張 琪

（山西省電力科學研究院世紀中試，山西 太原 030001）

在新建機組整套啟動過程中，化學擔負著水汽品質調整與監(jiān)督的任務。啟動過程中水汽品質從不合格到合格是一個很長的調整與控制過程，其中，硅是整套啟動過程中很重要的控制項目，很難盡快達到合格指標。而如果將指標控制在合格范圍，又會影響到機組的按時并網；如果為了不影響機組并網，那就會導致指標不合格，為機組今后運行埋下隱患，影響效率。為了縮短洗硅的過程，利用新型洗硅劑在控制指標合格的前提下，與傳統(tǒng)的“限負荷波動洗硅”方式進行了經濟性比較。

1 機組系統(tǒng)硅含量高的主要來源

硅一般會存留在熱力系統(tǒng)中的各個角落，主要來自于內部殘存的沙子、石頭、保溫材料、水泥、泥土等。從來源看，設備在運輸過程中會帶入泥土之類的含硅物；在安裝過程中會采取如噴砂等一些工藝，在處理不徹底時，就會殘留在管道或容器中。主要部位是直接空冷系統(tǒng)，低加、高加系統(tǒng)，省煤器、水冷壁聯(lián)箱部位，汽包、水冷壁下聯(lián)箱，下降管底部及過熱器、再熱器等。

2 機組形式

2.1 機組簡介

電廠2×200 MW機組工程為循環(huán)流化床抽凝式空冷供熱機組，爐、機、電主要設備規(guī)范如下：

鍋爐：亞臨界、自然循環(huán)、一次中間再熱、單爐膛、平衡通風、全鋼懸吊結構、半封閉布置、燒煤矸石的循環(huán)流化床鍋爐。

汽輪機：亞臨界一次中間再熱、沖動式、單軸、三缸四排汽直接空冷凝汽式。額定主蒸汽壓力16.67 MPa，額定主蒸汽溫度538℃。

發(fā)電機：采用凝汽式汽輪發(fā)電機組，發(fā)電機勵磁采用靜態(tài)自并勵勵磁系統(tǒng)。額定容量：667 MVA，額定功率：300 MW，額定電壓：22 kV。

2.2 水汽系統(tǒng)示意圖

見圖1。

3 指標調整和控制目標

整個調整措施要符合《電力基本建設熱力設備化學監(jiān)督導則》（DL/T 889-2004）中，有關啟動階段水汽質量品質的各項標準要求，全部檢驗項目合格率100%，優(yōu)良率90%以上，滿足機組整套啟動對水汽品質的要求。洗硅工作從第一次吹管開始，直至機組帶負荷試運完成結束，貫穿整套試運的全過程。

主要目的：①保護設備，減少腐蝕；②凈化汽水系統(tǒng)，減少汽水系統(tǒng)內雜質（主要是硅和鐵）；③根據水汽情況，判斷爐內和系統(tǒng)的內在狀況。采取相對應的調節(jié)措施，使系統(tǒng)汽水品質在一個良好的狀態(tài)下運行。

圖1 水汽系統(tǒng)示意圖

4 洗硅劑的工作原理

機組的爐前系統(tǒng)由于系統(tǒng)原因，主要依靠化學清洗和徹底的人工清理完成。過熱器和再熱器的洗硅，依靠吹管階段完成。文章主要闡述的是爐內水系統(tǒng)，即省煤器、水冷壁、汽包等部位，也是熱力系統(tǒng)含硅物質較多和不易去除部位的洗硅步驟。利用吹管階段尾段增加了快速洗硅步驟，加入洗硅成膜劑，保持爐水溫度在270℃以上，維持3 h。將省煤器、水冷壁和汽包等部位殘留的含硅物質，通過化學方法洗硅成膜劑快速溶解含硅物質。然后通過整爐放水排出系統(tǒng)，即利用了吹管階段的藥品對溫度的要求，又將溶解后高濃度含硅物質排除系統(tǒng)節(jié)約了水資源及時間，為整套啟動指標快速合格打下了良好基礎。

5 加藥條件與方式

吹管爐水水質通過給水、爐水加藥泵調整PH值在9.5～10.0。

在吹管點火開始后，溫度升至270℃后，啟動給水加聯(lián)氨、氨泵或以最大行程（以泵出力為限，一般為40 L/h）加入洗硅劑B劑，主要目的是保持金屬表面活化，快速溶解含硅物質并通過加強吹管期間定期排污，將溶解后的含硅物質排出。第一次吹管結束時，用給水、爐水加藥泵快速加入洗硅劑A劑，并關閉所有排污劑給水系統(tǒng)，鍋爐壓火后，爐水溫度至少維持在3 h內270℃。之后，根據鍋爐工況在壓力降至0.8 MPa時，將爐水快速徹底放盡。第二次吹管加洗硅劑方式同第一次。第三階段為整套啟動期間的洗硅。加藥方式為：用爐水加藥泵將洗硅劑加入汽包，根據指標限制汽包壓力與溫度，通過連續(xù)排污與加強定期排污，控制二氧化硅指標在等級溫度、壓力下，合格后升溫升壓。

6 吹管期間洗硅數(shù)據分析

6.1 吹管期間加入洗硅劑的指標。

見表1。

6.2 吹管階段洗硅指標分析

6.2.1 第一階段吹管洗硅

7月6日，22：30分開始點火，進行第一階段的吹管工作，隨后加入高參數(shù)鍋爐熱態(tài)洗硅成膜劑B劑，7月7日，01：00開始加入B劑。整個第一階段吹管進行的十分順利，到7月7日，9：20第一階段吹管結束停加洗硅成膜劑B劑。7月7日，9：20左右吹管結束并達到洗硅參數(shù)，開始加入高參數(shù)鍋爐熱態(tài)洗硅成膜劑A劑，并在加藥完畢后悶爐3 h(要求關閉排污，在這3 h內保持鍋爐汽包水溫270±10℃）。9：20開始通過爐水加藥系統(tǒng)加入洗硅成膜劑A劑。10：10洗硅成膜劑A劑加完。從數(shù)據中可以看出，汽包爐水水樣PH明顯增加，證明洗硅劑已經充分溶解在爐水中，整個洗硅過程中硅含量也是一直居高不下，爐水硅含量高達25560ug/L。爐水鐵含量也由悶爐前的5670ug/L下降至1260ug/L，說明在悶爐階段的成膜效果也是十分明顯的。

整個第一階段給水和爐水的硅含量都高于傳統(tǒng)吹管期間的數(shù)值。給水超標建議：在吹管結束后，要對爐前給水系統(tǒng)進行徹底的人工清理，并由監(jiān)理單位配合進行了監(jiān)督清理工作，以確保在第二階段洗硅時指標有明顯下降，減少對爐水的影響。爐水含硅量在加入洗硅劑后也明顯提高，說明含硅雜質被洗硅劑充分溶解，達到了預期的目的。

6.2.2 第二階段吹管洗硅

第二階段吹管工作從7月8日，13：00開始點火，14：30分開始加入高參數(shù)洗硅劑B劑。7月9日，06：20分高參數(shù)洗硅劑B劑全部加完，06：30分第二階段吹管工作結束，同時用爐水加藥泵開始加入高參數(shù)洗硅劑A劑，07：50分全部加完。

第二階段洗硅爐水溫度始終控制在270℃以上，控制汽包爐水PH≈9.81～10.72。從水樣的化驗結果上看，出爐水含硅量沒有第一階段那樣有大幅度的增加趨勢。第二階段吹管結束時,爐水含硅量最高為4 240 ug/L，整個指標的曲線為逐步下降趨勢，基本沒有反彈，說明已經達到了穩(wěn)定溶解含硅物質，而且隨著吹管期間的排污去除了大量含硅物質。

7 整套啟動階段數(shù)據分析

表1 吹管期間加入洗硅劑的數(shù)據分析

（1）啟動時水汽二氧化硅平均值，見表2。

（2）帶負荷時水汽二氧化硅平均值，見表3。

（3）進入72 h時水汽二氧化硅平均值，見表4。

8 結論

本次洗硅效果顯著，按該鍋爐汽包、水冷壁、省煤器及部分管道的水容積為220 m3計算，第一階段溶解并排放含硅物質5.623 kg；第二階段溶解并排放含硅物質0.935 kg，相當于總共溶解并排放掉約6.558 kg石英砂。爐水含鐵量相對于最初有明顯下降，說明成膜效果很好。因為1 kg的硅能污染5萬t蒸汽，使之從0上升至20 ug/L，6.558 kg含硅雜質將污染32.79萬t蒸汽。根據該機組鍋爐額定蒸發(fā)量為725 t/h，則最少在452 h內，蒸汽是無法達到小于20 ug/L的標準，從而光吹管階段的洗硅工作將直接為機組蒸汽及早達標節(jié)約了452 h。工作的成果是顯而易見的。

9 洗硅劑在整套啟動中應用的經驗

9.1 吹管結束后的放水

吹管工作為兩次，每次吹管結束加入洗硅劑A劑后，必須保證爐水溫度在270℃以上維持3 h，才能充分溶解含硅物質，然后根據鍋爐要求在汽包壓力≤0.8 MPa后，迅速將爐水徹底放掉。

9.2 吹管結束后的清理

洗硅劑在吹管結束后，通過徹底放水將溶解后的含硅物質隨水流一起排出爐本體，但由于低壓給水管路里的雜質會隨著補給水水沖到除氧器。另外，投運輔助蒸汽為除氧器加熱，會把輔助蒸汽管路的雜質帶到除氧器。所以，這些系統(tǒng)的機械雜質最終會在流速相對較低和有濾網的地方沉積下來。一般會沉積在熱井、凝結水泵入口濾網、給水箱、電泵入口濾網處。所以，吹管結束后進行認真的人工清理，是整套洗硅能快速合格的重要步驟。

9.3 排污工作

整套啟動后，排污工作是在等級壓力溫度下二氧化硅快速合格的關鍵工作之一。連續(xù)排污門開度應保持在30%～50%。在補給水充足的情況下，可以加強定期排污，最好能2 h一次。

表2 整套啟動試運行時水、汽二氧化硅平均值

表3 整套啟動帶負荷時水、汽二氧化硅平均值

表4 整套啟動進入72 h后水、汽二氧化硅平均值