有關(guān)600MW機(jī)組蒸汽品質(zhì)控制及其優(yōu)化分析

高曉茜

(國(guó)網(wǎng)能源新疆準(zhǔn)東煤電有限公司,新疆烏魯木齊 830000)

有關(guān)600MW機(jī)組蒸汽品質(zhì)控制及其優(yōu)化分析

高曉茜

(國(guó)網(wǎng)能源新疆準(zhǔn)東煤電有限公司,新疆烏魯木齊 830000)

本文以某600MW機(jī)組為研究對(duì)象,對(duì)其蒸汽品質(zhì)控制及優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行了深入分析,首先介紹了影響蒸汽品質(zhì)的因素,然后分析了蒸汽品質(zhì)異常的表現(xiàn)和原因,最終基于爐水品質(zhì)優(yōu)化控制角度探討了蒸汽品質(zhì)控制及其優(yōu)化措施,以期為業(yè)內(nèi)人士提供一些有益的參考。

600MW機(jī)組 蒸汽品質(zhì) 控制 優(yōu)化

某600MW亞臨界、中間再熱式、四缸四排氣、單軸、凝汽式汽輪機(jī),型號(hào)為N600-16.7/538/538,于2010年6月25日正式投入生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)。2013年下半年多次發(fā)生蒸汽品質(zhì)異常問(wèn)題,如Na超標(biāo)等,經(jīng)過(guò)嚴(yán)格排查、系統(tǒng)論證及采用針對(duì)性控制及其優(yōu)化措施之后,蒸汽品質(zhì)明顯改善,回歸期望值范圍之內(nèi)[1]。

1 影響蒸汽品質(zhì)的因素

1.1 蒸汽攜帶爐水

壓力越高越有可能攜帶爐水;汽包內(nèi)徑及汽水分離裝置的差異將會(huì)影響蒸汽攜帶爐水的差異;爐水含鹽量下降到某個(gè)值以下時(shí),隨著爐水含鹽量的增加,蒸汽含鹽量也會(huì)隨之增長(zhǎng);在蒸汽壓力以及爐水含鹽量保持恒定的前提下,隨著鍋爐負(fù)荷的增加,蒸汽帶水量也隨之表現(xiàn)出小幅度的增加,當(dāng)鍋爐處于超負(fù)荷狀態(tài)時(shí),這一情況將會(huì)愈發(fā)明顯;當(dāng)汽包水位超過(guò)正常標(biāo)準(zhǔn)某個(gè)值時(shí),蒸汽帶水量將會(huì)大幅增多[2]。

1.2 蒸汽溶解雜質(zhì)

對(duì)于大容量高壓鍋爐而言,其飽和蒸汽將會(huì)具備水的性質(zhì),即將鍋爐水中的個(gè)別雜質(zhì)溶解于其中。蒸汽溶解雜質(zhì)的能力(包括數(shù)量以及種類等)在一定程度上取決于蒸汽壓力高低。在壓力不斷增大的條件下,蒸汽溶鹽能力也隨之增長(zhǎng)。另外,蒸汽溶鹽還表現(xiàn)出一定的選擇性,硅酸最容易被溶解。

2 蒸汽品質(zhì)異常分析

2.1 異常表現(xiàn)

2013年7～9月期間,該600MW機(jī)組的蒸汽品質(zhì)開始出現(xiàn)異常,較為突出的異常表現(xiàn)是,過(guò)熱蒸汽條件下,Na及氫導(dǎo)等部分指標(biāo)出現(xiàn)較為劇烈的波動(dòng),另外,無(wú)論是飽和蒸汽,又或者是再熱蒸汽,其部分品質(zhì)指標(biāo)也發(fā)生小范圍的波動(dòng),上述波動(dòng)絕大多數(shù)會(huì)在一個(gè)較短的時(shí)間內(nèi)回歸到正常水平。給水和凝結(jié)水等關(guān)鍵水質(zhì)指標(biāo)仍處于正常范圍之內(nèi)。

2.2 原因分析

基于統(tǒng)計(jì)到的異常情況,同時(shí)參考影響蒸汽品質(zhì)的一系列因素,得出影響蒸汽品質(zhì)的因素可能涉及以下幾個(gè)方面：(1)爐水含鹽量的影響。(2)鍋爐負(fù)荷變化等集控參數(shù)的影響。(3)其他因素影響。如汽水分離裝置存在故障等。

為查清過(guò)熱蒸汽條件下鈉離子含量超過(guò)正常值的真正原因,為將來(lái)的生產(chǎn)中的蒸汽品質(zhì)控制及其優(yōu)化提供更為準(zhǔn)確的依據(jù),有必要對(duì)該機(jī)組采取相應(yīng)的熱化學(xué)試驗(yàn),主要包括三個(gè)方面的內(nèi)容：(1)爐水含鹽量對(duì)主蒸汽品質(zhì)的影響試驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)即便處于額定負(fù)荷運(yùn)行條件下,硅酸也會(huì)表現(xiàn)出較快的溶解攜帶,所以,重視并控制好爐水硅的實(shí)際含量便顯得特別重要了。(2)汽包水位對(duì)主蒸汽品質(zhì)的影響試驗(yàn)。在保證蒸汽品質(zhì)處于正常范圍的前提下,水位最高允許+200mm,蒸汽品質(zhì)不會(huì)發(fā)生顯著改變。(3)鍋爐負(fù)荷對(duì)蒸汽品質(zhì)的影響試驗(yàn)。在試驗(yàn)采用的負(fù)荷波動(dòng)條件下,蒸汽品質(zhì)沒(méi)有發(fā)生顯著改變。

3 蒸汽品質(zhì)控制及其優(yōu)化措施——基于爐水品質(zhì)優(yōu)化控制角度

參考熱化學(xué)試驗(yàn)結(jié)果,同時(shí)結(jié)合日常工作數(shù)據(jù),可得知蒸汽品質(zhì)是高是低關(guān)鍵取決于蒸汽溶解攜帶爐水中雜質(zhì)的數(shù)量以及種類,所以,若想更好地優(yōu)化蒸汽品質(zhì),有必要選擇爐水含鹽量控制為突破口,具體而言,就是合理控制爐水之中鈉離子及硅酸根含量、電導(dǎo)率大小[3]。

值得一提的是,若想實(shí)現(xiàn)對(duì)爐水水質(zhì)的有效控制,應(yīng)重視并做好兩點(diǎn)工作。一個(gè)是確保鍋爐具有足夠的排污量,將爐水pH值約束在正常區(qū)間之內(nèi),借助鍋爐排污實(shí)現(xiàn)對(duì)爐水的有效控制,降低其電導(dǎo)率的同時(shí),降低其硅含量,另一個(gè)是堅(jiān)持低磷酸鹽加藥,換而言之,在保證pH正常的前提下,盡量減少爐水加藥量從而實(shí)現(xiàn)對(duì)爐水含鹽量的有效降低。在爐水低磷酸鹽處理方面,該600MW機(jī)組現(xiàn)階段實(shí)現(xiàn)了對(duì)相關(guān)指標(biāo)的良好控制,具體是：爐水DD≤5uS/cm,Na集中在200～300ug/L之間[4],SiO2集中在10～40ug/L之間。就現(xiàn)階段情況而言,爐水低含鹽工作得以有效實(shí)施,有效規(guī)避了蒸汽品質(zhì)頻繁異常的發(fā)生,由大修檢報(bào)告可知,汽輪機(jī)中、高壓缸葉片各自對(duì)應(yīng)的積鹽結(jié)垢情況得到有效改善。

基于爐水的低磷酸鹽進(jìn)行相應(yīng)處理將會(huì)給高參數(shù)機(jī)組帶來(lái)極大的益處,如大幅降低爐水含鹽量,從而更好地保證蒸汽品質(zhì)。與此同時(shí),也很好地保護(hù)了鍋爐及汽機(jī),使其在一定程度上規(guī)避了鹽類產(chǎn)生的相關(guān)腐蝕。值得關(guān)注的是,降低爐水磷酸鹽含量將會(huì)大幅弱化爐水的緩沖性,特別是氯離子等有較大幾率給爐水pH帶來(lái)擾動(dòng),假若出現(xiàn)凝汽器泄露等問(wèn)題,往往會(huì)給整個(gè)熱力系統(tǒng)帶來(lái)十分嚴(yán)重的負(fù)面影響。

給水中氯離子在流入鍋爐之后便會(huì)發(fā)生成倍濃縮效應(yīng),若想實(shí)現(xiàn)對(duì)爐水氯根濃度的有效控制,應(yīng)重視并做好給水中氯離子含量的有效控制,所以,有必要采取100%凝結(jié)水精處理的做法,以實(shí)現(xiàn)對(duì)混床出水的精處理,保證其水質(zhì)優(yōu)良。有鑒于此,該廠在化學(xué)運(yùn)行過(guò)程中,首先,重視并做好樹脂精處理工作以保證再生質(zhì)量,其次,借助日常生產(chǎn)以及試驗(yàn)的有機(jī)結(jié)合以確定精處理混床所對(duì)應(yīng)的最理想制水期,從而盡量保證混床出水“不漏氯”的理想效果。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的實(shí)踐運(yùn)行,最終確定混床運(yùn)行周期：出水DDH≤0.07uS/cm,制水量集中在15～20wt之間,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)爐水中氯離子含量的有效控制,使其在正常范圍之內(nèi)。

[1]游 喆 ,黃興德,張紅,劉文強(qiáng),姚勇,祝青,費(fèi)劍影,施依娜.脫氣氫導(dǎo)在聯(lián)合循環(huán)機(jī)組化學(xué)水汽品質(zhì)控制中的應(yīng)用[J].華東電力,2013,12：2620-2624.

[2]李和平.燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組水汽品質(zhì)監(jiān)督和加藥控制[J].冶金動(dòng)力,2014,01：34-37.

[3]李路江,孫心利.起臨界660MW空冷機(jī)組基建期汽水品質(zhì)控制要點(diǎn)[J].熱力發(fā)電,2014,01：140-141+144.

[4]宋宇輝,紀(jì)琳,徐安利,呂小剛.裂解爐廢熱鍋爐蒸汽品質(zhì)惡化的原因分析及控制措施[J].乙烯工業(yè),2011,03：22-25+21.

[5]朱紀(jì)林,王哲.裂解爐超高壓蒸汽品質(zhì)的控制[J].石油化工技術(shù)與經(jīng)濟(jì),2010,03：24-28.