第十五章超超临界锅炉的积盐和腐蚀.docx
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第十五章超超临界锅炉的积盐和腐蚀
第一十五章超超临界锅炉的积盐和腐蚀
第一节概述
超临界锅炉都为直流锅炉。
直流锅炉由于没有带汽水分离功能的汽包，并且无锅炉的排污，使给水中的杂质随同蒸汽直接进入汽轮机或沉淀在锅炉的受热面上，因此，直流锅炉的给水品质要求高。
给水中所含盐分在进入锅炉后的溶解、沉淀及腐蚀问题也称为锅炉的热化学问题。
直流锅炉的汽水品质是影响锅炉、汽机等热力设备安全及经济运行的重要因素之一。
锅炉产生的蒸汽不仅要符合设计规定的压力和温度，而且还要达到规定的品质指标。
蒸汽的品质是指蒸汽中杂质含量的多少，也就是指蒸汽的清洁程度。
蒸汽中的杂质包括气体杂质和非气体杂质。
蒸汽中常见的气体杂质有O2，N2，CO2，NH3等，气体杂质若处理不当，可能引起金属腐蚀，且CO2还可参与沉淀过程。
蒸汽中的非气体杂质主要有钠盐、硅酸等，非气体杂质又称蒸汽含盐。
含有杂质的蒸汽通过过热器时，一部分杂质将沉积在过热器管内，影响蒸汽的流动和传热，使管壁温度升高，加速钢材蠕变甚至超温爆管。
过热蒸汽中的含盐还可能沉积在管道、阀门、汽机叶片上，如果沉积在蒸汽管道的阀门处，会使阀门动作失灵；如果沉积在汽轮机的叶片上，将使得叶片表面粗糙、叶型改变和通流截面减小，导致汽机效率和出力降低，轴向推力增大，严重时还会影响转子的平衡而造成更大事故。
为了预防热力设备金属的结垢、积盐和腐蚀，必须确保直流锅炉的给水品质。
直流锅炉的给水主要由汽轮机的凝结水加少量的补给水组成。
为了确保给水品质，除补给水须高度精制外，凝结水也须进行除盐处理，并除去其中铜和铁的悬浮物。
对凝汽器除选用合适的管材外，还必须对冷却水管和凝汽器采取适当的防腐措施。
对于新建或运行中的锅炉还必须进行酸洗或定期冲洗，以保持锅炉管系内部的清洁，并做好停炉保养工作。
第二节直流锅炉内盐分的溶解与杂质的沉淀
在直流锅炉中，由给水带入的盐分或随过热蒸汽进入汽轮机，或沉淀在锅炉受热面上。
盐分平衡方程式可用下式表示：
Sgs=Sq+Scd
式中Sgs—给水含盐量，mg/kg；
Sq—蒸汽中含盐量，mg/kg；
Scd－沉积在受热面上的盐量，mg/kg。
1．锅内盐分的溶解
1.1盐类在过热蒸汽中的溶解度
在一定的温度和压力下，某种物质在100g溶剂里达到饱和时，所溶解的克数，称作某物质的溶解度。
由给水带入锅内的杂质包括钠化合物、钙化合物、镁化合物、硅酸化合物及金属腐蚀产物等。
这些杂质在过热蒸汽中的溶解度与过热蒸汽的参数有关，蒸汽压力越高，各盐类在蒸汽中的溶解度越大。
其中SiO2在过热蒸汽中的溶解度很大，并且溶解度会随蒸汽压力的增大而增大。
根据各盐类在过热蒸汽中的溶解度大小（如以200个绝对大气压为例），可将盐分分为三类：
1）易溶盐类，如SiO2、NaCl、KCI等，溶解度可达到几十毫克/千克；
2）中等溶解度盐类，如CaCl2、MgCl2等，溶解度约为几毫克／千克；
3）第三类为难溶盐类，如Na2S04、Na3P04、Na2Si03、CaS04、Ca（OH）2等，溶解度很小，仅百之几到千分之几毫克／千克。
1.2盐类在过热蒸汽中的溶解特性
根据有关的试验数据，直流锅炉的过热蒸汽对盐类的溶解具有下列特性：
蒸汽对不同盐类的溶解能力是不同的，即蒸汽的溶盐具有选择性。
蒸汽的溶盐能力随压力的升高而增大，高压、超高压蒸汽中各盐类的溶解度顺序与超临界蒸汽中各盐类的溶解度顺序相同，但溶解度值小很多。
对于难溶盐类（Na2S04、Na3P04、Na2Si03、CaS04、Ca（OH）2等），由于溶解度很小，当达到超临界压力以上时，仍很少被蒸汽带走。
在超临界压力范围内，各盐类在相变点前的工质（水）中的溶解度大于在相变点后过热蒸汽的溶解度，并在相变区内发生溶解度的突变，这是由于超临界压力下相变区工质密度的剧烈下降所引起的。
2．直流锅炉内的杂质沉淀
2.1杂质在直流锅炉内的沉淀特性
在直流锅炉内给水中各杂质的沉淀特性不同，有些容易沉积在受热面中，有的不易沉积而被蒸汽带走。
1）钠化合物的沉淀特性
NaCI在蒸汽中的溶解度很大，它易被蒸汽溶解并带往汽轮机中，很少沉积在直流锅炉内。
Na2S04在蒸汽中的溶解度很小，很少被蒸汽带走，主要沉积在锅炉内。
NaOH蒸汽中的溶解度较大，但由于它能与管壁上的金属氧化物作用生成亚铁硫酸钠，所以也可能部分沉积在直流锅炉中。
2）钙化合物与镁化合物
CaS04在蒸汽中的溶解度很小，在压力小的直流锅炉中，给水带入锅炉内的几乎全部沉积在锅内。
CaCl2在高温蒸汽中会水解，生成Ca（OH）2、CaO、HCl、Ca（C10）2。
CaCO3在高温蒸汽中分解，生成Ca（OH）2，Ca（OH）2进一步生成CaO。
Ca（OH）2与CaO在蒸汽中的溶解度很小，被蒸汽带走的量很小，大部分沉积在锅内。
各种镁盐几乎全部沉积在锅内，由于镁盐在高温蒸汽中会发生水解，沉积物的形式为Mg（OH）2和MgC03·2H20。
3）硅酸化合物
给水中硅酸化合物在蒸汽中的溶解度很大，通常不在直流锅炉中沉积，给水中所含有的硅酸化合物几乎全部被蒸汽带进汽轮机。
4）金属腐蚀产物
给水中的金属产物主要为铜、铁的氧化物。
在压力低于16．66MPa的直流锅炉中，铜的氧化物在过热蒸汽中的溶解度很小，因此在亚临界和低于亚临界压力的直流锅炉中，给水中铜的氧化物主要沉积在锅内。
而在超临界压力锅炉中，铜的氧化物在蒸汽中的溶解度较大，因此锅炉给水中的铜化合物主要被蒸汽带入汽轮机中，并沉积在其中。
铁的氧化物在过热蒸汽中的溶解度很小。
随着蒸汽压力的增高，铁的氧化物在蒸汽中的溶解度有所增加，并且当蒸汽压力一定时，随着过热蒸汽温度的提高，铁的氧化物在蒸汽中的溶解度降低。
由于被过热蒸汽带走的铁的氧化物量很少，因此当给水含铁量增加时，沉积在锅内的铁量增加。
2.2影响杂质沉积过程的因素包括：
各杂质在给水中的含量、各杂质在蒸汽中的溶解度，各杂质在锅内发生的物理化学变化，各杂质在高温水中的溶解度、锅炉运行工况、蒸发管的热负荷及管内传质过程。
前三个影响因素已分析过，现对后三个影响因素进行分析。
1）杂质在高温水中的溶解度
在高温水中，钙盐、镁盐及硫酸钠的溶解度随水温的升高而降低。
直流锅炉的参数越高，水中杂质越容易达到饱和浓度，在蒸汽湿分较高区，杂质可能析出成为沉积物。
在高温水中溶解度很小的杂质，当其在给水中的含量较高时，有可能沉积在沸点以前的炉管中。
各杂质在水中的溶解度不同，它们在给水中的含量也不同，在实际运行中，不同杂质达到饱和温度浓度的次序不同，使得杂质的沉积过程很长。
2）蒸发管的热负荷及管内传质过程
在热负荷高的蒸发管内，靠管壁的液流边界层因受热强烈而温度较高，在这里由于水的急剧蒸发使杂质很快达到饱和浓度，此时管道截面中心处仍有大量水分，但在管壁上已有沉积物析出。
此后液流中心的含杂质的水分不断向边界层运动并被蒸干，其中有些杂质就陆续析出。
因此，热负荷越高的蒸发管，析出沉积物的过程越早；而热负荷越低的蒸发营，析出沉积物的过程越晚。
由于炉膛内各部分的热负荷分布不均匀，因此不同蒸发管内的沉积过程不同。
另外，上述过程还可能使一些在给水中含量小于它在蒸汽中溶解度的杂质，也能在炉管中析出。
3）锅炉运行工况
直流锅炉运行工况的变化会影响杂质的沉积过程。
由于直流锅炉预热段、蒸发段、过热段间无明显界限，运行工况的变化会使蒸发区的末端前后移动，例如当燃烧工况变化使蒸发管的热负荷降低时，预热区和蒸发区延长，蒸发区的末端向前移动，可能溶解先前沉积在管壁上的钠盐，带入在工况变化前是过热区的管内。
在那里水分被蒸干，一部分钠盐又沉积在管壁上，另一部分被蒸汽溶解带走。
当燃烧工况恢复正常后，这部分沉积在过热区的钠盐会陆续被过热蒸汽溶解带走。
因此，锅炉工况的变化可使本已沉积在炉管内的Na2S04等钠盐被蒸汽带走，最后沉积在汽轮机中。
由于直流锅炉会发生变化，有时会发生蒸汽含钠量高于给水含盐量的情况。
3．杂质在直流锅炉中的沉积区域
给水中的钙盐、镁盐、硫酸钠及金属氧化物等杂质可能沉积在直流锅炉的炉管内。
这些杂质随给水带入锅炉后，因水的不断蒸发，它们就不断地浓缩到尚未汽化的水中，当达到饱和浓度后，开始在管壁上析出，主要沉积在残余水分最后被蒸干及蒸汽微过热的一段管内。
沉积结束点为蒸汽微过热20～25℃处，沉积的开始点与沉积区域与锅炉的工作参数有关，沉积开始点随压力的增大而前移，沉积区域也随压力的增大而扩大。
在中压直流锅炉中，杂质在蒸汽湿度小于20％与蒸汽过热度小于30℃的管段间沉积。
在高压直流锅炉中，杂质在蒸汽湿度小于30～40％与蒸汽微过热的管段间沉积，沉积量最大的部位为蒸汽湿度小于5～6％的管段。
在超高压直流锅炉和亚临界直流锅炉中，杂质在蒸汽湿度为50～60％的管段开始析出，在残余水分被蒸干和蒸汽微过热的管段内沉积最多，工质在沉积区的焓增为70～90大卡/千克。
在超临界压力锅炉中，杂质沉积的区域进一步扩大，工质在沉积区的焓增为150～250大卡/千克。
对于中间再热式直流锅炉，铁的氧化物可能在再热器内沉积。
由于大多数杂质在蒸汽中的溶解度随汽温升高而增大，因此当蒸汽在再热器内加热时，大多数杂质通常不会沉积下来。
但铁的氧化物在蒸汽中的溶解度却随汽温升高而降低，因此在再热器内有铁氧化物的析出，且氧化物在再热器出口蒸汽中的溶解度显著低于进口蒸汽。
第三节直流锅炉的锅内腐蚀
金属表面和周围介质（如水、空气等）发生化学或电化学作用而遭受损耗或破坏的现象称为金属的腐蚀。
根据腐蚀原理的不同，金属腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两类。
根据金属腐蚀破坏的外部征象，金属腐蚀又分为均匀腐蚀和局部腐蚀。
在锅炉内部，局部腐蚀的危害性往往比均匀腐蚀大得多。
1.化学腐蚀（汽水腐蚀）
金属材料与周围介质直接起化学作用而遭受破坏的过程为化学腐蚀。
在锅炉汽水系统内发生的化学腐蚀主要为汽水腐蚀，它是由于金属铁被水蒸汽氧化而发生的纯化学腐蚀。
腐蚀过程可用下式表示：
3Fe+4H2O→Fe3O4+4H2
过热器受热面的腐蚀主要表现为汽水腐蚀，且过热器内的汽水腐蚀属于均匀腐蚀形态，腐蚀情况不很强烈。
另外，若蒸发受热面内发生汽水分层或循环停滞现象，也会出现汽水腐蚀现象。
2.电化学腐蚀
2.1电化学腐蚀原理
金属具有独特的结构型式，它的晶格可看成由许多整齐排列的金属正离子和在各正离子间游动的电子组成。
如果—种金属与水相接触，金属表面的正离子受到极性水分子作用发生水化。
若水化时产生的水化能足以克服金属晶格中正离子与电子间的引力，一些金属正离子Me+将脱落下来，进入与金属表面相接触的液层中形成水化离子Me+·nH2O，此过程可用下式表示：
Me+·e十nH2O→Me+·nH2O＋e（在金属表面）（在溶液中）（在金属上）由于金属正离子水化而进入溶液，金属表面便积累了过剩的电子，金属带负电，而水化的金属离子进入溶液会使紧靠金属表面的液层带正电，因此在金属与溶液的界面上形成了双电层。
金属－溶液界上双电层的建立使金属与溶液间产生电位差。
这种电位差称为该金属在此溶液中的电极电位。
金属－溶液界面上形成双电层后，如果其正、负电荷间的静电作用能阻止金属正离子继续进入电解质溶液，此时金属的腐蚀被抑制。
如果电解质溶液中有某种其他正离子存在，并与金属表面的过剩电子结合成中性原子，则界面处的双电层被破坏，金属正离子继续进入溶液，金属不断被腐蚀。
锅炉采用的金属不是纯铁，它含有其它化学成分或夹带各种杂质，并且金属表面氧化膜层不均匀、不完整或腐蚀产物在表面上的沉积情况不同，及金属接触的溶液所含的成分不同等因素，使金属表面存在无数个电极电位有差异的微电池。
微电池阴阳两极间的电位差越小，金属的腐蚀作用越小。
能够将两电极间的电位差减小的过程称为电极的极化。
能促使阳极电位增加的物质称为阳极极化剂，它能阻止阳极的正离子进入溶液中；能促使阴极电位降低的物质为阴极极化剂，它能阻止阴极过剩的电子放电。
当锅炉炉水中含有极化剂时，可减缓金属的腐蚀速度。
能够将两电极间的电位差增加的过程称为电极的去极化。
能促使阳极去极化的物质为阳极去极化剂，它能促进阳极的正离子进入溶液中；能促使阴极去极化的物质为阴极去极化剂，它能促进阴极过剩的电子放电。
当锅炉水中含有去极化剂时，会加速金属的腐蚀速度。
2.2电化学腐蚀的种类
直流锅炉的锅内电化学腐蚀主要有气体腐蚀和沉积物下腐蚀两种。
1）气体腐蚀
氧气O2是强烈的阴极去极化剂。
当锅炉给水中含有氧气时，O2能吸收阴极电子形成氢氧离子OHˉ，从而使腐蚀过程加剧。
化学反应式如下：
4O2＋4e＋2H2O→4OHˉO2又是阳极的去极化剂。
当水中无O2时，铁被溶解，生成氢氧化亚铁Fe（OH）2，反应式如下：
Fe＋2H2O→Fe（OH）2十H2而当水中含有O2时，会使Fe（OH）2氧化成不溶于水的氢氧化铁Fe（OH）3，反应方程式如下：
Fe（OH）2＋O2＋2H2O→4Fe（OH）3↓
由于沉淀使阳极周围的铁离子浓度大大降低，即O2促进了阳极上铁离子转入水溶液，加速了腐蚀过程。
当O2的去极化反应速度增加到一定程度时，O2又能促进金属氧化膜的生成并产生钝化作用，阻止铁的腐蚀。
但若O2与受热面表面接触不均匀，金属表面的氧化程度不同，在氧气多的部位生成氧化铁保护膜，而在无氧气的部位为铁，由于氧化铁与铁的电极电位不同，形成微电池，使铁的部位遭到腐蚀。
锅内的氧气腐蚀通常为斑形腐蚀，主要发生在给水管道和省煤器中。
当给水中含有二氧化碳气体CO2时，会使水溶液中的氢离子H+浓度增加，H+是阴极的去
极化剂，使金属腐蚀加剧，当给水中同时含有O2与CO2气体时，则两者都是阴极的去极化剂，会更加加剧金属的腐蚀。
另外，当O2与CO2气体同时存在时，CO2可起到触媒作用，能使炉水中的氢氧化亚铁Fe（OH）2转变为氢氧化铁Fe（OH）3。
反应方程式为：
Fe（OH）2十2CO2→Fe（HCO3）24Fe（HCO3）2＋2H2O十O2→4Fe（OH）3↓十8CO2↑
上式中游离出来的CO2重新作用，使上述反应循环进行，直到给水中的氧气O2
耗尽。
因此，当给水中含有O2时，只要水中存在少量的CO2，就可大大增加铁的腐蚀。
CO2气体的腐蚀通常为均匀腐蚀形态，形成的铁锈很粗松，易被水冲走。
不能形成保护膜，从而使腐蚀过程不断进行下去。
2）沉积物下腐蚀
锅炉在正常运行条件下，锅内的金属表面上常覆盖一层Fe3O4膜，它是金属表面在高温炉水中形成的，反应方程式为：
3Fe十4H2O→Fe3O4十4H2反应生成的Fe3O4膜很致密，具有良好的保护性能，锅炉可不遭受腐蚀，若此膜被破坏，金属表面将暴露在高温的炉水中，容易受到腐蚀。
炉水的PH值是促使膜破坏的一个最重要因素。
试验结果表明，PH值在10～12之间内腐蚀速度最小，PH值过低或过高都会加快腐蚀速度。
由于锅炉在正常的运行情况下，炉水的PH值保持在9~11之间，因此锅炉金属表面的保护膜是稳定的，不会发生腐蚀。
但如果金属表面上有沉积物时，就可能发生沉积物下腐蚀。
当金属表面上有沉积物时，由于沉积物的传热性差，沉积物下金属管壁温度升高，渗透到沉积物下的炉水急剧蒸浓，浓缩的炉水因沉积物的阻碍，不易与管子中部的水混合均匀，使沉积物下炉水中各杂质的浓度升高，而沉积物下的浓溶液具有很强的腐蚀性，对锅炉金属造成腐蚀。
沉积物下腐蚀可分为酸性腐蚀和碱性腐蚀两类。
根据腐蚀造成的损伤情况，酸性腐蚀和碱性腐蚀又可分别称为脆性腐蚀和延性腐蚀。
脆性腐蚀是由于沉积物下的酸性增强而造成的，由于它是因腐蚀反应中产生的氢渗入到金属内部引起的，故又称为氢脆。
它通常发生在比较致密的沉积物下面，且腐蚀处的金相组织发生变化，有明显脱碳现象，生成细小裂纹，使金属变脆。
当脆性腐蚀严重时，金属管壁未变薄就会爆管。
延性腐蚀是由于沉积物下的碱性增强而造成的，它通常发生在多孔的沉积物下面，腐蚀坑凹凸不平，坑上覆盖有腐蚀产物，坑下金属的金相和机械性能未发生变化，金属仍具有延性。
但当腐蚀坑达到一定深度后，管壁变薄，会因过热而鼓包或爆管。
3.电化学和机械作用共同产生的腐蚀
在锅炉汽水系统中，经常遇到电化学和机械作用共同产生的腐蚀，主要有交变应力腐蚀和磨损腐蚀。
3.1交变应力腐蚀（腐蚀疲劳）
腐蚀疲劳是金属在交变应力作用下发生的—种应力腐蚀。
它是由于金属材料在受到方向不同、大小不一的应力作用时，与水接触的金属表面上的保护膜被交变应力破坏，因此发生电化学不均—性，造成金属局部腐蚀。
直流锅炉的蒸发受热面内发生脉动或水平沸腾管中发生汽水分离时，受热面管子受到交变热应力，且同时受到电化学腐蚀作用时，会产生腐蚀疲劳。
当发生腐蚀疲劳时，会使金属的疲劳极限大大降低，产生穿晶或晶间的裂纹。
3.2磨损腐蚀（磨蚀）
当电化学腐蚀和机械磨损同时存在时，两种腐蚀会相互加剧，通常会导致空穴腐蚀和冲击腐蚀。
1）空穴腐蚀
空穴腐蚀是由于高速流动的液体因流动的不规则产生了所谓的空穴，空穴内只有一点水汽或低压空气，由于压力和流动条件经常变化，空穴会周期地产生和消失，当空穴消失时，与周围高压形成很大的压力差，在靠近空穴的金属表面产生“水锤”（水冲击）作用，通常破坏金属表面的保护膜，使腐蚀作用继续深入下去。
直流锅炉启动系统中的分调阀，由于此阀前后压差较大造成空穴，使阀体受到较大磨损。
2）冲击腐蚀
冲击腐蚀是由于液体的湍流或冲击造成的。
在锅炉受热面管道上的调节阀、节流阀等经常遇到这种冲击腐蚀。
另外，在管子弯头和管径突然减小的部位，如果受到流体冲击作用，也会产生冲击腐蚀，破坏部分通常呈现深洼。
第四节直流锅炉的给水标准
给水中的杂质若在直流锅炉内沉积或被过热蒸汽带进汽轮机中，会影响锅炉与汽轮机的安全经济运行，因此必须严格控制直流锅炉的给水品质。
用来描述直流锅炉水质的指标有硬度、含钠量、含硅量、含铁量、含铜量、PH值等。
1.给水硬度
给水中的镁盐和钙盐之和称为给水的硬度。
由于镁盐和钙盐在蒸汽中的溶解度很小，进入锅炉后几乎完全沉积下来，因此，为了避免在锅炉结硬度盐（水垢），规定直流锅炉的给水硬度为零。
2.含钠量
锅炉给水中的总含盐量通常由钙镁盐和钠盐组成，由于直流锅炉的给水硬度规定为零，所以给水中的含钠量能较真实地反映给水的总含盐量。
给水总含盐量可用导电率来评价。
由于直流锅炉给水中的绝大部分钠盐能被蒸汽溶解并带入汽轮机，所以给水中的含钠量应由汽轮机入口蒸汽中所允许的含钠量决定。
试验表明，当蒸汽中的含钠量超过10μg/L时，开始有钠盐沉积在锅炉受热面上。
因此我国规定直流锅炉给水含钠量不大于10μg/L。
3.含硅量
由于直流锅炉给水中的硅酸化合物全部能被蒸汽溶解并带入汽轮机，所以给水中的含硅量应由汽轮机入口蒸汽中所允许的含硅量决定。
运行经验表明，当汽轮机入口蒸汽的含硅量（以SiO2表示）小于20μg/L时，可防止SiO2在汽轮机通流部分沉积下来。
因此我国规定直流锅炉给水含硅量不大于20μg/L。
4.给水含铁量
在亚临界压力及超临界压力锅炉中，铁的氧化物在过热蒸汽中的溶解度约为10～15μg/L；在超高压及以下参数锅炉中，铁的氧化物在过热蒸汽中的溶解度更低。
为了防止铁的氧化物在锅炉内沉积，我国规定直流锅炉给水含铁量不大于10μg/L。
5.给水含铜量
给水中的铜常以Cu、Cu2O及CuO三种形式存在，其中CuO在蒸汽中的溶解度最大。
给水中的大部分铜沉淀在锅炉内，特别是沉积在高热负荷的蒸发区；而被过热蒸汽带走的铜将沉积在汽轮机叶片上结成铜垢。
对于亚临界压力及以下的直流锅炉，为了防止铜的氧化物在锅炉和汽轮机内沉积，规定给水含铜量不大于5μg/L。
对于超临界锅炉，由于水处理技术的不断完善，汽水系统中的其他杂质较少，汽轮机内的铜垢问题较突出，因此为了减少超临界压力蒸汽的带铜量，规定给水含铜量小于2～3μg/L。
另外，为了避免铜的氧化物在汽轮机内沉积，有的超临界压力机组的热力系统不采用铜合金制件，各加热器全部采用钢管，并将给水的PH值提高到9.3～9.5。
6.给水的PH值溶液的PH值可表示溶液的性质及其对金属材料的腐蚀影响。
当溶液的PH值小于7时，溶液中有较多的H+，是阳极的去极化剂，会加速腐蚀，若此时溶液中溶有CO2时，铁金属表面形成的氧化膜很松软，对金属无保护作用，加快了对铁的腐蚀。
如果溶液的PH值提高，则铁表面形成的氧化膜就逐渐趋于稳定，对金属起到保护作用。
火力发电机组除给水加热器、凝汽器的管材为铜合金或镍合金外，大多数材质为铁，不同PH值的水溶液对各种金属有不同的腐蚀程度。
由于机组材质中铁的比例最大，因此PH值的选取应先考虑铁的腐蚀，同时也兼顾铜、镍的腐蚀。
当水汽系统有铜件存在时，PH值通常为8.5～9.2；无铜件时，PH值通常为9.5～9.7。
在机组水处理系统中，可通过加氨（NH3）处理提高给水的PH值。
7.给水含氧O2量、给水总二氧化碳CO2量及联胺过剩量
给水中的溶解氧是引起金属腐蚀的主要因素。
为了能较彻底地除去水中的氧，给水除了先在高压除氧器内除氧外，还应在给水中加入联胺N2H4进行辅助除氧。
通常规定直流锅炉给水含氧量为5～7μg/L。
联胺（通常用工业水合联胺N2H4·H20）与水中溶解氧的反应方程式如下：
N2H4·H20十O2→N2+3H20
上式反应的产物既不会增加水的含盐量，也无任何害处，因此联胺是直流锅炉采用的唯一除氧剂。
为了保证联胺的除氧效果，给水中须保持一定的联胺过剩量，但由于联胺有毒，在蒸汽中的含量不能超过0.5μg/L，通常规定直流锅炉给水中的联胺过剩量为20～50μg/L。
由于给水中的CO2气体对铁的腐蚀作用很大，因此规定直流锅炉给水中的总CO2量应为零。
8.水汽质量标准
我国国家标准GBl2145-89规定的直流锅炉给水水质标准见下表。
直流锅炉给水水质标准（锅炉出口主蒸汽压力在5.9～18.3MPa）
第五节直流锅炉的水处理和清洗
1.直流锅炉的水处理
直流锅炉的给水主要是汽轮机的凝结水，并以深度除盐和除硅的补给水或蒸发器产生的蒸馏水作为补充水。
直流锅炉的水处理系统通常采用补给水经一级除盐后补充入凝汽器，与凝结水混合后经凝结水泵送至水处理车间，经过滤器除铁、铜后至混合床交换器进行深度除盐，制成合格的凝结水，然后由凝升泵升压，再经低压加热器、除氧器、高压加热器送入锅炉省煤器。
对于凝汽式发电厂，虽然锅炉给水中的补给水量很少，约为锅炉额定蒸发量的2～4％，但是由于直流锅炉的给水品质要求高，所以必须进行两级除盐。
锅炉补给水在与凝结水混合之前先进行一级除盐，以除去水中的钙盐、镁盐、钠盐及CO2气体。
一级除盐系统由一级强酸阳离子交换器、脱碳器和一级强碱阴离子交换器组成。
经一级除盐后的补给水与汽轮机的凝结水混合，由于凝汽器可能泄漏以及凝结水系统、疏水系统及热力设备的腐蚀产物可能污染水，因此必须进行二级除盐。
二级除盐系统由过滤器和混合床离子交换器组成。
过滤器可将水中的金属腐蚀产物如氧化铁、氧化铜微粒及凝汽器一小部分漏水中夹带的有机杂质等过滤掉。
给水经过过滤器后，铁、铜含量降低到规定值，然后进入混合床离子交换器，使水得到深度除盐。
2.直流锅炉启动时的水洗
在机组停用期间，直流锅炉的水汽系统和炉前系统会有一些腐蚀产物和其它杂质。
若机组启动时未除去这些杂质，会影响直流锅炉的给水品质及锅炉的安全运行，因此，机组每次启动时应进行直流锅炉的清洗工作。
机组启动时的水洗有冷态清洗和热态清洗两种方式。
2.1冷态清洗
直流锅炉的冷态清洗是指在锅炉点火前，用除盐水或凝结水冲洗包括低压加热器、除氧器、高压加热器、省煤器、水冷壁、炉顶过热器及启动分离器等在内的水汽系统。
冷态清洗分两阶段进行，第一阶段为低压系统的清洗，第二阶段为高压系统的清洗。
1）低压系统的清洗
当清洗给水泵前的低压系统时，按下列小循环进行：
凝汽器→凝结水泵→前置过滤器→混合床除盐装置→凝结水箱→凝结水升压泵
↓排地沟
→低压加热器→除氧
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