基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的國內(nèi)鍋爐化學(xué)水工況選擇

石榮雪，張適宜，張勝寒（華北電力大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，河北 保定 07000；華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院，北京 006）

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，國民生活水平的提高，國家對電力的需求越來越大。面對各種復(fù)雜情況，我國克服種種困難，發(fā)電設(shè)備裝機容量穩(wěn)步增長，壓力等級從亞臨界向超臨界、超超臨界發(fā)展[1]。截至2014年底，我國發(fā)電裝機容量136019 萬千瓦，同比增長8.7%。其中火電機組為91569 萬千瓦（含煤電82524 萬千瓦、氣電5567 萬千瓦），占全部裝機容量的67.4%。并且，在所有火電機組中，燃煤機組高達91.12%，穩(wěn)居我國發(fā)電行業(yè)的主導(dǎo)地位[2-4]。然而，燃煤電廠汽水系統(tǒng)的工作環(huán)境大多處于高溫高壓環(huán)境，因此，在此環(huán)境下的汽水系統(tǒng)面臨苛刻的腐蝕環(huán)境，為保證機組的正常運行，對鍋爐的水汽質(zhì)量有嚴格要求，機組蒸汽參數(shù)越高，水汽質(zhì)量標準越嚴格[5]。為了防止因鍋爐水質(zhì)不良引起的故障，提高鍋爐安全運行效率，選擇合適的鍋爐水化學(xué)工況成為關(guān)鍵[6-9]。然而，在眾多鍋爐水工況中，針對某類型機組，究竟哪種水工況更適合，依然存在爭議。汪嵐等[10-17]指出，為了保證蒸汽品質(zhì)，預(yù)防汽輪機積鹽，建議采取磷酸鹽處理。馬玉萍等[18-25]認為氫氧化鈉處理可以提高鍋爐水緩沖性和pH值穩(wěn)定性，防止氯離子對氧化膜的破壞。王國蓉等[26-32]通過實際應(yīng)用，指出氧化性全揮發(fā)處理可以降低水汽系統(tǒng)鐵含量。茅玉林等[33-49]提出加氧處理在抑制鍋爐壓差上升，延長鍋爐化學(xué)清洗周期和降低水處理藥劑消耗等諸多方面占優(yōu)勢。然而，以上均是針對各自電廠進行研究，各有各的道理，沒有提出一個具有普遍適用性的結(jié)論。DANIELS等[50-51]指出，國外也存在同樣的問題，尋找一個較合適的給水處理方式迫在眉睫。目前，國內(nèi)對于綜合分析各化學(xué)水工況，解決化學(xué)水工況選擇方面問題的文章還很欠缺。本文即通過文獻數(shù)據(jù)挖掘的方法，研究各鍋爐水化學(xué)工況的實際運行情況，對常用鍋爐機組提出了最佳鍋爐水處理方法。雖然實地調(diào)查結(jié)果比較全面，但耗時耗力，完成起來比較有困難，相比而言，文獻調(diào)查的方法具有可操作性。并且，數(shù)據(jù)庫中各文獻經(jīng)原作者深思熟慮，對事故原因的分析更深入、更準確，結(jié)論更可靠。該研究對解決由于鍋爐水工況選取不當而產(chǎn)生的事故具有指導(dǎo)意義，工程上也具有一定的參考價值。

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基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的國內(nèi)鍋爐化學(xué)水工況選擇

石榮雪1，張適宜2，張勝寒1
（1華北電力大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，河北 保定 071000；2華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院，北京 102206）

摘要：通過對文獻進行數(shù)據(jù)挖掘，歸納因鍋爐化學(xué)水工況選取不當而造成事故情況，確定了一些常見鍋爐機組

議采取平衡磷酸鹽處理（equilibrium phosphate treatment，EPT）；對于機組功率在200～600MW（不含200MW）

范圍內(nèi)的亞臨界直流爐，建議采取給水加氧處理（oxygenated treatment，OT）；對于機組功率在600～1000MW

（不含600MW）范圍內(nèi)的超臨界以及超超臨界直流爐，建議采取給水加氧處理（OT）。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)挖掘；火電廠；化學(xué)水工況；汽包鍋爐；平衡磷酸鹽處理；直流爐；加氧處理

phosphate treatment（EPT）；once-through boilers；oxygenated treatment(OT)

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，國民生活水平的提高，國家對電力的需求越來越大。面對各種復(fù)雜情況，我國克服種種困難，發(fā)電設(shè)備裝機容量穩(wěn)步增長，壓力等級從亞臨界向超臨界、超超臨界發(fā)展[1]。截至2014年底，我國發(fā)電裝機容量136019 萬千瓦，同比增長8.7%。其中火電機組為91569 萬千瓦（含煤電82524 萬千瓦、氣電5567 萬千瓦），占全部裝機容量的67.4%。并且，在所有火電機組中，燃煤機組高達91.12%，穩(wěn)居我國發(fā)電行業(yè)的主導(dǎo)地位[2-4]。然而，燃煤電廠汽水系統(tǒng)的工作環(huán)境大多處于高溫高壓環(huán)境，因此，在此環(huán)境下的汽水系統(tǒng)面臨苛刻的腐蝕環(huán)境，為保證機組的正常運行，對鍋爐的水汽質(zhì)量有嚴格要求，機組蒸汽參數(shù)越高，水汽質(zhì)量標準越嚴格[5]。為了防止因鍋爐水質(zhì)不良引起的故障，提高鍋爐安全運行效率，選擇合適的鍋爐水化學(xué)工況成為關(guān)鍵[6-9]。然而，在眾多鍋爐水工況中，針對某類型機組，究竟哪種水工況更適合，依然存在爭議。汪嵐等[10-17]指出，為了保證蒸汽品質(zhì)，預(yù)防汽輪機積鹽，建議采取磷酸鹽處理。馬玉萍等[18-25]認為氫氧化鈉處理可以提高鍋爐水緩沖性和pH值穩(wěn)定性，防止氯離子對氧化膜的破壞。王國蓉等[26-32]通過實際應(yīng)用，指出氧化性全揮發(fā)處理可以降低水汽系統(tǒng)鐵含量。茅玉林等[33-49]提出加氧處理在抑制鍋爐壓差上升，延長鍋爐化學(xué)清洗周期和降低水處理藥劑消耗等諸多方面占優(yōu)勢。然而，以上均是針對各自電廠進行研究，各有各的道理，沒有提出一個具有普遍適用性的結(jié)論。DANIELS等[50-51]指出，國外也存在同樣的問題，尋找一個較合適的給水處理方式迫在眉睫。目前，國內(nèi)對于綜合分析各化學(xué)水工況，解決化學(xué)水工況選擇方面問題的文章還很欠缺。本文即通過文獻數(shù)據(jù)挖掘的方法，研究各鍋爐水化學(xué)工況的實際運行情況，對常用鍋爐機組提出了最佳鍋爐水處理方法。雖然實地調(diào)查結(jié)果比較全面，但耗時耗力，完成起來比較有困難，相比而言，文獻調(diào)查的方法具有可操作性。并且，數(shù)據(jù)庫中各文獻經(jīng)原作者深思熟慮，對事故原因的分析更深入、更準確，結(jié)論更可靠。該研究對解決由于鍋爐水工況選取不當而產(chǎn)生的事故具有指導(dǎo)意義，工程上也具有一定的參考價值。

第一作者：石榮雪（1989—），女，博士研究生。E-mail srxdyx1234@ 163.com。聯(lián)系人：張勝寒，教授，研究方向為金屬腐蝕與防護。E-mail zhang-shenghan@163.com。

1 研究方法

本文采用文獻調(diào)查的方法，利用文獻數(shù)據(jù)庫，進行大數(shù)據(jù)分析，研究了近五年來已發(fā)表的國內(nèi)文獻中火電廠鍋爐水化學(xué)工況的實際應(yīng)用情況以及反饋情況。

具體的文獻搜索方法是選定數(shù)據(jù)庫后，在全文范圍內(nèi)進行關(guān)鍵詞檢索。選用的數(shù)據(jù)庫為CNKI中國知網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)資源系統(tǒng)（綜合平臺）、萬方（期刊全文）、萬方（學(xué)位論文全文）和維普數(shù)據(jù)庫。檢索詞依次為：爐水*鍋爐*工況，鍋爐水化學(xué)工況，鍋爐*給水處理，鍋爐*水化學(xué)工況，磷酸鹽處理（PT），氫氧化鈉處理（CT），全揮發(fā)處理（AVT）和加氧處理（OT）等。時間范圍是：2010.01.01—2015.07.10。最終選定符合要求的文章103篇。對這103篇文章進行分析，由于文獻中調(diào)整為新的化學(xué)水工況后問題得到了解決，因此，定義事故發(fā)生時的水工況為不適合的水工況，調(diào)整后的水工況為建議采取的水工況。統(tǒng)計不適合的水工況類別以及建議采取的水工況類別。從爐型、壓力、機組功率3個方面分別確定最佳鍋爐水工況。

2 研究結(jié)果及討論

2.1 鍋爐水工況理論分析

水化學(xué)工況也稱為水規(guī)范，是指鍋爐的給水與爐水處理方式及所維持的主要水質(zhì)指標。目前水工況主要分為兩大類：還原性水工況和氧化性水工況。其中，還原性水工況又包括全揮發(fā)處理（all-volatile treatment，AVT）、加磷處理、氫氧化鈉處理（caustic treatment，CT）和低氫氧化鈉低磷酸鹽處理（low caustic treatment + low phosphate treatment，LCT + LPT）；氧化性水工況即加氧處理（OT）。進一步細分，全揮發(fā)處理（AVT）又分為還原性全揮發(fā)處理[all-volatile treatment (reduction)，AVT(R)]和氧化性全揮發(fā)處理[all-volatile treatment (oxidation)，AVT(O)]；加磷處理分為普通磷酸鹽處理（phosphate treatment，PT），協(xié)調(diào)pH-磷酸鹽處理（coordinate pH-phosphate treatment，CPT），平衡磷酸鹽處理（EPT）和低磷酸鹽處理（low phosphate treatment，LPT）。綜上所述，目前常見的鍋爐水工況共有9種。每種水工況的原理分別列舉如下。

（1）還原性全揮發(fā)處理[AVT(R)] 通過熱力除氧和加除氧劑進行化學(xué)輔助除氧。鍋爐給水加氨和聯(lián)氨，爐水不再加任何藥劑的處理[52]。其優(yōu)點為不向鍋爐中加入任何固體藥劑，不存在濃縮、蒸干、隱藏等現(xiàn)象。并且，給水含銅量及汽輪機銅垢沉積量較低，然而，其給水含鐵量及省煤器和水冷壁管結(jié)垢速率較高，容易發(fā)生給水和濕蒸汽系統(tǒng)流動加速腐蝕，爐水緩沖性能小[53]。

（2）氧化性全揮發(fā)處理[AVT(O)] 通過熱力除氧，但不加除氧劑進行化學(xué)輔助除氧。鍋爐給水加氨，爐水不加任何藥劑的處理[54]。優(yōu)點也是不存在濃縮、蒸干、隱藏等現(xiàn)象，相對于AVT(R)來說，其給水含鐵量及省煤器和水冷壁管的結(jié)垢速率均有所降低，然而，其給水含銅量及汽輪機銅垢沉積量卻升高[55]，爐水緩沖性能也較小。

（3）普通磷酸鹽處理（PT） 為了防止爐內(nèi)生成鈣、鎂水垢和減少水冷壁管腐蝕，向爐水中加入適量Na3PO4的處理[56]。其優(yōu)點是可消除爐水中的硬度，提高水的緩沖能力，還能改善蒸汽品質(zhì)、改善汽輪機沉積物的化學(xué)性質(zhì)和減緩汽輪機腐蝕。但如果蒸汽帶水，則其中會攜帶大量的爐水鹽分，磷酸鹽在蒸汽中溶解攜帶，發(fā)生磷酸鹽暫時消失現(xiàn)象。

（4）協(xié)調(diào)磷酸鹽處理（CPT） 除向汽包內(nèi)添加Na3PO4外，還添加其他適當?shù)乃幤?，使鍋爐水既有足夠高的pH值和維持一定的PO43?含量，又不含有游離NaOH的處理[57]。優(yōu)點是減小水冷壁管的堿性腐蝕。缺點為爐管沉積率較大，易溶鹽與管壁上其他沉積物發(fā)生反應(yīng)，生成復(fù)雜難溶水垢，加劇腐蝕。

（5）平衡磷酸鹽處理（EPT） 維持爐水中Na3PO4含量低于發(fā)生磷酸鹽隱藏現(xiàn)象的臨界值，同時允許爐水中含有不超過1mg/L游離氫氧化鈉，以防止水冷壁管發(fā)生酸性磷酸鹽腐蝕以及防止爐內(nèi)生成鈣鎂水垢的處理[50]。其優(yōu)點為：爐水pH值穩(wěn)定，化學(xué)加藥量與排污量減少，蒸汽品質(zhì)提高，鍋爐更干凈，所需清洗次數(shù)減少。缺點有：要兼顧pH值、PO43?、鈉磷比R值、電導(dǎo)率，控制較麻煩。

（6）低磷酸鹽處理（LPT） 為了防止爐內(nèi)生成鈣鎂水垢和減少水冷壁管腐蝕，向爐水中加入少量Na3PO4的處理[58]。優(yōu)點為：爐水的緩沖性大，適應(yīng)性強，爐管沉積物較少。缺點為：爐水pH值調(diào)節(jié)效果不理想，給水加氨過多，會對后續(xù)環(huán)節(jié)造成很多不利影響。

（7）氫氧化鈉處理（CT） 為了防止鍋爐腐蝕，向爐水中加入適量的氫氧化鈉，在溶液中保持適量的OH?，抑制因爐水中氯離子、機械力和熱應(yīng)力對氧化膜的破壞作用的處理[59]。其優(yōu)點為：降低了水冷壁酸性腐蝕的風(fēng)險，允許爐水有較高濃度的氯化物，可減緩水冷壁的結(jié)垢現(xiàn)象。缺點為：不能消除爐水中的硬度成分，可能發(fā)生苛性脆化，對給水水質(zhì)要求嚴格。

（8）低氫氧化鈉低磷酸鹽處理（LCT+LPT）

將Na3PO4和 NaOH按比例配成混合溶液，通過磷酸鹽加藥裝置進行爐水加藥，目的是在保持一定磷酸根濃度的情況下，略微降低給水pH值，提高爐水pH值至期望值范圍內(nèi)[60]。優(yōu)點為：具有防水垢能力，加藥量減少，蒸汽品質(zhì)提高，有利于精處理床體運行周期。缺點有：對給水品質(zhì)要求較高，即必須滿足以二級除鹽水作為鍋爐補給水、機組配置凝結(jié)水精處理系統(tǒng)等條件。

（9）加氧處理（OT）：除向給水中添加過氧化氫（H2O2）或純氧（O2）外，還添加氨調(diào)節(jié)pH值的處理[50]。其優(yōu)點突出體現(xiàn)在，鍋爐的腐蝕速度下降，降低了鍋爐和給水加熱器的壓降，提高了鍋爐運行的安全性，延長了鍋爐清洗的間隔時間，使給水系統(tǒng)的低溫部分得到保護。然而，其對水工況的要求較高，要求系統(tǒng)配置凝結(jié)水精處理設(shè)備，給水電導(dǎo)率應(yīng)小于0.15μS/cm，Cl?<0.1mg/L，pH值控制在7.3～8.0。系統(tǒng)除凝汽器外無銅合金材料的設(shè)備。一些老式的電廠很難達到這些要求，因此，需要綜合考慮。

2.2 鍋爐水工況失效類型以及建議采取的水工況類型

通過查閱近五年內(nèi)鍋爐由于化學(xué)水工況選取不當、發(fā)生腐蝕、積鹽結(jié)垢、爆管等事故方面的文獻，總結(jié)歸納了造成事故的化學(xué)水工況排名以及針對問題建議采取的化學(xué)水工況排名，結(jié)果如圖1、圖2所示。

圖1 不同鍋爐水工況的事故率比較

圖2 建議采取的鍋爐水工況排名

圖1顯示，由于化學(xué)水工況選取不當引起的鍋爐事故中，幾乎有一半是由AVT(R)造成的。分析認為，一方面，碳鋼表面形成磁性Fe3O4保護膜，該保護膜在高溫水中溶解度較高，易造成碳鋼材質(zhì)的高壓加熱器、給水管、省煤器以及輸水系統(tǒng)等的流動加速腐蝕（FAC）；另一方面，還存在給水和疏水的含鐵量較高、鍋爐受熱面結(jié)垢速率偏高、鍋爐化學(xué)清洗周期縮短、爐水緩沖性能小等問題[61]。目前采用AVT(R)的機組應(yīng)引起重視。

圖2顯示，排名比較靠前的幾種建議采取的鍋爐水工況也恰好是上述圖1中發(fā)生事故情況排名比較靠后的，進一步驗證了統(tǒng)計的合理性。其中LCT+LPT在圖1 發(fā)生事故的水工況統(tǒng)計中沒有出現(xiàn)，說明采用該處理方式的機組較少，或者該鍋爐水處理方法造成的事故比較少，幾乎為零。對于AVT(O)，其在事故發(fā)生率中排名第二，而在建議采用的鍋爐水工況中竟然也排名第二，這跟原工況有關(guān)，如原工況為AVT(R)，改為AVT(O)是最容易想到的選擇，當AVT(O)出現(xiàn)問題后，再考慮OT。對于這種情況，本統(tǒng)計中在建議采取的水工況中，AVT(O)也有統(tǒng)計，于是造成了上面這種矛盾。據(jù)不完全統(tǒng)計，從AVT(R)轉(zhuǎn)換為AVT(O)，又轉(zhuǎn)換為OT的機組占所有OT機組的30%左右。詳細內(nèi)容將在后續(xù)研究中展開討論。因此，綜合考慮，AVT(O)應(yīng)該為不建議采取的水工況。

綜上可知，全國范圍內(nèi)，綜合評價比較好的鍋爐水工況為：給水加氧處理（OT），爐水平衡磷酸鹽處理（EPT），爐水氫氧化鈉處理（CT），爐水低氫氧化鈉低磷酸鹽處理（LCT+LPT）。綜合評價較差的有：給水還原性全揮發(fā)處理[AVT(R)]，爐水低磷酸鹽處理（LPT），爐水普通磷酸鹽處理（PT），爐水協(xié)調(diào)磷酸鹽處理（CPT），給水氧化性全揮發(fā)處理[AVT(O)]。

2.3 不同爐型的鍋爐水工況分析

目前較為常見的兩種爐型為汽包鍋爐和直流爐。因此，分別對這兩種爐型的水工況進行分析。

2.3.1 汽包鍋爐水工況分析

選取由于水工況選取不當引起鍋爐事故的文獻中爐型為汽包鍋爐的文獻進行統(tǒng)計分析，結(jié)果分別如圖3、圖4所示。

圖3 不同汽包鍋爐水工況的事故率比較

圖4 建議采取的汽包鍋爐水工況排名

綜合分析圖3和圖4，可以得出比較適合汽包鍋爐的水工況依次為EPT、CT、AVT(O)、OT和LCT+LPT；比較不適合應(yīng)用于汽包鍋爐的水工況依次為AVT(R)、PT、LPT和CPT。另外，汽包爐雖然對給水的品質(zhì)進行了嚴格的質(zhì)量控制，但給水中微量溶解鹽類、懸浮物、膠體以及溶解氣體等各種雜質(zhì)進入鍋爐后，經(jīng)高溫、高壓蒸發(fā)，爐水不斷濃縮，某些雜質(zhì)濃度可達到給水的50～300倍。有必要進行除垢等處理，這方面磷酸鹽處理最好，同時，需要保證飽和蒸汽中鈉含量不可超標[62]。單從圖3來看，EPT造成汽包鍋爐事故比較少，可能是采用該水工況的機組比較少，并不能代表其效果好，但結(jié)合圖4，建議采取EPT的比例最多，綜上，汽包鍋爐的最適水工況為爐水平衡磷酸鹽處理（EPT）。2.3.2 直流鍋爐水工況分析

選取由于水工況選取不當引起鍋爐事故的文獻中爐型為直流爐的文獻進行統(tǒng)計分析，結(jié)果分別如圖5、圖6所示。

圖5和圖6顯示，全國范圍內(nèi)，應(yīng)用于直流爐的水處理方式只有OT、AVT(O)和AVT(R)。結(jié)果顯示，最適合直流爐的水處理方式為加氧處理(OT)。

圖5 不同直流爐水工況的事故率比較

圖6 建議采取的直流爐水工況排名

2.4 不同壓力的鍋爐水工況分析

鍋爐按照主蒸汽壓力不同，又可分為超超臨界鍋爐、超臨界鍋爐、亞臨界鍋爐以及超高壓以內(nèi)的鍋爐。下面就是從這4個方面對鍋爐水工況進行統(tǒng)計分析。

2.4.1 超超臨界鍋爐水工況分析

隨著節(jié)能減排的需要，我國使用的高參數(shù)、大容量機組越來越多[63]。超超臨界機組以其較高的可靠性、運行靈活性和機組壽命等特點已經(jīng)越來越受到人們的關(guān)注。和亞臨界機組相比，其具有顯著的節(jié)能和改善環(huán)境的效果[64-65]。因此，近年來，超超臨界機組已經(jīng)被確定為我國火電機組的主要發(fā)展方向。研究其鍋爐水工況具有重要意義。圖7和圖8給出了超超臨界鍋爐水工況分類情況。

圖7和圖8顯示超超臨界機組的最適化學(xué)水工況為OT。由于超超臨界機組一般都為直流爐，該結(jié)果也與直流爐的結(jié)果一致。因此，得出結(jié)論，超超臨界直流爐的最適化學(xué)水工況為加氧處理（OT）。

2.4.2 超臨界鍋爐水工況分析

圖7 不同超超臨界機組鍋爐水工況的事故率比較

圖8 建議采取的超超臨界機組化學(xué)水工況排名

圖9 不同超臨界機組鍋爐水工況的事故率比較

圖10 建議采取的超臨界機組化學(xué)水工況排名

圖9顯示，由化學(xué)水工況選取不當引起的事故中，有一半以上是由AVT(R)引起的，AVT(R)是為高壓系統(tǒng)開發(fā)出來的，只要仔細監(jiān)測和緊密遵循有關(guān)原則，在高壓范圍內(nèi)應(yīng)用，問題不大，但在超臨界機組上使用時，一些弊端就會凸顯出來。綜合分析圖9、圖10得出，超臨界機組的最適化學(xué)水工況為OT。而超臨界機組一般也都為直流爐，因此總結(jié)得出，超臨界直流爐的最適化學(xué)水工況為加氧處理（OT）。

2.4.3 亞臨界鍋爐水工況分析

由于亞臨界機組既有汽包鍋爐，又有直流爐，因此分開來討論。圖11和圖12展示了亞臨界汽包爐的水工況情況。其中CPT可能是在亞臨界機組中采用的比較少，所閱讀文獻中也比較少，因此，在以上兩圖中排名都比較靠后，CPT還有待進一步研究。綜合分析，比較適合亞臨界汽包爐的化學(xué)水工況為平衡磷酸鹽處理（EPT）。

圖11 不同亞臨界機組汽包鍋爐水工況的事故率比較

圖12 建議采取的亞臨界汽包機組化學(xué)水工況排名

圖13 不同亞臨界機組直流鍋爐水工況的事故率比較

圖14 建議采取的亞臨界直流機組化學(xué)水工況排名

圖13、圖14顯示，對于亞臨界直流爐，由化學(xué)水工況選取不當引起的鍋爐事件中，大約三分之二都是由AVT(R)引起的，而大約五分之四的機組改用OT處理后，情況好轉(zhuǎn)。綜上，對于亞臨界直流爐的水工況OT為首選。

2.4.4 超高壓以內(nèi)的鍋爐水工況分析

圖15和圖16是對于主蒸汽壓力比較低的在超高壓以內(nèi)的機組，其比較適合的化學(xué)水工況為EPT，比較不適合的化學(xué)水工況為PT、CPT。綜合分析兩圖不難發(fā)現(xiàn)，超高壓以內(nèi)鍋爐的最適水工況為平衡磷酸鹽處理（EPT）。

圖15 超高壓以內(nèi)機組鍋爐水工況的事故率比較

圖16 建議采取的壓力在超高壓以內(nèi)機組化學(xué)水工況排名

2.5 不同機組功率的鍋爐水工況分析

2.5.1 機組功率在0～200MW范圍內(nèi)的鍋爐水工況分析

0～200MW功率范圍內(nèi)機組一般壓力也都在超高壓范圍內(nèi)，該段統(tǒng)計結(jié)果比較分散，說明該功率范圍內(nèi)的機組比較少。這是由于國家為了提高發(fā)電效率，降低煤耗，實行拆除小機組的政策，大容量、高參數(shù)、高效率、低排放逐漸成為火電設(shè)備發(fā)展的主流，小機組的數(shù)量較小，報道的文獻也較少?？傮w分析，平衡磷酸鹽處理（EPT）比較適合于0～200MW功率范圍內(nèi)機組。

2.5.2 機組功率在200～600MW（不含200MW）范圍內(nèi)的鍋爐水工況分析

通過圖19和圖20可以看出，PT在這兩個表中所占的比例均比較小，可能是該功率范圍機組采用PT的比較少，這有待進一步研究。而給水AVT(O)的情況同前面2.2節(jié)所述。綜上所述，200～600MW（不含200MW）功率范圍內(nèi)機組的最適化學(xué)水工況為給水加氧處理（OT）。

圖17 0～200MW功率范圍內(nèi)機組鍋爐水工況的事故率比較

圖18 建議采取的0～200MW功率范圍內(nèi)機組化學(xué)水工況排名

圖19 200～600MW（不含200MW）功率范圍內(nèi)機組鍋爐水工況的事故率比較

圖20 建議采取的200～600MW（不含200MW）功率范圍內(nèi)機組化學(xué)水工況排名

2.5.3 機組功率在600～1000MW（不含600MW）范圍內(nèi)的鍋爐水工況分析

圖21中LPT事故率低的原因為該范圍內(nèi)幾乎都是直流爐，采用LPT的機組比較少。綜合圖21、圖22可以得出，600～1000MW（不含600MW）功率范圍內(nèi)機組的最適化學(xué)水工況為給水OT。該結(jié)果與超超臨界直流爐、超臨界直流爐的結(jié)果均一致。因此，600～1000MW（不含600MW）功率范圍內(nèi)的超超臨界、超臨界直流爐的最適化學(xué)水工況為加氧處理（OT）。

圖21 600～1000MW（不含600MW）功率范圍內(nèi)機組鍋爐水工況的事故率比較

圖22 建議采取的600～1000MW（不含600MW）功率范圍內(nèi)機組化學(xué)水工況排名

3 結(jié) 論

通過綜合分析機組功率范圍、壓力、爐型三方面的結(jié)果，確定了幾種常見機組的最佳化學(xué)水工況。結(jié)果如下所述。

（1）對于機組功率在0～200MW范圍內(nèi)，主蒸汽壓力小于等于超高壓范圍的汽包鍋爐，建議采取平衡磷酸鹽處理（EPT）。

（2）對于機組功率在200～600MW（不含200MW）范圍內(nèi)的亞臨界直流爐，建議采取給水加氧處理（OT）。

（3）對于機組功率在600～1000MW（不含600MW）范圍內(nèi)的超臨界以及超超臨界直流爐，建議采取給水加氧處理（OT）。

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綜述與專論

Selection of the chemical water condition in domestic power plant boiler by data exploitation

SHI Rongxue1，ZHANG Shiyi2，ZHANG Shenghan1
（1Department of Environment Science and Engineering，North China Electric Power University，Baoding 071000，Hebei，China；2School of Electrical and Electronic Engineering，North China Electric Power University，Beijing 102206，China）

Abstract：Through the method of literature data exploitation，this paper summarized the power plant accident caused by the inappropriate chemical water treatment and also summarized the advised chemical water treatment. After analyzing the data，the most suitable chemical water condition was chosen for the common unit. Firstly，for the drum boilers with a unit range of 0—200MW and main steam pressure below 15.7MPa，the advised condition is equilibrium phosphate treatment(EPT). Secondly，for the subcritical once-through boilers with a unit range of 200—600MW(excluding 200MW)，the advised condition is oxygenated treatment(OT). Thirdly，for the supercritical and ultra-supercritical once-through boilers with a unit range of 600—1000MW（excluding 600MW），the advised condition is oxygenated treatment(OT).

Key words：data exploitation；power plant；chemical water condition；drum boiler；equilibrium

收稿日期：2015-09-22；修改稿日期：2015-11-15。

DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.03.003

中圖分類號：TK 223.5

文獻標志碼：A

文章編號：1000–6613（2016）03–0671–08

的最適化學(xué)水工況：對于機組功率在0～200MW范圍內(nèi)、主蒸汽壓力≤15.7MPa（超高壓范圍）的汽包鍋爐，建