某電廠凝結(jié)水溶氧超標(biāo)的原因分析及處理

【摘 ?要】某75MW汽輪機運行一段時間后發(fā)現(xiàn)凝結(jié)水溶氧超標(biāo)問題，通過對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析和試驗，排除次要因素，找出影響凝結(jié)水溶氧超標(biāo)的關(guān)鍵因素，并進行系統(tǒng)改造，降低汽輪機運行時凝結(jié)水含氧量，避免熱力設(shè)備結(jié)垢，保證機組運行的安全性和經(jīng)濟性，對同類型汽輪機凝結(jié)水系統(tǒng)研究有指導(dǎo)意義。

【關(guān)鍵詞】溶氧;超標(biāo);危害;改造

一 引言

某75MW汽輪機，型號為LCZ75-7.1/1.27/0.59，雙壓（帶補汽）、可調(diào)抽汽凝汽式聯(lián)合循環(huán)汽輪機，運行一段時間后發(fā)現(xiàn)余熱鍋爐低壓省煤器入口凝結(jié)水溶氧超標(biāo)，《火力發(fā)電廠化學(xué)監(jiān)督導(dǎo)則》中溶氧要求低于40ug/l，而機組在運行過程中，凝結(jié)水溶氧含量達到100ug/l以上。凝結(jié)水溶氧含量超標(biāo)，使給水管道和蒸汽管道內(nèi)壁易發(fā)生氧化，內(nèi)壁氧化層變厚，降低傳熱效率，同時超標(biāo)將會造成凝結(jié)水腐蝕，由此產(chǎn)生的腐蝕產(chǎn)物在汽水系統(tǒng)中遷移，腐蝕熱力設(shè)備，使熱力設(shè)備結(jié)垢，積鹽，嚴(yán)重影響機組安全經(jīng)濟運行。本文通過結(jié)構(gòu)分析排查影響溶氧超標(biāo)的因素，最終找到關(guān)鍵因素并進行改造，從而讓機組安全經(jīng)濟的運行。

二 凝結(jié)水溶氧超標(biāo)概況

某電廠2*79MW+1*88機組為二拖一抽汽凝汽式發(fā)電機組，對外供熱量40t/h。凝結(jié)水溶氧控制方式主要采用凝汽器真空除氧及輔助蒸汽鼓泡除氧。機組供熱后，凝結(jié)水溶氧這個指標(biāo)一直處于超標(biāo)運行狀態(tài)。為了徹底消除溶氧超標(biāo)，該廠從凝結(jié)水溶氧超標(biāo)常見的原因進行分析，并針對各個原因進行查找并采取一定的措施，本文重點對該廠的查找過程及查找出溶氧超標(biāo)原因后所進行的工作及效果進行了詳細闡述。

三 凝結(jié)水溶氧超標(biāo)的可能原因分析

1.負(fù)壓系統(tǒng)嚴(yán)密性對凝結(jié)水溶氧的影響

機組真空泄漏率嚴(yán)重不合格會直接影響凝結(jié)水溶氧。機組真空嚴(yán)密性不合格時，漏入凝汽器汽側(cè)的空氣量增加，增加了凝汽器真空除氧的負(fù)擔(dān)，汽輪機排汽不能徹底除氧，造成凝結(jié)水溶氧超標(biāo)。

2.凝結(jié)水系統(tǒng)輔助設(shè)備問題

凝結(jié)水泵入口閥門盤根不嚴(yán)、水封門水封破壞、凝結(jié)水泵盤根不嚴(yán)等均會直接影響凝結(jié)水溶氧超標(biāo)。

3.凝結(jié)水補水除氧問題

化學(xué)制水系統(tǒng)除炭設(shè)備（真空除碳器或鼓風(fēng)除碳器等）工作原理不同，導(dǎo)致凝結(jié)水補水中含氧量接近飽和，若化學(xué)制水水質(zhì)超過100ug/L，補水方式直接補入凝氣器熱水井，沒有利用凝汽器真空除氧能力，會直接導(dǎo)致凝結(jié)水溶氧超標(biāo)。

4.熱力系統(tǒng)疏水、回水問題

熱力系統(tǒng)疏水、回水直接回收時，若溶氧指標(biāo)大于100ug/l，回水直接進入凝汽器或者疏水聯(lián)箱，沒有利用凝汽器的真空除氧能力，也會造成凝汽器溶氧超標(biāo)。

5.汽輪機凝結(jié)器熱水井水位計、化學(xué)取樣門漏汽及溶氧表故障等因素造成凝結(jié)水溶氧超標(biāo)。

四 凝結(jié)水溶氧超標(biāo)的可能原因查找

針對以上各種原因，逐項進行檢查，排除可能因素，找到關(guān)鍵因素。

1.通過檢查凝結(jié)水溶氧取樣裝置、校驗表計、人工取樣化驗對比分析等手段，證明采樣裝置的測量結(jié)果能正確反映凝結(jié)水的水質(zhì)，說明本機組凝結(jié)水水質(zhì)確實存在溶解氧超標(biāo)的情況。

2.為了驗證真空系統(tǒng)的嚴(yán)密性，通過調(diào)閱真空嚴(yán)密性試驗數(shù)據(jù)，基本維持在420KPa/min左右，真空系統(tǒng)存在漏入空氣的情況。該廠利用查凝汽器真空嚴(yán)密性的機會，查找影響凝結(jié)水溶氧的因素，通過壓水試驗未發(fā)現(xiàn)漏點，對所有與凝汽器相連的疏水、回水管道等法蘭，閥門進行氦質(zhì)譜儀查漏，凝泵B排空閥門填料函處有漏點，擰緊螺栓，消除了漏點。對低壓軸封及凝汽器氦質(zhì)譜儀查漏，發(fā)現(xiàn)低壓軸封漏氣量較大。該廠對低壓軸封和高壓軸封進行了軸封梳齒改造，真空嚴(yán)密性試驗數(shù)據(jù)為200KPa/min，改造后排除了真空系統(tǒng)大量漏入空氣的可能性，但是運行時的機組溶氧依舊超標(biāo)。

3.為了排除凝結(jié)水入口負(fù)壓系統(tǒng)的管道、法蘭、放水閥、濾網(wǎng)及濾網(wǎng)透氣閥等不嚴(yán)密導(dǎo)致少量空氣進入凝結(jié)水系統(tǒng)造成溶氧超標(biāo)，通過現(xiàn)場檢查，對可能泄露的地方進行涂抹黃油封堵，凝結(jié)水溶氧數(shù)據(jù)沒有明顯變化，排除了凝結(jié)水泵入口真空系統(tǒng)的不嚴(yán)密的可能性。

4.檢查機組凝結(jié)水補充水溶氧的情況。電廠的用水一般采用罐式儲存方式。本單元機組的補充水即采用罐式儲存方式。本單元機組設(shè)2臺1000m3的除鹽水箱、2臺180t/h除鹽水泵及1臺200t/h 啟動除鹽水泵?；瘜W(xué)制水車間的除鹽水管輸送至除鹽水箱，凝汽器補水由3臺并聯(lián)的除鹽水泵向機組補水。本公司制水系統(tǒng)未采取真空除碳器，因此除鹽水處在氧飽和狀態(tài)，機組在正常運行時，除鹽水直接補至熱水井。一般情況下除鹽水溶氧為6～8 mg/L，溫度為20～30℃。本單元機組對外供熱蒸汽為汽輪機9級后抽汽，是可調(diào)整抽汽。額定可調(diào)整抽汽壓力為1.27 MPa，額定可調(diào)整抽汽溫度 為312 ℃，額定可調(diào)整抽汽量65 t/h，最大抽汽量130 t/h。由于凝結(jié)器本身相當(dāng)于真空除氧器，加上凝汽器布置鼓泡除氧，加熱蒸汽由鼓泡蒸汽入口進入膨脹箱，進入膨脹箱的過熱蒸汽（0.35MPa ?250℃ 額定供汽量：2.5t/h）擴容后經(jīng)鼓泡板向上擴散，與經(jīng)鼓泡頂板上均勻下落的凝結(jié)水形成逆向流動，凝結(jié)水被加熱到接近或達到飽和溫度。從參數(shù)來看，凝結(jié)水溫度接近排氣壓力下的飽和溫度，過冷度極小，故排除凝結(jié)水溶氧高的可能性。

5.因疏水和回水回到凝汽器中會進行真空除氧和鼓泡除氧，并且經(jīng)過人工化驗，該兩種水溶氧情況合格，故排除疏水和回水溶氧高的可能性。但是凝結(jié)水泵密封水是未經(jīng)除氧進入凝泵，對凝結(jié)水系統(tǒng)和密封水進行檢查分析。

6.本廠凝結(jié)水泵為立式、筒袋式結(jié)構(gòu)，三臺50%容量，其中一臺備用。凝泵本體設(shè)有推力軸承，它位于泵體與電機之間，在聯(lián)軸器下部，泵產(chǎn)生的軸向力由平衡鼓平衡掉95%，其余殘余軸向力由推力軸承承受，軸承冷卻水為閉式水。凝泵泵座上設(shè)有密封函體、泄壓孔、抽氣孔。泄壓孔用以將軸承腔內(nèi)壓力減至最低，抽氣孔用以將泵筒體內(nèi)的氣體及時排至凝汽器。泵體采用機械密封。

密封水來源有兩路：一路是凝泵啟動時所需的除鹽水，一路是啟動后的自密封水，也就是凝結(jié)水。對除鹽水溶氧進行化驗，溶氧達到2000μg/L。雖然凝泵運行過程中是用凝結(jié)水自密封，而不是除鹽水，懷疑是否有除鹽水混入其中。為了解答這個疑問，該廠安排了兩次試驗。

1、運行一臺凝泵的情況下，關(guān)閉兩臺備用凝泵的除鹽水進口閥門，發(fā)現(xiàn)凝結(jié)水溶氧降低。

2、運行一臺凝泵的情況下，關(guān)閉除鹽水進口總閥，發(fā)現(xiàn)凝結(jié)水溶氧降低到10μg/L以下。

通過上述試驗結(jié)果，分析得出在運行過程中，除鹽水混入凝結(jié)水中，導(dǎo)致凝結(jié)水溶氧上升。

五 凝結(jié)水溶氧超標(biāo)采取的措施及效果

考慮到凝泵啟動時需要除鹽水密封，考慮到閥門頻繁操作對設(shè)備的損傷性，對自密封管道進行改造。原自密封管道規(guī)格DN12，壓力2MPa。而除鹽水管道母管DN50，壓力0.6MPa，所以，從凝泵出口母管引一路規(guī)格為DN50自密封水與除鹽水母管相接，只要其中一臺凝結(jié)水泵正常運行后，在凝結(jié)水的高壓力下，除鹽水母管上的逆止閥就會關(guān)閉，阻斷機組運行時除鹽水混入凝結(jié)水的源頭。

系統(tǒng)進行改造后經(jīng)過一年的運行，年度運行數(shù)據(jù)顯示該機組的溶氧超標(biāo)已得到根治，能維持在40ug/l以下，達到優(yōu)良的水平。通過改造有效的降低了凝結(jié)水溶氧，減輕了管道及設(shè)備的腐蝕，延長了設(shè)備使用壽命，增加了機組的安全經(jīng)濟性。

六 結(jié)語

通過對該電廠機組溶氧超標(biāo)的可能原因進行查找，確定該電廠機組三臺凝泵自密封水混入高溶氧的除鹽水造成凝結(jié)水溶氧大幅超標(biāo)。本文通過分析凝結(jié)水溶氧超標(biāo)的各種原因，并針對每種可能產(chǎn)生的原因所進行的查找方式進行闡述;在查找到原因后所進行的設(shè)備改造及改造后取得的效果進行了重點闡述，對當(dāng)今的供熱機組溶氧超標(biāo)治理具有一定的借鑒作用。

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作者簡介：

雷林偉（1989-），男，浙江杭州人，助理工程師，從事發(fā)電運行管理工作（Email：leilinwei@163.com）

（作者單位：杭州華電下沙熱電有限公司）