燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組低壓蒸汽氫電導(dǎo)率超標(biāo)分析

王立紅

燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組低壓蒸汽氫電導(dǎo)率超標(biāo)分析

王立紅

（華電（北京）熱電有限公司，北京 100039）

以鄭常莊燃?xì)鉄犭姽こ虨槔?，針?duì)燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組蒸汽氫電導(dǎo)率波動(dòng)的問(wèn)題，分析了低壓蒸汽氫電導(dǎo)率超標(biāo)數(shù)據(jù)，通過(guò)安裝脫氣電導(dǎo)率表確定了氫電導(dǎo)率超標(biāo)的原因，為設(shè)備治理提供了有效依據(jù)。

燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)；低壓蒸汽；氫電導(dǎo)率；超標(biāo)分析

0 引言

華電（北京）熱電有限公司鄭常莊燃?xì)鉄犭姽こ?，在裝2套254MW燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組和3×418GJ／h燃?xì)鉄崴仩t。每套聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組包括1臺(tái)重型單缸燃?xì)廨啓C(jī)，1臺(tái)雙壓、無(wú)補(bǔ)燃、臥式、自然循環(huán)、緊身封閉的余熱鍋爐，1臺(tái)雙壓抽汽凝汽式汽輪機(jī)，2臺(tái)發(fā)電機(jī)組及其配套輔助設(shè)備。燃?xì)廨啓C(jī)型號(hào)為SGT5-2000E（V94.2），汽輪機(jī)型號(hào)為L(zhǎng)ZC80-7.80／0.65／0.15，余熱鍋爐型號(hào)為Q1976／543.8-242（52.9）-8（0.69）／521（213），總供熱能力為2260GJ／h，純凝工況（標(biāo)準(zhǔn)條件）下，發(fā)電容量為482.98MW。

1 水、汽流程

鍋爐分為高壓系統(tǒng)和低壓系統(tǒng)，有2個(gè)汽包：高壓系統(tǒng)依靠燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)入余熱鍋爐的熱煙氣對(duì)水進(jìn)行加熱，將水轉(zhuǎn)化為高壓蒸汽并使之過(guò)熱，高壓蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)做功；低壓系統(tǒng)也依靠來(lái)自燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)入余熱鍋爐的熱煙氣對(duì)水進(jìn)行加熱，將水轉(zhuǎn)化為低壓蒸汽并使之過(guò)熱，低壓蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)低壓補(bǔ)汽。

低壓系統(tǒng)的給水為凝結(jié)水、熱網(wǎng)疏水、熱泵疏水，根據(jù)冬季、夏季運(yùn)行方式的不同而變化，低壓給水經(jīng)低壓省煤器進(jìn)入安裝在低壓汽包上的除氧器，經(jīng)除氧后進(jìn)入低壓汽包。高壓系統(tǒng)的給水為低壓汽包下水，由給水泵供給。

2 存在的問(wèn)題

夏季運(yùn)行方式時(shí)，蒸汽氫電導(dǎo)率會(huì)隨著負(fù)荷的變化有規(guī)律地波動(dòng)，與汽包壓力、蒸汽流量有很大關(guān)系，如圖1、圖2所示。低壓汽包壓力低于0.45MPa時(shí)，低壓蒸汽氫電導(dǎo)率通常超標(biāo)；低壓汽包壓力高于0.45MPa時(shí)，低壓蒸汽氫電導(dǎo)率通常符合小于0.30 μS／cm的標(biāo)準(zhǔn)。

冬季運(yùn)行方式時(shí)，熱網(wǎng)疏水回收后，低壓蒸汽氫電導(dǎo)率經(jīng)常超出0.30μS／cm，熱泵疏水回收后超標(biāo)現(xiàn)象更加嚴(yán)重，即使凝結(jié)水、熱網(wǎng)疏水、省煤器入口給水的氫電導(dǎo)率全部合格（指標(biāo)在0.20～0.30 μS／cm之間），低壓飽和蒸汽氫電導(dǎo)率仍會(huì)超標(biāo)（指標(biāo)在0.32～0.45μS／cm之間），低壓過(guò)熱蒸汽氫電導(dǎo)率亦是如此，指標(biāo)比低壓飽和蒸汽氫電導(dǎo)率低0.02～0.03μS／cm，同樣超標(biāo)。

3 原因分析及處理過(guò)程

為分析低壓蒸汽氫電導(dǎo)超標(biāo)的原因，對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、水／汽系統(tǒng)進(jìn)行逐個(gè)排除。

（1）化學(xué)監(jiān)督儀表的測(cè)量誤差。經(jīng)與同型號(hào)儀表對(duì)調(diào)比對(duì)，并更換了幾次樹(shù)脂，指標(biāo)仍不見(jiàn)好轉(zhuǎn)，由此確認(rèn)儀表顯示正確。

（2）取省煤器入口給水、低壓飽和蒸汽、低壓過(guò)熱蒸汽水樣做離子色譜分析，試驗(yàn)結(jié)果為：除質(zhì)量濃度偏高外，其他陰、陽(yáng)離子質(zhì)量濃度都不高，是給水處理工藝中加入的，在氣相中析出屬正?，F(xiàn)象，且通過(guò)陽(yáng)離子交換柱可以除掉，不影響氫電導(dǎo)率的大小。隨后又委托某電科院對(duì)水樣進(jìn)行了總有機(jī)碳（TOC）分析，分析結(jié)果均小于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的500μg／L。TOC與質(zhì)量濃度數(shù)據(jù)比較，有著相同的規(guī)律，低壓過(guò)熱蒸汽的TOC與質(zhì)量濃度均大于低壓飽和蒸汽，而低壓飽和蒸汽的TOC與質(zhì)量濃度大于給水，且低壓飽和蒸汽的TOC與質(zhì)量濃度都約為給水的2倍，由此判斷低壓汽包除氧器可能存在窩氣現(xiàn)象。試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

圖1＃1機(jī)組低壓蒸汽出口壓力與低壓蒸汽氫電導(dǎo)率的關(guān)系

圖2＃2機(jī)組低壓蒸汽出口壓力與低壓蒸汽氫電導(dǎo)率的關(guān)系

表1 離子色譜分析及TOC分析數(shù)據(jù)μg／L

（3）為進(jìn)一步判斷低壓蒸汽氫電導(dǎo)率超標(biāo)的原因，先后兩次邀請(qǐng)相關(guān)單位現(xiàn)場(chǎng)協(xié)助判斷，并臨時(shí)安裝了脫氣電導(dǎo)率表，該表計(jì)可顯示氫電導(dǎo)率、脫氣電導(dǎo)率、比電導(dǎo)率、氨、pH值等參數(shù)。當(dāng)空氣進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)，CO2溶入樣水將使電導(dǎo)率升高，脫氣電導(dǎo)率測(cè)試是將CO2通過(guò)加熱除氣測(cè)量組件除去后測(cè)得的氫電導(dǎo)率，能真正反映水的雜質(zhì)情況。首先選?。?余熱鍋爐低壓飽和蒸汽、低壓過(guò)熱蒸汽做試驗(yàn)，在不影響現(xiàn)場(chǎng)在線表計(jì)測(cè)試的前提下，由手工取樣點(diǎn)通過(guò)軟管將水樣引入脫氣電導(dǎo)率表，數(shù)據(jù)記錄見(jiàn)表2、表3。從數(shù)據(jù)分析看，脫氣電導(dǎo)率全部在0.10μS／cm附近波動(dòng)，氫電導(dǎo)率比脫氣電導(dǎo)率約高0.30μS／cm，主要是因?yàn)槊摎怆妼?dǎo)率排除了CO2對(duì)氫電導(dǎo)率測(cè)量的影響。由此可以確定，低壓蒸汽氫電導(dǎo)率超標(biāo)的原因?yàn)榈蛪浩到y(tǒng)存在漏氣，低壓給水系統(tǒng)溶氧超標(biāo)，CO2不能有效排出。隨后又對(duì)＃2余熱鍋爐低壓飽和蒸汽、低壓過(guò)熱蒸汽水樣進(jìn)行了試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果相同。

表2＃1余熱鍋爐低壓飽和蒸汽電導(dǎo)率對(duì)比 μS／cm

表3＃1余熱鍋爐低壓過(guò)熱蒸汽電導(dǎo)率對(duì)比 μS／cm

（4）熱力設(shè)備系統(tǒng)中可溶性氣體主要是CO2和O2，其主要來(lái)源為：機(jī)組嚴(yán)密性差，轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備密封不好存在漏氣，凝結(jié)水系統(tǒng)中存在漏氣；熱網(wǎng)疏水系統(tǒng)帶入，熱泵疏水系統(tǒng)帶入，低壓給水系統(tǒng)存在漏氣；加藥過(guò)程中系統(tǒng)帶入等。

（5）凝結(jié)水泵出口溶氧和低壓省煤器入口溶氧時(shí)常超標(biāo)。熱網(wǎng)疏水回收后，因熱網(wǎng)疏水進(jìn)入系統(tǒng)前未除氧，會(huì)攜帶著CO2和O2等氣體，與凝結(jié)水匯合后進(jìn)入低壓省煤器，造成低壓省煤器入口溶氧超標(biāo)，且凝結(jié)水系統(tǒng)存在漏氣現(xiàn)象，凝結(jié)水時(shí)常超標(biāo)也會(huì)帶入CO2和O2等氣體。熱網(wǎng)疏水與凝結(jié)水匯合后進(jìn)入低壓汽包除氧器，雖經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單除氧，但仍存在窩氣現(xiàn)象，使氣體在系統(tǒng)內(nèi)聚集，造成低壓蒸汽氫電導(dǎo)率超標(biāo)。熱泵疏水回收后，溶氧量劇增，加重了蒸汽氫電導(dǎo)率的超標(biāo)。

4 危害分析

凝結(jié)水超標(biāo)的主要原因是凝汽器和凝結(jié)水泵的不嚴(yán)密處漏入空氣，凝結(jié)水含氧量大會(huì)直接導(dǎo)致低壓給水系統(tǒng)的腐蝕，腐蝕產(chǎn)物會(huì)隨凝結(jié)水系統(tǒng)進(jìn)入低壓給水系統(tǒng)，影響低壓給水水質(zhì)。研究證明，溶解氧對(duì)水中的碳鋼具有腐蝕或鈍化的雙重作用。在高溫水條件下，溶解氧的實(shí)際作用取決于水的電導(dǎo)率、溶解氧、pH值等因素，當(dāng)氫電導(dǎo)率大于0.3μS／cm時(shí)，溶氧主要起腐蝕作用，此時(shí)碳鋼的腐蝕速度隨溶氧濃度的增加而加快；但在高純水中，當(dāng)氫電導(dǎo)率小于0.15μS／cm時(shí)，溶解氧主要起鈍化作用。為了控制氧腐蝕，應(yīng)盡可能去除水中的溶解氧。實(shí)際運(yùn)行中機(jī)組凝結(jié)水溶氧長(zhǎng)期超標(biāo)，低壓給水系統(tǒng)溶氧長(zhǎng)期超標(biāo)，都會(huì)加速低壓給水系統(tǒng)腐蝕，會(huì)造成鍋爐金屬局部和大面積強(qiáng)度降低，在大、小修化學(xué)監(jiān)督檢查中已發(fā)現(xiàn)低壓汽包有氧腐蝕現(xiàn)象。

5 結(jié)論

（1）必須重視化學(xué)監(jiān)督工作，對(duì)化學(xué)監(jiān)督人員提出的指標(biāo)超標(biāo)問(wèn)題要足夠重視，不能認(rèn)為化學(xué)監(jiān)督指標(biāo)超標(biāo)是慢性病而大意，否則一旦出現(xiàn)大面積腐蝕、結(jié)垢等問(wèn)題，輕者耽誤生產(chǎn)，重者造成設(shè)備損壞，甚至危及人身安全。

（2）委托電科院開(kāi)展熱化學(xué)試驗(yàn)，如鍋爐負(fù)荷對(duì)蒸汽質(zhì)量的影響試驗(yàn)等，通過(guò)試驗(yàn)確定保證蒸汽質(zhì)量合格的允許鍋爐負(fù)荷，了解汽水分離裝置在不同負(fù)荷下的分離效果。

（3）對(duì)凝汽器補(bǔ)水方式進(jìn)行調(diào)整和改造，使凝汽器真空除氧功能真正發(fā)揮出來(lái)。徹查凝結(jié)水系統(tǒng)，對(duì)凝結(jié)水泵查漏找漏，使凝結(jié)水系統(tǒng)溶氧超標(biāo)問(wèn)題能夠根治。查找熱網(wǎng)疏水系統(tǒng)漏氣點(diǎn)，熱網(wǎng)疏水溶氧按照凝結(jié)水溶氧指標(biāo)控制，溶氧小于50μg／L。

（4）對(duì)熱泵疏水采取除氧措施，熱泵疏水溶氧指標(biāo)也應(yīng)按照凝結(jié)水溶氧指標(biāo)控制，溶氧小于50 μg／L。

（5）安裝脫氣電導(dǎo)率表，作為判斷低壓蒸汽氫電導(dǎo)率超標(biāo)的有效監(jiān)測(cè)手段，同時(shí)在聯(lián)合循環(huán)機(jī)組啟停時(shí)，可在線監(jiān)測(cè)CO2對(duì)蒸汽氫電導(dǎo)的影響，縮短機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間。

［1］慕曉煒，鄭敏聰，李建華.脫氣氫導(dǎo)在發(fā)電機(jī)組化學(xué)監(jiān)督中的應(yīng)用［C］／／2010電廠化學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集.吉林：中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)火電分會(huì)，2010.

［2］曹順安，李亞靜，趙梓舟.保定熱電廠蒸汽氫氣氫電導(dǎo)率超標(biāo)的故障診斷及解決對(duì)策［J］.工業(yè)水處理，2008，28（8）：88-92.

［3］周柏青，陳志和.熱力發(fā)電廠水處理［M］.4版.北京：中國(guó)電力出版社，2009.

（本文責(zé)編：白銀雷）

TM 621.8

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：1674-1951（2015）03-0058-03

王立紅（1972—），女，北京人，高級(jí)工程師，從事電廠化學(xué)、環(huán)保方面的工作（E-mail：wlh2540＠sina.com）。

2014-09-26；

2015-01-10