所述过热的蒸汽相进行降温。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，进行还原水处理的步骤包括向蒸汽相添加氧清除剂。
4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于，氧清除剂包括肼和碳酰肼中的至少一种。
5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，蒸汽相中的还原水处理将蒸汽转化成还原性。
6. 一种蒸汽发生设备，其包括：
包括设计用于传送产生的蒸汽的蒸汽侧钢管的蒸汽发生器;
设计用于向所述蒸汽侧钢管中注射包含氧清除剂的水和包含氧清除剂的蒸汽中的至少一种的降温器或其他注射装置，所述氧清除剂包括肼、碳酰肼和酰肼中的至少一种;和
充氧水处理(OWT)子系统。
7. 一种蒸汽发生方法，其包括：
对水充氧，形成具有氧化性的水;
将具有氧化性的水转化成具有氧化性的蒸汽;和
转化之后，向具有氧化性的蒸汽添加氧清除剂，形成具有减小的氧化性或者具有还原性的蒸汽;
添加步骤包括：使用包含氧清除剂的水和包含氧清除剂的蒸汽中的至少一种进行的蒸汽相中的蒸汽降温。
8. 如权利要求7所述的蒸汽发生方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
将具有减小的氧化性或者具有还原性的蒸汽冷凝成水;和
重复所述充氧、转化、添加和冷凝，形成蒸汽发生循环。
9. 如权利要求7所述的蒸汽发生方法，其特征在于，添加步骤包括：添加基于肼的氧清除剂。
10. 如权利要求9所述的蒸汽发生方法，其特征在于，基于肼的氧清除剂包括肼。
11. 如权利要求7所述的蒸汽发生方法，其特征在于，添加步骤包括：添加基于酰肼的氧清除剂。
12. 如权利要求11所述的蒸汽发生方法，其特征在于，所述基于酰肼的氧清除剂包括碳酰肼。
13. 如权利要求7所述的蒸汽发生方法，其特征在于，添加步骤包括：
添加氧清除剂，该氧清除剂包含基于肼的氧清除剂和基于酰肼的氧清除剂的组合。
14. 如权利要求7所述的蒸汽发生方法，其特征在于，添加步骤包括：
添加包含肼和碳酰肼的组合的氧清除剂。
15. 如权利要求7所述的蒸汽发生方法，其特征在于，所述充氧步骤包括：
对水进行充氧水处理(OWT)，该水在25℃的阳离子传导率小于0.15微西门子/厘米。
16. 如权利要求7所述的蒸汽发生方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
对(i)和(ii)中的至少一种进行过热操作，其中(i)具有氧化性的蒸汽，(ii)具有减小的氧化性或者具有还原性的蒸汽。
17. 如权利要求16所述的蒸汽发生方法，其特征在于，添加步骤在过热操作之后进行，所述添加步骤包括：
使用包含氧清除剂的水和包含氧清除剂的蒸汽中的至少一种进行降温。
18. 如权利要求17所述的蒸汽发生方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
在进行降温之后，进行至少一次额外的过热操作。
19. 如权利要求17所述的蒸汽发生方法，其特征在于，所述方法进一步包括重复所述过热和降温操作至少一次。
20. 如权利要求7所述的蒸汽发生方法，其特征在于，添加步骤形成具有还原性的蒸汽。
21. 一种蒸汽发生系统，其包括：
设计用于形成具有氧化性的水的充氧水处理(OWT)子系统;
设计用于将具有氧化性的水转化成具有氧化性的蒸汽的蒸汽发生子系统;
设计用于向具有氧化性的蒸汽添加氧清除剂的注射器，用来形成具有减小的氧化性或者具有还原性的蒸汽，所述氧清除剂包括肼、碳酰肼和酰肼中的至少一种;和
设计用于将具有减小的氧化性或者具有还原性的蒸汽冷凝成冷凝的水的冷凝器。
22. 如权利要求21所述的蒸汽发生系统，其特征在于，注射器设计用于向具有氧化性的蒸汽添加氧清除剂，以形成具有还原性的蒸汽。
23. 如权利要求21所述的蒸汽发生系统，其特征在于，所述注射器包括降温器。
24. 如权利要求21所述的蒸汽发生系统，其特征在于，冷凝器进一步设计用于将冷凝的水输入到OWT子系统中。
说明书
用于高温蒸汽发生器的混合型水处理
技术领域
本发明涉及用于高温蒸汽发生器的混合型水处理。
技术背景
在蒸汽发生器领域中，一个问题是与蒸汽接触的钢管或其他钢质组件的腐蚀。 腐蚀问题在较高蒸汽温度下加剧。一种已知的减轻腐蚀的途径是氧水处理(OWT)。 参见例如“蒸汽：其产生和使用(Steam：Its Generation and Use)”，第41版，J.B.Kitto 和S.C.Stultz编(美国俄亥俄州巴伯顿得巴伯考克和威尔考克斯公司(The Babcock& Wilcox Company，Barberton，Ohio，USA)2005)，其内容通过参考全文结合于此。
OWT工艺的一个问题在较高温度下显现，使蒸汽氧化悬挂连接的过热器和再 热器的内表面上的氧化物生长增加。当氧化物变得足够厚时，在冷却过程中，氧化 物的外层倾向于以大的薄片从管的内径(ID)表面剥落。OWT使氧化物剥落的临界 厚度减小。剥落物会在管的弯道中累积，在之后的锅炉的重启过程中，堵塞蒸汽流 动路径。堵塞物使蒸汽的冷却效应降低，会导致管过热故障。
目前控制采用OWT的蒸汽发生器中的氧化物剥落问题的方法包括：(1)使用 更耐氧化的合金对悬挂连接的过热器和再热器进行升级;(2)更频繁地关停锅炉， 随后通过蒸汽吹扫清洁管回路中的剥落物，然后重启;(3)使用X射线和/或磁铁来 确定管的弯道中的堵塞物量，然后通过切割基本被堵塞的管回路来清除剥落物;和 (4)处理管的内径，增大管表面的耐氧化性。有时候同时采用以上四种解决方案中 的两种或更多种，以应付氧化物剥落问题。实施以上四种方案中的任何方案都是高 成本和耗时的。方法(2)和(3)关注于物理除去管回路中累积的氧化物剥落物，而方 法(1)和(4)使管表面的化学性质升级以对抗过度氧化。
发明概述
在本发明的一个方面中，本发明方法包括：使用包括钢管的蒸汽发生器进行 包括水相和蒸汽相的蒸汽发生;在水相中进行充氧的水处理，将水转化成氧化性 (oxidizing chemistry);在蒸汽相中进行还原的水处理，将蒸汽转化成较低的氧化性， 或者转化成还原性(reducing chemistry)。
在本发明的另一个方面中，本发明设备包括：包括设置用于传输蒸汽的蒸汽 侧钢管的蒸汽发生器;设计用于将水和蒸汽中的至少一种(其中还包含氧清除剂)注 射进蒸汽侧钢管中的降温器或其他注射装置。
在本发明的另一个方面中，本发明蒸汽发生方法包括：对水充氧，产生具有 氧化性的水;将具有氧化性的水转化成具有氧化性的蒸汽;以及在转化之后，向具 有氧化性的蒸汽添加氧清除剂，形成具有较小氧化性或具有还原性的蒸汽。
在本发明的另一个方面中，本发明的蒸汽发生系统包括：设计用于产生具有 氧化性的水的充氧水处理(OWT)子系统;设计用于将具有氧化性的水转化成具有氧 化性的蒸汽的蒸汽发生子系统;设计用于向具有氧化性的蒸汽添加氧清除剂以产生 具有较小氧化性或具有还原性的蒸汽的注射器;以及设计用于将具有较小氧化性或 具有还原性的蒸汽冷凝成冷凝水的冷凝器。
