提高余熱鍋爐汽水系統(tǒng)安全可靠性方法探討

邱桂洲

摘? 要：文章從運行、停爐保養(yǎng)、檢修維護幾方面介紹加納某燃?xì)廨啓C電廠提高余熱鍋爐汽水系統(tǒng)安全可靠性的方法，對同類型燃機電廠余熱鍋爐的安全運行有一定借鑒作用。

關(guān)鍵詞：提高;余熱鍋爐汽水系統(tǒng);安全可靠性;方法

中圖分類號：TM621? ? ? ? ?文獻標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）15-0145-02

Abstract： This paper introduces the method of improving the safety and reliability of waste heat boiler steam-water system in a gas turbine electromechanical plant in Ghana from the aspects of operation， shutdown overhaul and maintenance， which can be used as a reference for the safe operation of waste heat boiler in the same type of gas turbine power plant.

Keywords： improvement; waste heat boiler steam-water system; safety and reliability; method

前言

燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠具有起動快、建設(shè)周期短、污染小、占地面積小和耗水量少等顯著優(yōu)點，近年來發(fā)展非常迅速，特別是在電量缺口較大的西非，燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠暫比越來越大。加納某燃?xì)廨啓C電廠有6臺燃?xì)廨啓C機組，配套6臺余熱鍋爐和4臺蒸汽輪機，分兩期建設(shè)，一期4臺6B燃?xì)廨啓C+4臺余熱鍋爐+2臺蒸汽輪機，裝機容量200MW，二期2臺9E燃?xì)廨啓C+2臺余熱鍋爐+2臺蒸汽輪機，裝機容量360MW，電廠緊鄰大西洋，常年濕度高，海水鹽分高。6臺余熱鍋爐均為杭州鍋爐集團股份有限公司供貨，6B余熱鍋爐型號為Q364/552-62（32.3）-3.73/485（130），單壓+自身除氧+熱水加熱器、無補燃自然循環(huán)、室外露天布置臥式鍋爐，9E余熱鍋爐型號為NG-S109E-R，雙壓自除氧無補燃強制循環(huán)、室外露天布置立式鍋爐。下面從運行、停爐保養(yǎng)和檢修維護幾方面介紹該電廠怎樣提高余熱鍋爐汽水系統(tǒng)安全可靠性。

1 運行方面

（1）鍋爐啟動前嚴(yán)格控制鍋爐給水和爐水品質(zhì)在規(guī)范要求之內(nèi)，按照鍋爐廠使用說明書要求啟動鍋爐，控制汽包升壓率<0.3MPa/min、升溫率<5℃/min、上下壁溫差：≤40℃，過熱器集箱升溫速率：<25℃/min，其余部分最大升溫速率：<30℃/min，防止汽包滿水和缺水。具體通過控制燃機負(fù)荷，鍋爐擋板開度，汽機旁路開度，鍋爐啟動排汽電動閥開度和鍋爐過熱器減溫水調(diào)節(jié)閥開度等控制。

（2）鍋爐正常運行時嚴(yán)格控制好汽包水位、壓力、溫度，控制好主蒸汽壓力和溫度，保證合格的汽水品質(zhì)，汽包均衡進水，嚴(yán)禁鍋爐超溫超壓運行。定期檢驗汽包就地水位計、差壓式水位計和電接點水位計在允許偏差范圍內(nèi)。

（3）鍋爐停爐時，嚴(yán)格控制汽包降壓率<0.3MPa/min、上下壁溫差：≤40℃，控制汽包水位在正常范圍內(nèi)，防止汽包滿水和缺水，除非鍋爐緊急檢修需要，停爐后關(guān)閉鍋爐擋板（9E鍋爐配套煙氣擋板），鍋爐保溫保壓自然冷卻。

2 停爐保養(yǎng)方面

當(dāng)聯(lián)合循環(huán)電廠在機組停運備用期間，必須根據(jù)停爐時間長短選用合適方法對余熱鍋爐進行防腐。該電廠采用的防腐蝕方法有以下幾種：

2.1 保壓法

余熱鍋爐停運后，關(guān)閉各汽水閥門，利用鍋爐的余壓，防止空氣漏入汽水系統(tǒng)管道內(nèi)。這種方法簡單、方便。停運備用時間在3天內(nèi)可以用這種方法。超過3天系統(tǒng)壓力降至大氣壓力，空氣進入汽水系統(tǒng)，腐蝕管道。該方法不適用于鍋爐汽水系統(tǒng)進行檢修。

2.2 磷酸三鈉堿式保護法

停爐后，向給水系統(tǒng)注入磷酸三鈉溶液，控制爐水的磷酸根含量在1000-1200mg/L之間，使金屬表面形成保護膜。該方法能使水側(cè)保護良好，但不能保護汽側(cè)。該方法的缺點是鍋爐保養(yǎng)結(jié)束后啟動前必須對鍋爐進行多次換水，以控制爐水PH值在合格范圍內(nèi)，且不能對鍋爐汽水系統(tǒng)進行檢修。

2.3 熱爐放水烘干法

停爐前，向汽包加入聯(lián)胺，提高爐水PH值。停爐后，高壓汽包壓力降至0.5MPa、低壓汽包壓力降至0.3MPa時進行鍋爐放水，利用余熱除去鍋爐系統(tǒng)濕氣，鍋爐汽水系統(tǒng)排盡水后，關(guān)閉鍋爐各疏水閥和排氣閥，達(dá)到防腐目的。該方法可以對系統(tǒng)的汽側(cè)和水側(cè)進行保養(yǎng)，適用對鍋爐汽水系統(tǒng)進行檢修，由于汽包結(jié)構(gòu)原因無法將汽包的存水放盡，汽包內(nèi)部積水部分會產(chǎn)生氧化腐蝕。

2.4 氮氣保養(yǎng)法

鍋爐停爐壓力降至零后，放盡鍋爐各系統(tǒng)存水，關(guān)閉鍋爐各疏水閥和排氣閥。分別從汽包和除氧器充氮氣接口充入氮氣，氮氣壓力維持在0.02～0.05MPa，氮氣純度>98%。該方法的優(yōu)點是可以使汽側(cè)和水側(cè)起到很好的保護作用，缺點是由于鍋爐部分閥門嚴(yán)密性不好，需要定期補充氮氣，且鍋爐汽水系統(tǒng)不能檢修。

2.5 聯(lián)胺藥液保養(yǎng)法

停爐后，排盡系統(tǒng)存水，重新上滿合格的除鹽水，保持除氧器和汽包最高水位，禁止過熱器進水，往除氧器和汽包加入聯(lián)胺藥液，啟動爐水循環(huán)泵打循環(huán)半小時，從給水和爐水取樣口取樣分析水中PH值和聯(lián)氨含量，控制PH=10.0～10.5、N2H4≥200ppm。該方法的保養(yǎng)時間在30天內(nèi)，只保護鍋爐系統(tǒng)水側(cè)，不能保護鍋爐系統(tǒng)汽側(cè)，保養(yǎng)期間鍋爐汽水系統(tǒng)不能檢修，必須定期給系統(tǒng)補水補充藥液。

2.6 純十八胺保養(yǎng)法

適用于停爐30天以上，檢修或停備用狀態(tài)下。該方法操作簡單，保護范圍廣，效果好，有效保護周期4～6個月。鍋爐停運前2小時，通過降低燃機負(fù)荷，控制高壓主蒸汽溫度在450℃左右，把十八胺藥液一次性從凝結(jié)水泵進口加藥系統(tǒng)加入凝結(jié)水系統(tǒng)，加藥時，定期對給水、凝結(jié)水、爐水和蒸汽取樣分析，直至十八胺濃度符合化學(xué)要求（20～30mg/L）為止，通過汽水循環(huán)攜帶到汽水系統(tǒng)各個部位，在汽水系統(tǒng)內(nèi)壁形成一層憎水性的有機保護膜，隔絕水和氧氣及其它腐蝕性離子與金屬接觸，從而達(dá)到防止或減輕熱力設(shè)備在停用期間發(fā)生腐蝕的目的。停爐后，高壓汽包壓力降至0.5MPa、低壓汽包壓力降至0.3MPa時進行鍋爐放水，確認(rèn)鍋爐汽水系統(tǒng)排盡水后，關(guān)閉鍋爐各疏水閥和排氣閥，達(dá)到防腐目的。當(dāng)機組再次啟動時，隨著溫度的升高，十八胺膜會很快分解為NH3、H2等氣體被排出，而且滲入垢下的十八胺分解的氣體還會使某些浮垢脫落，從而降低結(jié)垢速度。

3 檢修維護方面

3.1 汽水管道支吊架檢修維護

由于電廠緊鄰大西洋，海水鹽分高，空氣濕度高，鍋爐露天布置，鍋爐汽水系統(tǒng)支吊架存在一定腐蝕影響，為確保鍋爐汽水系統(tǒng)安全運行，定期檢查鍋爐支吊架，對腐蝕支吊架進行除銹刷防腐漆防腐，對支吊架螺紋涂抹二硫化鉬。定期檢查支吊架膨脹情況，特別是對新投產(chǎn)機組，部分汽水管道支吊架存在設(shè)計和安裝不合理問題，通過平常的檢查維護將其調(diào)整至安全合理狀態(tài)，如9E鍋爐爐水循環(huán)泵進口管道滑動支座安裝和圖紙不符，管道膨脹受阻;高壓主蒸汽安全閥排汽管道導(dǎo)向支座和管道之間無間隙，管道不能自由膨脹;鍋爐欄桿直接焊接在低壓主蒸汽管道彈簧吊架上，彈簧吊架膨脹受阻;部分汽水管道支吊架吊桿沒有受力。通過對支吊架的檢查和合理調(diào)整，確保汽水管道安全運行。

3.2 爐外小管徑管道的檢修維護

由于電廠緊鄰大西洋，海水鹽分高，空氣濕度高，鍋爐露天布置，鍋爐爐外小管徑管道主要存在外壁腐蝕問題。為了確保鍋爐安全可靠運行，合理制定檢修維護計劃，每年鍋爐小修時對爐外小管徑管道進行排查，通過超聲波測厚、目視等方法對腐蝕嚴(yán)重的管道進行更換，更換后管道除銹刷防腐漆防腐，在管道保溫棉外加裝一層防水薄膜后再安裝保溫鋁皮，有效防止雨水和濕空氣侵入到管道外壁。汽水系統(tǒng)疏水管道疏水閥集中安裝在鍋爐零米定排擴容器操作臺，排氣管道排氣閥集中安裝在高壓汽包操作平臺，疏水管道和排氣管道布置長，走向復(fù)雜，任何管道泄漏鍋爐都會面臨被迫停運的風(fēng)險，為了提高鍋爐安全可靠性，在各系統(tǒng)靠聯(lián)箱和母管處疏水和排空管道上加裝一個手動閥，當(dāng)閥后管道泄漏時可以及時關(guān)閉手動閥，避免鍋爐不必要停爐事件發(fā)生。檢查鍋爐汽水系統(tǒng)取樣管道膨脹情況，對膨脹裕度不足的取樣管道增加膨脹彎，滿足取樣管道安全膨脹。

3.3 汽水管道閥門檢修維護

鍋爐正常運行時，檢查汽水系統(tǒng)管道各疏水閥和排氣閥，對內(nèi)漏閥門制定檢修計劃進行解體研磨或更換，及時緊固閥桿填料泄漏閥門填料壓蓋螺栓。加納電網(wǎng)極其不穩(wěn)定，每年多次由于電網(wǎng)故障導(dǎo)致電廠全廠失電，這時鍋爐安全閥是電廠汽水系統(tǒng)的最后一道安全保障，保證汽水系統(tǒng)不超壓運行。每年定期對安全閥解體檢修，研磨，除銹防腐，自檢合格后送加納當(dāng)?shù)赜匈Y質(zhì)校驗機構(gòu)校驗。安全閥是電廠鍋爐的重要安全附件，建議選擇知名品牌、材質(zhì)合適、彈性閥瓣密封形式、密封壓力大于93%整定壓力的安全閥，保證安全閥達(dá)到整定值正常動作，回座后嚴(yán)密不漏。

3.4 鍋爐水泵的維護檢修

水泵是余熱鍋爐的重要輔機，包括各系統(tǒng)的給水泵和爐水循環(huán)水泵。按照水泵廠家說明書和有關(guān)規(guī)范要求，制定合理的定期維護檢修計劃。每季度更換水泵軸承潤滑油、清洗軸承冷卻水管道及機械密封冷卻水過濾器、檢查聯(lián)軸器緩沖墊，每年最少一次復(fù)查聯(lián)軸器中心、檢查地腳螺栓緊力，按照總運行小時數(shù)解體大修水泵、更換全套密封件和軸承等易損件。

4 結(jié)束語

通過以上合理正確的運行方法、停爐保養(yǎng)和設(shè)備檢修維護方法提高設(shè)備安全可靠性，該電廠設(shè)備可靠性歷年在加納電網(wǎng)名列前茅，年發(fā)電量占加納全國電網(wǎng)15%，是加納電網(wǎng)不可或缺的主力發(fā)電廠。

參考文獻：

[1]清華大學(xué)熱能工程系動力機械與工程研究所.燃?xì)廨啓C與燃

氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)裝置[Z].

[2]杭州鍋爐股份有限公司.鍋爐安裝使用說明書[Z].