1 000 MW機(jī)組熱力設(shè)備停用保養(yǎng)方法研究

陳裕忠, 陳韶華, 尤 亮, 胡立川, 江 永

(華能海門電廠， 廣東汕頭 515132)

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1 000 MW機(jī)組熱力設(shè)備停用保養(yǎng)方法研究

陳裕忠, 陳韶華, 尤 亮, 胡立川, 江 永

(華能海門電廠， 廣東汕頭 515132)

以某電廠1 036 MW超超臨界機(jī)組為研究對象，選擇氨水堿化烘干法(熱爐放水)和氨水法作為設(shè)備停(備)用保養(yǎng)方法，闡述了這兩種方法的適用范圍及實(shí)施過程，并對保養(yǎng)操作要點(diǎn)進(jìn)行了技術(shù)分析。結(jié)果表明：這兩種保養(yǎng)方法簡單、適用，經(jīng)濟(jì)可行，能大大縮短機(jī)組再啟動時(shí)間，保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

超超臨界機(jī)組； 保養(yǎng)； 氨水堿化烘干法； 氨水法

隨著電力市場發(fā)展，機(jī)組停(備)用的次數(shù)和時(shí)間無法控制，機(jī)組運(yùn)行方式也發(fā)生了變化，鍋爐(熱力設(shè)備)采用更為方便、可靠的停(備)用防銹蝕措施，對縮短機(jī)組再啟動時(shí)間、提高機(jī)組可用系數(shù)、提高經(jīng)濟(jì)和社會效益起著關(guān)鍵的作用[1]。目前國內(nèi)電廠采用的防銹蝕方法分為干法和濕法兩大類。筆者根據(jù)南方某超超臨界百萬千瓦機(jī)組上多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，介紹兩種可行的保養(yǎng)方法，從鍋爐點(diǎn)火至水汽品質(zhì)合格，汽輪機(jī)達(dá)到?jīng)_轉(zhuǎn)條件平均只用了5 h，大大縮短了機(jī)組再啟動沖洗的時(shí)間，為機(jī)組提前并網(wǎng)提供水汽品質(zhì)保證。

1 設(shè)備保養(yǎng)方法

該電廠地處南海之濱，空氣中鹽分很大，且機(jī)組給水已實(shí)施加氧處理，所以不宜采用成膜胺法保養(yǎng)；如果機(jī)組啟動時(shí)間長將影響機(jī)組的社會和經(jīng)濟(jì)效益，因此對新的保養(yǎng)方法進(jìn)行了研究。該機(jī)組停(備)用設(shè)備主要采用氨水堿化烘干法(熱爐放水)和氨水法進(jìn)行保養(yǎng)，高、低壓加熱器汽側(cè)則采用定期充氮保護(hù)的方法對熱力設(shè)備進(jìn)行保養(yǎng)。

1.1 氨水堿化烘干法(熱爐放水)

該方法適用于機(jī)組檢修或調(diào)停時(shí)間大于兩周以上的熱力設(shè)備保養(yǎng)[2]，是一種干式保養(yǎng)法，最長保養(yǎng)期可達(dá)3個(gè)月。具體操作步驟：

(1)機(jī)組停運(yùn)前4 h，加大凝結(jié)水精處理出口加氨量，啟動給水加氨泵；至給水pH值為9.2～9.6(直接電導(dǎo)率SC為6 μS/cm)，停止凝結(jié)水、給水加氧。

(2)機(jī)組停運(yùn)前2 h，調(diào)大給水加氨泵加氨量，省煤器入口給水pH值提高至9.6(SC為11 μS/cm)以上。

(3)鍋爐MFT前將爐水泵(BCP泵)負(fù)載提高到最大，并提高儲水罐水位到25 m以上后鍋爐手動MFT。

(4)保持BCP泵連續(xù)運(yùn)行，關(guān)閉高壓旁路(簡稱高旁)及361閥后電動門、汽水系統(tǒng)所有疏水門、排氣門，關(guān)閉鍋爐汽水系統(tǒng)所有取樣門。

(5)當(dāng)主汽壓力>1.8 MPa，BCP泵循環(huán)流量無法維持>382 t/h穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，必須立即啟動電動泵進(jìn)行鍋爐上水。上水溫度>80 ℃，上水流量<100 t/h，控制給水溫度變化率<1.5 K/min。

(6)鍋爐停運(yùn)后以30%額定風(fēng)量吹掃10 min，關(guān)閉鍋爐各風(fēng)門、擋板，封閉爐膛，防止熱量過快散失；停爐后20～24 h，不破壞爐底水封，開啟各二次風(fēng)擋板和煙道各風(fēng)門，鍋爐自然通風(fēng)。

(7)主汽壓力降到1.8 MPa時(shí)，全開鍋爐汽水系統(tǒng)水側(cè)所有放水門進(jìn)行熱爐放水。

(8)主汽壓力降至0.5 MPa開啟鍋爐所有排氣門(注意不得通過開啟361閥或者高旁放水泄壓)。

(9)當(dāng)鍋爐主汽壓力降到0后，關(guān)閉鍋爐汽水系統(tǒng)所有放水門、排氣門。

(10)鍋爐爐水放干后，主汽壓力降至0，確認(rèn)高旁關(guān)閉，凝汽器開始建立真空，監(jiān)控主汽溫度下降速率不大于1.5 K/min；當(dāng)真空小于25 kPa時(shí)，可慢慢開啟高旁10%，控制主汽溫度下降速率不大于1.5 K/min；如主汽溫度下降速率不超標(biāo)，20 min后，可繼續(xù)開大高旁至20%；之后每20 min觀察主汽溫度下降速率應(yīng)不大于1.5 K/min，可繼續(xù)階梯式增大高旁開度，每次操作開度不大于20%；直至100%。最后在高旁開度100%時(shí)繼續(xù)抽真空4 h，使過熱器、再熱器和汽輪機(jī)低壓缸蒸汽抽出。

(11)機(jī)組抽真空時(shí)，開啟汽輪機(jī)本體各疏水門，主蒸汽及再熱蒸汽管道疏水門，高、低壓再熱器疏水門及事故疏水調(diào)門，VV閥。

(12)注意檢查機(jī)組上下缸溫差、內(nèi)外缸溫差、軸向位移、脹差、膨脹、汽輪機(jī)偏心、盤車電流等參數(shù)正常，當(dāng)上下缸溫差≥35 K或者內(nèi)外缸溫差≥40 K時(shí)，應(yīng)立即關(guān)閉VV閥及本體疏水門進(jìn)行悶缸，檢查上下缸溫差(逐漸減小)、汽輪機(jī)偏心變化(小于原始值的10%)、盤車電流(運(yùn)行穩(wěn)定無增大)。

(13)除氧器溫度在90～100 ℃時(shí)，將除氧水箱水盡快排盡，然后全開除氧器正常、事故排汽門，將除氧器里的濕蒸汽排干；再關(guān)閉所有排汽門；凝汽器熱水井排水干凈，進(jìn)行清理，接壓縮空氣進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)。

(14)循環(huán)水系統(tǒng)停運(yùn)前1 h加入次氯酸鈉(3.5 m3/h)，在循環(huán)水泵停運(yùn)后，繼續(xù)加藥10 min。

(15)如可能，將循環(huán)水管道里的水放干；汽輪機(jī)高、低壓加熱器汽側(cè)每五天進(jìn)行充氮保養(yǎng)。

1.2 氨水法

該方法適應(yīng)于機(jī)組調(diào)停時(shí)間小于2周或無法確定調(diào)停時(shí)間的熱力設(shè)備保養(yǎng)，是一種濕式保養(yǎng)法。具體操作步驟：

(1)機(jī)組停運(yùn)前4 h，加大凝結(jié)水精處理出口加氨量，啟動給水加氨泵，至給水pH值為9.2～9.6(SC為6 μS/cm)，停止凝結(jié)水、給水加氧。

(2)機(jī)組停運(yùn)前2 h，調(diào)大給水加氨泵加氨量，省煤器入口給水pH值提高至9.6(SC為11 μS/cm)以上。

(3)鍋爐停運(yùn)后，直接封爐保養(yǎng)。

(4)鍋爐MFT前將BCP泵負(fù)載提高到最大，并提高儲水罐水位到25 m以上后鍋爐手動MFT。

(5)保持BCP泵連續(xù)運(yùn)行，關(guān)閉高旁及361閥后電動門、汽水系統(tǒng)所有疏水門、排氣門；關(guān)閉鍋爐給水、主蒸汽、再熱蒸汽取樣一、二次門。

(6)儲水罐水位低于10 m仍無法維持BCP泵循環(huán)流量>382 t/h連續(xù)運(yùn)行，需立即啟動電動給水泵進(jìn)行小流量上水，上水流量控制在50～100 t，水溫>80 ℃，控制鍋爐給水操作臺后給水溫度變化速率<1.5 K/min。

(7)鍋爐停運(yùn)后以30%額定風(fēng)量吹掃10 min，關(guān)閉鍋爐各風(fēng)門、擋板，封閉爐膛，防止熱量過快散失。

(8)停爐后20～24 h，不破壞爐底水封，開啟各二次風(fēng)擋板和煙道各風(fēng)門，鍋爐自然通風(fēng)。

(9)停爐后26～36 h，如有檢修工作要求方可啟動一臺引風(fēng)機(jī)進(jìn)行小風(fēng)量冷卻。

(10)控制二次風(fēng)溫下降速度<0.3 K/min。當(dāng)二次風(fēng)溫和環(huán)境溫差<100 K，可破壞爐底水封，否則不進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)。

(11)鍋爐主汽壓力降到0.1 MPa以下時(shí)，每2天定期進(jìn)行爐水(汽水分離器)化驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)pH值低于9.5或測SC小于9 μS/cm，應(yīng)立即安排重新上水加氨(啟動給水加氨泵)，上水流量控制在50～100 t。當(dāng)爐水循環(huán)至pH達(dá)9.7或SC達(dá)15 μS/cm以上時(shí)，保持BCP泵繼續(xù)大流量(>500 t/h)運(yùn)行，將儲水罐水位上到25 m以上，停止鍋爐上水及給水加氨。

(12)循環(huán)水系統(tǒng)停運(yùn)前1 h加入次氯酸鈉(3.5 m3/h)。

(13)在循環(huán)水泵停運(yùn)后，繼續(xù)加藥10 min。如可能，將循環(huán)水管道里的水放干。

(14)如調(diào)停時(shí)間大于2周，則汽輪機(jī)高、低壓加熱器汽側(cè)每5天進(jìn)行充氮保養(yǎng)[3]。

1.3 機(jī)組冷備用時(shí)的保養(yǎng)方法

(1) 每70天進(jìn)行鍋爐點(diǎn)火、汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)一次，然后再采取氨水堿化烘干法對熱力設(shè)備進(jìn)行保養(yǎng)。

(2) 機(jī)組停運(yùn)期間，送風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、曝氣風(fēng)機(jī)及其油泵系統(tǒng)無檢修工作時(shí)，每15天啟動一次，運(yùn)行時(shí)間10～15 min。

(3) 風(fēng)機(jī)油泵啟動時(shí)將一次風(fēng)機(jī)和送風(fēng)機(jī)的動葉和引風(fēng)機(jī)的靜葉全關(guān)全開一次；每15天將風(fēng)煙系統(tǒng)風(fēng)門擋板活動一次。

2 指標(biāo)技術(shù)分析

實(shí)施方法要點(diǎn)如下：

(1) 由于為無銅系統(tǒng)，因此鍋爐水pH值盡量提高以防止CO2腐蝕，pH值可以提高至9.6～10.0。

(2) 鍋爐熄火前提高儲水罐水位，目的是確保儲水罐水位足夠保持爐水循環(huán)泵運(yùn)行至鍋爐放水時(shí)，這樣能確保各水冷壁受熱均勻[4]。

(3) 提高鍋爐熱爐放水壓力是充分利用鍋爐余熱，將爐管內(nèi)部的水“蒸干”，主汽壓力在1.8 MPa時(shí)對應(yīng)的飽和溫度為200 ℃左右，足夠?qū)t管內(nèi)部水蒸氣加熱排出，主汽溫度越高，對應(yīng)的爐管溫度越高，“蒸干”的效果越好。

(4) 停爐后不破壞水封，不啟動一臺引風(fēng)機(jī)強(qiáng)制通風(fēng)，只是利用鍋爐余熱加熱后的熱二次風(fēng)，經(jīng)過燃燒器二次風(fēng)口進(jìn)入爐膛冷卻鍋爐，加熱后的二次風(fēng)溫度高，對爐內(nèi)冷沖擊小，減緩對金屬冷卻速度，有利于保護(hù)受熱面。

(5) 破壞爐底水封在強(qiáng)制通風(fēng)后，并且在水冷壁金屬壁溫和環(huán)境溫度相差在85 K內(nèi)，是防止冷灰斗下的冷風(fēng)對水冷壁管子的快速冷卻，拉壞水冷壁；并且防止冷風(fēng)對高溫受熱面的冷卻，產(chǎn)生氧化皮脫落。

(6) 機(jī)組啟動耗水量的大幅減少，機(jī)組從點(diǎn)火至蒸汽品質(zhì)合格、汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)，一般只需要5 h左右，大大縮短啟動時(shí)間及啟動水量的消耗。

(7) 根據(jù)割管樣品的檢查結(jié)果，水冷壁、省煤器等部位垢量，高溫過熱器、高溫再熱器氧化皮厚度目前均處于正常水平，無明顯剝落的跡象(見表1)。鑒于高溫氧化皮會隨運(yùn)行時(shí)間的延長而逐漸增厚，建議采取有效措施如避免超溫運(yùn)行等控制高溫氧化皮的過快生長，并加強(qiáng)對氧化皮情況的跟蹤檢查與監(jiān)督，盡量利用機(jī)組每次檢修機(jī)會進(jìn)行割管檢查或氧化皮脫落情況的檢查[5]。

表1 停機(jī)割管垢量、垢樣成分及氧化皮厚度的檢測結(jié)果

實(shí)踐證明，該機(jī)組運(yùn)行至今，在采取一系列停機(jī)保養(yǎng)措施和運(yùn)行預(yù)控措施后，受熱面的氧化皮厚度基本穩(wěn)定，增加較小，也未發(fā)生過氧化皮脫落導(dǎo)致爆管事故。

3 結(jié)語

該機(jī)組調(diào)停時(shí)采用氨水堿化烘干法(熱爐放水)和氨水法的是保養(yǎng)方法得到以下效果：

(1) 直流鍋爐爐水加氧運(yùn)行使受熱面腐蝕程度大大減少，防止氧化皮脫落。

(2) 熱爐放水能達(dá)到簡潔、節(jié)省投資、便于恢復(fù)、保養(yǎng)時(shí)間長并沒有環(huán)境污染的有效效果。

(3) 機(jī)組啟動耗水量的大幅減少，為機(jī)組提前并網(wǎng)提供有利條件。

(4) 機(jī)組停爐高效保養(yǎng)，確保了受熱面長期保持健康狀態(tài)，對保證鍋爐零爆管起了很大作用。

[1] 中國電力企業(yè)聯(lián)合會. 化學(xué)監(jiān)督導(dǎo)則: DL/T 246—2006[S]. 北京: 中國電力出版社,2006.

[2] 中國電力企業(yè)聯(lián)合會. 火力發(fā)電廠鍋爐受熱面管監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)導(dǎo)則: DL/T 939—2005[S]. 北京: 中國電力出版社,2005.

[3] 中國電力企業(yè)聯(lián)合會. 火力發(fā)電廠停(備)用熱力設(shè)備防銹蝕導(dǎo)則: DL/T 956—2005[S]. 北京: 中國電力出版社,2005.

[4] 葉紹義,沈琦. 玉環(huán)電廠超超臨界1 000 MW汽輪機(jī)組快冷系統(tǒng)的應(yīng)用[J]. 熱力發(fā)電,2009,38(8): 89-92.

[5] 謝學(xué)軍,龔洵潔,許崇武,等. 熱力設(shè)備的腐蝕與防護(hù)[M]. 北京: 中國電力出版社,2012.

Maintenance of Heating Equipment for 1 000 MW Units During Shutdown and Standby Period

Chen Yuzhong, Chen Shaohua, You Liang, Hu Lichuan, Jiang Yong

(Huaneng Haimen Power Plant, Shantou 515132, Guangdong Province, China)

Taking a 1 036 MW ultra supercritical power unit as an object of study, the ammonia alkalinization drying method (hot furnace water) and ammonia water method were selected for the equipment maintenance during shutdown and standby period. Application scope and implementation process of the two methods were presented, while key points of the maintenance operation were analyzed. Results show that the two methods are simple, applicable, economical and feasible, which can greatly shorten the start-up time and guarantee the safe and stable operation of the unit.

ultra supercritical unit; maintenance; ammonia alkalinization drying; ammonia water method

2016-05-09

陳裕忠(1968—)，男，高級工程師，主要從事電廠化學(xué)生產(chǎn)管理及其優(yōu)化工作。

E-mail: sthnhm@126.com

TK228

A

1671-086X(2017)02-0124-03