淺析600MW直流爐加氧系統(tǒng)的調(diào)試

袁杰（茂名臻能熱電有限公司，廣東 茂名 525011）

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淺析600MW直流爐加氧系統(tǒng)的調(diào)試

袁杰（茂名臻能熱電有限公司，廣東 茂名 525011）

茂名熱電廠600MW機(jī)組存在給水鐵含量超標(biāo)，精處理混床運(yùn)行周期短等問(wèn)題，通過(guò)對(duì)加氧系統(tǒng)改造和調(diào)試后，不但解決了上述問(wèn)題，而且提升機(jī)組節(jié)能減排的效果。

給水加氧；系統(tǒng)改造；設(shè)備調(diào)試

1　前言

鍋爐給水加氧是目前解決超臨界、超超臨界鍋爐受熱面結(jié)垢和汽輪機(jī)通流部件沉積腐蝕的先進(jìn)處理工藝，也是大型火力發(fā)電機(jī)組實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的有效措施之一，根據(jù)國(guó)內(nèi)外有關(guān)電廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，給水采用加氧處理可以解決直流鍋爐給水、疏水含鐵量高、水冷壁管結(jié)構(gòu)速率偏大以及精處理混床運(yùn)行周期短等各方面問(wèn)題。

茂名熱電廠600MW機(jī)組為超臨界機(jī)組，機(jī)組設(shè)計(jì)給水處理方式為啟動(dòng)期間全揮發(fā)處理AVT（R）和正常運(yùn)行加氧處理（OT），由于機(jī)組投運(yùn)初期水汽品質(zhì)不穩(wěn)定性，一直采用給水處理方式為全揮發(fā)處理AVT（R），日常檢測(cè)中給水鐵含量經(jīng)常超過(guò)《GB/T12145火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動(dòng)力設(shè)備水汽質(zhì)量》所要求低于5μg/L的標(biāo)準(zhǔn)。為此，決定對(duì)600MW機(jī)組進(jìn)行給水加氧調(diào)試，總結(jié)如下。

2　加氧調(diào)試的主要工作內(nèi)容

通過(guò)加氧調(diào)試，確定該類型鍋爐在給水加氧工況時(shí)的控制條件與控制指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)機(jī)組給水處理方式由AVT（O）向OT方式的轉(zhuǎn)換，以達(dá)到減少熱力系統(tǒng)腐蝕產(chǎn)物的生成與遷移（給水鐵含量小于1μg/L），降低鍋爐受熱面結(jié)垢速率和防止汽輪機(jī)結(jié)垢、積鹽的目的。

主要工作內(nèi)容如下：

（1）機(jī)組從AVT（O）方式轉(zhuǎn)化為加氧處理（OT）。

（2）確定在機(jī)組采用給水加氧處理的運(yùn)行控制條件和相應(yīng)的氧含量控制范圍。

（3）確定給水 pH和含氧量對(duì)熱力系統(tǒng)中腐蝕產(chǎn)物含量影響。

（4）確定加氧運(yùn)行工況下的凝結(jié)水精處理系統(tǒng)運(yùn)行控制方式。

（5）確定加氧處理后機(jī)組啟、停水化學(xué)工況和停用保護(hù)措施。

3　機(jī)組加氧前的準(zhǔn)備

（1）將給水加氨加聯(lián)氨的AVT（R）處理方式轉(zhuǎn)換為加氨處理方式，即停止加聯(lián)氨。

（2）凝結(jié)水溶解氧量不超過(guò)控制標(biāo)準(zhǔn)。若溶解氧含量偏高或者波動(dòng)大，可能是凝汽器真空低、凝結(jié)水泵密封水存在缺陷等引起，或者是外來(lái)污染引起，例如凝汽器泄露、凝結(jié)水泵入口管道吸入空氣、凝汽器補(bǔ)水溶解氧高等。需要逐個(gè)排查，控制凝結(jié)水溶解氧量在合格范圍內(nèi)。

（3）在線儀表的配備率、準(zhǔn)確率和手工氧量表、電導(dǎo)率表的準(zhǔn)確率。機(jī)組加氧量的多少是根據(jù)各水樣溶解氧含量的多少進(jìn)行調(diào)節(jié)的，必須保證氧量表的準(zhǔn)確性；機(jī)組加氧后各系統(tǒng)氧化膜的轉(zhuǎn)換情況可以根據(jù)水樣溶解氧含量的多少進(jìn)行判斷，需配備凝結(jié)水、除氧器入口、除氧器出口、省煤器入口、主蒸汽的在線氧量表。氫電導(dǎo)率也是機(jī)組加氧后各系統(tǒng)氧化膜的轉(zhuǎn)換時(shí)一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，若氧量過(guò)大導(dǎo)致原有氧化皮剝落過(guò)快，水中雜質(zhì)上升較快，會(huì)影響系統(tǒng)的安全運(yùn)行；一般控制給水、主蒸汽氫電導(dǎo)率不超過(guò)0.15μs/cm。

（4）加氧裝置氧氣輸送管道。目前普遍的加氧裝置是以加氣態(tài)氧設(shè)計(jì)的，通過(guò)氧氣瓶減壓后，利用與系統(tǒng)壓力的壓差將氧氣輸送至各加氧點(diǎn)，由于系統(tǒng)壓力因負(fù)荷變化而變化，而氧氣又是可壓縮氣體，會(huì)引起加氧量的波動(dòng)，波動(dòng)范圍的大小是影響機(jī)組加氧成功的一個(gè)決定性因素，將氧氣輸送管道的管徑降低，能有效的減少加氧量的波動(dòng)，一般氧氣輸送管道管徑低于Φ10mm比較合適。另外考慮氧氣對(duì)金屬的腐蝕性，管道材質(zhì)一般采用304以上的不銹鋼管。

（5）加氧裝置及管道的閥門。茂名熱電廠的加氧設(shè)備由江蘇電力裝備有限公司提供，該設(shè)備手動(dòng)閥采用銅質(zhì)球閥，存在易漏氣、易滑絲等缺陷；手動(dòng)旁路調(diào)節(jié)閥流量范圍大，穩(wěn)定性差，無(wú)法穩(wěn)定氧氣加入量；加氧設(shè)備無(wú)流量顯示，只能通過(guò)在線氧量反應(yīng)加氧量；加氧一次門前沒(méi)有逆止閥，由于系統(tǒng)壓力較高，系統(tǒng)用水倒灌至加氧管道，對(duì)初期加氧壓力要求較高，易造成加氧量波動(dòng)。上述缺陷給加氧造成比較大的影響，最終通過(guò)將銅質(zhì)球閥全部更換為不銹鋼球閥，旁路調(diào)節(jié)閥更換為不銹鋼節(jié)流閥，并在凝結(jié)水、給水加氧調(diào)節(jié)閥后各加裝一個(gè)帶調(diào)節(jié)閥的氧氣浮子流量計(jì)，加氧一次閥前各加裝一個(gè)逆止閥后得以消除。

（6）加氧系統(tǒng)壓力測(cè)點(diǎn)。由于加裝裝置是通過(guò)氧氣瓶壓力高于系統(tǒng)壓力的壓差進(jìn)行加氧的，所以加氧系統(tǒng)各位置壓力測(cè)點(diǎn)尤為重要。為便于運(yùn)行人員監(jiān)盤和記錄，我們對(duì)加氧系統(tǒng)各壓力測(cè)點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化，具體如下：對(duì)減壓閥前的氣瓶壓力、減壓閥后加氧壓力均增加了壓力變送器，還將凝結(jié)水、給水的系統(tǒng)壓力加入加氧畫面中，在遠(yuǎn)方操作界面上就可以通過(guò)壓力變化進(jìn)行加氧量的調(diào)節(jié)。

（7）系統(tǒng)水質(zhì)良好，各汽水指標(biāo)均在合格范圍內(nèi)；凝結(jié)水精處理裝置運(yùn)行良好，出水水質(zhì)符合要求。

（8）水中鐵含量測(cè)試儀器。機(jī)組采用凝結(jié)水、給水加氧處理方式后，汽水系統(tǒng)中鐵濃度將顯著降低，由原來(lái)10μg/L以上降低至1μg/L以內(nèi)。一般分析鐵含量的分光光度計(jì)法無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量1μg/L以內(nèi)的濃度，需要采用原子吸收法才能準(zhǔn)確測(cè)量。

4　機(jī)組加氧調(diào)試

在加氧前準(zhǔn)備工作全部到位后，機(jī)組開始加氧調(diào)試：

（1）加氧系統(tǒng)氣密性試驗(yàn)。通過(guò)氣密性試驗(yàn)檢查各泄露點(diǎn)后進(jìn)行消除。避免因漏點(diǎn)引起壓力、氧量的波動(dòng)；一般采用氮?dú)膺M(jìn)行試驗(yàn)，管道壓力為最大工作壓力的1.25倍，通過(guò)肥皂水對(duì)各連接點(diǎn)、焊縫等進(jìn)行逐一檢查，排查漏點(diǎn)。

（2）系統(tǒng)進(jìn)行吹掃。一般也是采用氮?dú)膺M(jìn)行吹掃，排污管道沒(méi)有雜質(zhì)出來(lái)后，結(jié)束吹掃。

（3）系統(tǒng)試加氧。將上述步驟中使用的氮?dú)馄扛鼡Q為氧氣瓶，逐一打開加氧系統(tǒng)管道上各閥門，通過(guò)減壓閥對(duì)氧氣瓶進(jìn)行減壓，壓力比系統(tǒng)壓力高0.5MPa左右，通過(guò)調(diào)節(jié)氧氣調(diào)節(jié)閥開度進(jìn)行加氧，若氧量表（一般凝結(jié)水加氧參考除氧器入口氧量表，給水加氧參考省煤器入口氧量表）開始上升并超過(guò)30μg/L，則進(jìn)行正式加氧。

（4）給水、凝結(jié)水加氧。

給水、凝結(jié)水開始加氧后，系統(tǒng)氧化皮成分由Fe3O4向Fe2O3轉(zhuǎn)換、水中雜質(zhì)含量增加，將影響系統(tǒng)水汽品質(zhì)。一般控制給水、主蒸汽氫電導(dǎo)率不超過(guò)0.15μs/cm，期望值不超過(guò)0.10μs/cm；除氧器入口含氧量，省煤器入口含氧量不超過(guò)200μg/L，期望值不超過(guò)150μg/L。上述任一指標(biāo)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，立刻停止加氧。

加氧系統(tǒng)調(diào)試重點(diǎn)是壓力調(diào)節(jié)和流量調(diào)節(jié)，具體操作如下：

①氧氣瓶減壓閥的壓力調(diào)節(jié)

根據(jù)機(jī)組負(fù)荷變化范圍，找出凝結(jié)水泵出口、前置泵進(jìn)口壓力的最低和最高值，一般控制氧氣流量計(jì)出口壓力比系統(tǒng)壓力高0.4～1.6MPa。

②氧氣流量計(jì)調(diào)節(jié)

影響流量變化的因素：機(jī)組負(fù)荷變化，系統(tǒng)壓力隨之變化，水中氧含量也會(huì)波動(dòng)。一般通過(guò)氧氣調(diào)節(jié)閥開度進(jìn)行解決。

（5）給水降pH值調(diào)試。根據(jù)《火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動(dòng)力設(shè)備水汽質(zhì)量》（GB/T12145）標(biāo)準(zhǔn)，給水加氧處理后給水PH控制在8.0～9.0范圍內(nèi)。由于加氧調(diào)試初期水質(zhì)不穩(wěn)定，所以繼續(xù)保持給水pH在9.2～9.6范圍，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)的氧化皮全部轉(zhuǎn)換完成后，可逐步降低給水pH值，根據(jù)水中鐵含量的變化趨勢(shì)，找出pH值控制的最低點(diǎn)。一般分兩個(gè)階段進(jìn)行：第一階段將給水的pH值維持在8.7～9.0，直接電導(dǎo)率1.35～2.7μs/ cm。穩(wěn)定運(yùn)行2～3d，監(jiān)測(cè)熱力系統(tǒng)水質(zhì)變化情況，重點(diǎn)監(jiān)測(cè)鐵含量的變化；第二階段將給水的pH值調(diào)整至在8.5～8.7，直接電導(dǎo)率0.85～1.5μs/cm。穩(wěn)定運(yùn)行2～3d，監(jiān)測(cè)熱力系統(tǒng)水質(zhì)變化情況，重點(diǎn)監(jiān)測(cè)鐵含量的變化。

（6）機(jī)組停運(yùn)時(shí)，加氧退出操作。

①機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)。a.化學(xué)運(yùn)行人員立即加大凝結(jié)水、給水加氨量，將給水pH提高到9.2～9.6；b.迅速關(guān)閉加氧系統(tǒng)，暫停加氧。

②機(jī)組計(jì)劃停運(yùn)。a.化學(xué)運(yùn)行人員提前12h關(guān)閉加氧系統(tǒng)，暫停加氧；b.化學(xué)運(yùn)行人員提前4h加大凝結(jié)水、給水加氨量，將給水pH提高到9.2～9.6。

5　結(jié)論

通過(guò)上述系統(tǒng)改造和調(diào)試，成功實(shí)現(xiàn)了600MW的給水加氧處理，取得了以下成果：①給水系統(tǒng)和疏水系統(tǒng)的流動(dòng)加速腐蝕現(xiàn)象得到抑制，熱力系統(tǒng)腐蝕及腐蝕產(chǎn)物轉(zhuǎn)移速率顯著下降。②有效解決減溫水調(diào)節(jié)閥、高加疏水調(diào)節(jié)閥以及水冷壁管節(jié)流孔的結(jié)垢堵塞問(wèn)題。③鍋爐壓差降低，上升速度變慢。汽動(dòng)給水泵轉(zhuǎn)速降低、汽耗降低。④減少給水加氨量，延長(zhǎng)凝結(jié)水精處理混床氫型運(yùn)行周期，減少樹脂再生酸、堿耗和自用水量。⑤除氧器，高/低加實(shí)現(xiàn)無(wú)排氧運(yùn)行，減少熱損失。

［1］《直流鍋爐給水加氧處理導(dǎo)則》（DL/T805.1-2011）.

［2］《火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動(dòng)力設(shè)備水汽質(zhì)量》（GBT12145-2008）.

袁 杰（1985-），男，熱能動(dòng)力工程工程師，本科，學(xué)士學(xué)位，主要從事火力發(fā)電工作。

TK229.5

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2095-2066（2016）07-0050-02

2016-2-20