火電機組啟動階段化學監(jiān)督控制方案淺議

劉潔瓊

(甘肅電投張掖發(fā)電有限責任公司，甘肅張掖734000)

火電機組啟動階段化學監(jiān)督控制方案淺議

劉潔瓊

(甘肅電投張掖發(fā)電有限責任公司，甘肅張掖734000)

火電機組熱力設備的結(jié)垢、腐蝕、積鹽問題，通常在機組啟動階段最為嚴重，如何有效防止啟動階段水質(zhì)劣化對熱力系統(tǒng)設備造成的嚴重危害，是長期以來困擾化學監(jiān)督工作的一項重要難題。從防止腐蝕、結(jié)垢、積鹽三個方面，對化學監(jiān)督控制措施進行系統(tǒng)闡述，形成整套的機組啟動階段化學監(jiān)督控制方案，經(jīng)過實踐驗證行之有效，對解決同類型火電機組啟動階段水質(zhì)劣化對熱力系統(tǒng)設備的危害，具有廣泛的應用性。

啟動階段;控制方案;方法改進;效果檢驗

0 引言

對于火力發(fā)電廠來說，化學監(jiān)督工作的好壞直接關(guān)系到機組的安全、經(jīng)濟、穩(wěn)定運行。由于機組并網(wǎng)時間的不確定，缺乏化學監(jiān)督控制方案或方案不夠全面等原因，國內(nèi)電廠大部分機組啟動階段水汽品質(zhì)的調(diào)整控制都存在著較大困難，長期困擾著電廠化學監(jiān)督工作，幾乎每一次的啟動過程中總有相當部分的水汽指標較長時間超標，使熱力系統(tǒng)產(chǎn)生不同程度的腐蝕、結(jié)垢、積鹽。

1 機組啟動階段水質(zhì)惡化原因分析

1.1 腐蝕成因分析

根據(jù)電位－pH關(guān)系可知，介質(zhì)pH值對金屬表面的氧化鈍化膜的溶解度和溶解動力學有影響。通過水質(zhì)調(diào)節(jié)以減緩金屬腐蝕速度，從本質(zhì)上說，就是在金屬表面維持和不斷修復氧化鈍化膜的過程，而氧化鈍化膜在水中的溶解度是與水的pH值有密切相關(guān)的?；痣姀S除鹽水pH值偏低、呈微酸性，在水循環(huán)過程中易引起系統(tǒng)腐蝕。因此，必須提高進入熱力系統(tǒng)的除鹽水pH值，防止系統(tǒng)腐蝕。

1.2 結(jié)垢物質(zhì)來源分析

設備檢修后會殘留部分雜質(zhì)，啟動階段沖洗方法不科學易造成爐水硬度大。鍋爐點火后，在受熱面與水接觸的金屬表面上生成一些堅硬的、稱為水垢的固態(tài)附著物。因此，應控制爐水的硬度峰值和不合格時間，以遏制熱力系統(tǒng)設備結(jié)垢現(xiàn)象。

1.3 積鹽成因分析

由于SiO2在蒸汽和水中的溶解具有特殊性:當壓力升高時溶解量增大，當壓力降低時SiO2從中釋放出來而沉積于金屬表面。高溫、高壓蒸汽溶解的SiO2如果超標，在汽輪機缸體內(nèi)由于壓力下降，就會導致大量的鹽分析出，沉積在中低壓缸的葉片上。為了避免汽輪機葉片積鹽，通常采用“恒壓洗硅”方式來降低蒸汽中溶解的SiO2含量。

2 啟動階段水質(zhì)劣化對機組系統(tǒng)的危害

啟動階段，未經(jīng)化學處理的除鹽水直接進入熱力系統(tǒng)，在高溫高壓下分解產(chǎn)生二氧化碳、有機酸甚至強酸等酸性物質(zhì)，破壞金屬表面形成的氧化膜，導致保護膜的大面積破壞，使基體遭到侵害。

較高的爐水硬度的長時間存在，會使鍋爐設備發(fā)生較嚴重的結(jié)垢，導致鍋爐四管傳熱效果不良，造成局部爆管甚至進一步停機。同時造成燃料消耗量增加、鍋爐效率降低、經(jīng)濟性變差。葉片上積鹽直接增大汽輪機軸向推力，降低機組的安全性;葉片上積鹽也使汽輪機的效率下降，也限制了機組的負荷，對發(fā)電廠的經(jīng)濟性影響很大。

3 啟動階段化學監(jiān)督控制方案

經(jīng)過上述理論分析后，張掖電廠對凝輸泵上水加藥系統(tǒng)進行了技術(shù)改造，提出了300MW機組啟動階段化學監(jiān)督控制方案。

3.1 冷態(tài)化學沖洗控制

針對微酸性水進入系統(tǒng)造成腐蝕的問題，對凝輸泵出口進行了技術(shù)改造(加氨處理)，對上水方式進行優(yōu)化，上水階段轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W沖洗階段。通過凝輸泵或前置泵上水均變成了經(jīng)過加氨處理，有效地防止了熱力系統(tǒng)的酸性腐蝕。

為使爐水硬度盡可能在短時間內(nèi)合格，分析認為傳統(tǒng)磷酸鹽加藥方法具有滯后性，決定將磷酸鹽加藥時間由點火時提前至爐底部加熱投運之時，并維持磷酸根含量在1.5～2.5mg/L之間，通過化學沖洗與排污處理，將爐水硬度控制在2.5μmol/L、鐵含量1000μg/L以下，方可允許鍋爐點火。

3.2 啟動過程控制

為了保證啟動階段各水質(zhì)指標盡早合格，特做如下規(guī)定:自鍋爐點火開始依次每4h分析各水樣鐵含量直至合格;汽輪機沖轉(zhuǎn)前半小時分析蒸汽的SiO2、鈉、鐵、銅含量，過熱蒸汽指標合格后方可允許沖轉(zhuǎn);按照沖轉(zhuǎn)時間依次每隔4h分析蒸汽的鐵、銅含量，直至合格為止;每小時手工分析一次水汽品質(zhì)，對于不合格指標應增加試驗次數(shù)跟蹤監(jiān)督，以便及時判斷熱力系統(tǒng)中是否有結(jié)垢和腐蝕現(xiàn)象發(fā)生。

鍋爐點火后全開連排，隨著汽包壓力的不斷升高，連排開度根據(jù)爐水硬度、pH值、電導率、磷酸根含量綜合分析后調(diào)整開度。點火后以每小時定排一次為宜，在水質(zhì)指標異?；驉夯那闆r下，適當增加定排次數(shù)或時間，指標合格后定排恢復正常。

3.3 恒壓洗硅控制

為了保證蒸汽品質(zhì)，防止在汽輪機葉片及通流部分發(fā)生積鹽現(xiàn)象，必須嚴格執(zhí)行恒壓洗硅，盡可能降低爐水中SiO2含量，減輕水汽分離過程中蒸汽的溶解性和機械性攜帶［2］。

3.4 化學指標分析控制

在化學沖洗過程中，調(diào)整加氨量控制各水樣pH值在9.0～9.5之間;冷態(tài)沖洗過程中，當爐水水樣清澈透明且硬度≤2.5μmol/L、鐵含量≤1000μg/L時，方可允許鍋爐點火;當鍋爐點火后，調(diào)整爐水磷酸鹽加藥量和排污量，使爐水硬度盡可能在最短時間內(nèi)降至零;通過恒壓洗硅，控制爐水SiO2含量在較低含量運行;當凝結(jié)水符合回收標準，經(jīng)系統(tǒng)循環(huán)，投運精處理高速混床、在線分析儀表。

4 效果分析

控制方案實施前后效果對比分析見表1。

表1 控制方案實施前后效果對比

2013年張掖電廠實施300MW機組啟動階段化學監(jiān)督控制方案，效果較好。例如6月7日1號機組啟動過程中執(zhí)行該方案后的水汽品質(zhì)來看，爐水硬度峰值僅2.2μmol/L，點火后5h內(nèi)爐水硬度降到零，在該次機組啟動階段節(jié)省除鹽水耗量。爐水pH值均在9.0以上，爐水硅含量均在200μg/L以下。從1、2號機組數(shù)次啟動過程中運用情況來看，即節(jié)省了除鹽水，又能使水汽指標在最短時間內(nèi)合格，達到了實施控制方案的預期效果。

［1］DL/T 561－2006，火力發(fā)電廠水汽化學監(jiān)督導則［S］.

［2］GB 12145－2006，火力發(fā)電機組及蒸汽動力設備水汽質(zhì)量標準［S］.

［3］DL 163－2006，火力發(fā)電廠水汽質(zhì)量標準［S］.

［4］DL/T 246－2006，化學監(jiān)督導則［S］.

［5］李培元.火力發(fā)電廠水處理及水質(zhì)控制［M］.北京:中國電力出版社，2006.

［6］曹長武，宋麗莎.火力發(fā)電廠化學監(jiān)督技術(shù)［M］.北京:中國電力出版社，2005.

Brief discussion on chemical supervision control scheme of thermal power units start－up phase

The scale，corrosion and salt accumulation problems of thermal equipment in thermal power usually occurred severely in the unit start－up phase，how to effectively prevent the serious harm to the thermal system equipment by water quality deterioration in startup phase，is an important problem to the chemical supervision.The chemical supervisory countermeasures are elaborated from prevent corrosion，fouling，salt accumulation three aspects and a comprehensive set of supervisory control program are formed.The application has proven it is effective in resolving the hazards thermal system equipment caused by water quality deterioration in the start－up phase of thermal power units and provide reference.

start－up phase;control scheme;method;effect

TK223

B

1674－8069(2015)04－058－02

2015-02-14;

:2015-05-19

劉潔瓊(1982-)，女，甘肅白銀人，化學專工，主要從事電廠化學工作。E－mail:liujq0613@163.com