李明,張建國(guó),劉冠軍

(1.國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司電力科學(xué)研究院，湖南長(zhǎng)沙410007；2.大唐湘潭發(fā)電有限責(zé)任公司，湖南湘潭411102)

600MW超臨界機(jī)組凝結(jié)水溶解氧超標(biāo)處理

李明1,張建國(guó)2,劉冠軍2

(1.國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司電力科學(xué)研究院，湖南長(zhǎng)沙410007；2.大唐湘潭發(fā)電有限責(zé)任公司，湖南湘潭411102)

Treatment of overproof dissolved oxygen in condensated water for 600MW supercritical unit

對(duì)600MW超臨界機(jī)組凝結(jié)水溶解氧超標(biāo)問(wèn)題進(jìn)行綜合分析和處理，解決凝結(jié)水溶解氧超標(biāo)這一長(zhǎng)時(shí)間困擾安全生產(chǎn)的難題，為處理凝結(jié)水溶解氧超標(biāo)的問(wèn)題提供新的思路。

凝結(jié)水；溶解氧；機(jī)械密封；密封水

火電廠機(jī)組凝結(jié)水溶解氧是化學(xué)監(jiān)督的主要指標(biāo)之一。隨著大機(jī)組參數(shù)的提高,無(wú)論是對(duì)熱力循環(huán)的工作介質(zhì)的品質(zhì)還是對(duì)凝結(jié)水水質(zhì)要求也逐步提高,凝結(jié)水溶解氧大幅度超標(biāo)或者長(zhǎng)期不合格,會(huì)加速凝結(jié)水管道及設(shè)備的腐蝕。機(jī)組正常運(yùn)行中,凝汽器在正常真空狀態(tài)下,凝結(jié)水溶解氧應(yīng)該是合格的。600MW超臨界機(jī)組凝結(jié)水溶解氧的合格標(biāo)準(zhǔn)為＜20μg/L,給水溶解氧的合格標(biāo)準(zhǔn)為＜7μg/L。但由于機(jī)組運(yùn)行中凝汽器真空系統(tǒng)不可避免地存在泄漏、機(jī)組補(bǔ)水系統(tǒng)及疏水系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理等多方面問(wèn)題,導(dǎo)致許多運(yùn)行機(jī)組凝結(jié)水溶解氧超標(biāo),嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行〔1－2〕。

1 凝結(jié)水溶解氧超標(biāo)的危害〔3〕

1.1 腐蝕設(shè)備,縮短設(shè)備使用壽命

當(dāng)溶解氧較高的凝結(jié)水進(jìn)入回?zé)嵯到y(tǒng)及其附屬管道時(shí),水中氧與金屬部件形成原電池,使金屬部件產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕,使各設(shè)備的使用壽命受到影響,降低其運(yùn)行可靠性。甚至發(fā)生鍋爐爆管等事故,嚴(yán)重威脅機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

1.2 降低回?zé)嵩O(shè)備的換熱效率

在汽輪機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)中的換熱器都是表面式換熱器,設(shè)備的腐蝕產(chǎn)物附著在換熱面上,形成疏松的附著層,同時(shí),凝結(jié)水溶解氧過(guò)高會(huì)使換熱面上形成一層薄膜,使換熱熱阻增大、傳熱惡化,從而降低回?zé)嵝省?/p>

2 凝結(jié)水溶解氧超標(biāo)情況

某公司3號(hào),4號(hào)機(jī)組于2006年投產(chǎn)。汽輪機(jī)為上海汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的N600－24.2/566/566,每臺(tái)機(jī)組配套2臺(tái)50%容量汽動(dòng)給水泵和1臺(tái)30%電動(dòng)給水泵,給水泵為機(jī)械密封型式；每臺(tái)機(jī)組配套2臺(tái)100%容量凝結(jié)水泵,凝結(jié)水泵為機(jī)械密封方式；低加疏水逐級(jí)自流至凝汽器。2臺(tái)機(jī)組在2012年10月啟動(dòng)帶負(fù)荷后出現(xiàn)凝結(jié)水溶解氧超標(biāo)的問(wèn)題,凝結(jié)水溶解氧含量為50～65μg/L,因除氧效果不理想,除氧器出口的給水溶解氧在20μg/L左右,溶解氧嚴(yán)重超標(biāo)。經(jīng)對(duì)凝結(jié)水泵入口負(fù)壓系統(tǒng)全面查漏處理后溶解氧略有下降,但一直未能有效解決問(wèn)題。

3 問(wèn)題排查

經(jīng)對(duì)凝結(jié)水負(fù)壓系統(tǒng)的全面檢查和消缺,基本排除負(fù)壓系統(tǒng)泄漏導(dǎo)致凝結(jié)水溶解氧超標(biāo)的可能,應(yīng)為外來(lái)系統(tǒng)的水源進(jìn)入了凝結(jié)水系統(tǒng)〔4〕。

凝結(jié)水泵機(jī)械密封為2級(jí)密封型式,一級(jí)密封在頂端,密封水源為閉式水 (一進(jìn)一出)；二級(jí)密封在下部,密封水源為凝結(jié)水和閉式水可互切(只進(jìn)不出,直接排入凝泵水側(cè))。結(jié)構(gòu)圖見圖1〔5〕。

3.1 3號(hào)機(jī)凝結(jié)水泵系統(tǒng)的檢查

對(duì)3號(hào)機(jī)凝結(jié)水泵機(jī)械密封的密封水進(jìn)行了檢查試驗(yàn),在凝結(jié)水泵機(jī)械密封的二級(jí)密封水已完全切換到凝結(jié)水后,考慮到機(jī)組處于運(yùn)行狀態(tài),先關(guān)閉備用凝結(jié)水泵機(jī)械密封一級(jí)密封水 (閉式水),試驗(yàn)時(shí)間約1 h。試驗(yàn)期間發(fā)現(xiàn)閉式水箱的補(bǔ)水量有明顯減小,而且凝結(jié)水含氧量明顯下降。變化趨勢(shì)見圖2。

試驗(yàn)期間在負(fù)荷基本穩(wěn)定的情況下凝結(jié)水含氧量下降20μg/L左右,試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄見表1。

3.2 4號(hào)機(jī)凝結(jié)水泵系統(tǒng)的檢查

采用3號(hào)機(jī)同樣的方法對(duì)4號(hào)機(jī)凝結(jié)水泵機(jī)械密封的密封水進(jìn)行了試驗(yàn),考慮到機(jī)組處于運(yùn)行狀態(tài),也只進(jìn)行了關(guān)閉備用凝結(jié)水泵機(jī)械密封一級(jí)密封水源的試驗(yàn),試驗(yàn)時(shí)間約1 h。試驗(yàn)期間發(fā)現(xiàn)閉式水箱的補(bǔ)水量沒(méi)有明顯減小,凝結(jié)水含氧量也無(wú)明顯變化。通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)和觀察,發(fā)現(xiàn)凝結(jié)水含氧量的整體變化趨勢(shì)與閉式水箱的補(bǔ)水量趨勢(shì)一致,圖3深色部分為凝結(jié)水含氧量趨勢(shì),淺色部分為閉式水箱補(bǔ)水量趨勢(shì)。

4 原因分析

4.1 3號(hào)機(jī)凝結(jié)水溶解氧超標(biāo)的原因

從圖2和表1可以分析確定3號(hào)機(jī)凝結(jié)水含氧量高的原因?yàn)槟Y(jié)水泵系統(tǒng)漏入了閉式水,漏點(diǎn)是凝結(jié)水泵機(jī)械密封的密封水。3號(hào)機(jī)備用凝泵二級(jí)密封水壓力過(guò)低,造成一級(jí)密封的閉式水串過(guò)二級(jí)密封沿平衡室、平衡管進(jìn)入凝結(jié)水泵入口段,本身含氧量較高的閉式水進(jìn)入凝泵入口段,造成凝結(jié)水含氧量過(guò)高。退出備用凝結(jié)水泵機(jī)械密封的二級(jí)密封水后凝結(jié)水溶解氧能降低20μg/L左右,剩余15 μg/L左右也基本可確定主要為運(yùn)行凝結(jié)水泵機(jī)械密封一級(jí)密封的閉式水串過(guò)二級(jí)密封進(jìn)入凝結(jié)水〔5〕。

4.2 4號(hào)機(jī)凝結(jié)水溶解氧超標(biāo)的原因

從圖3分析也可以確定4號(hào)機(jī)凝結(jié)水含氧量高的原因?yàn)槟Y(jié)水泵系統(tǒng)漏入了閉式水,漏點(diǎn)也是凝結(jié)水泵機(jī)械密封的密封水。因之前通過(guò)試驗(yàn)已排除了備用凝結(jié)水泵一級(jí)密封水串入凝結(jié)水系統(tǒng)的影響,因此基本可斷定運(yùn)行凝結(jié)水泵的一級(jí)密封水串過(guò)二級(jí)密封沿平衡室、平衡管進(jìn)入凝結(jié)水泵入口段,本身含氧量較高的閉式水進(jìn)入凝泵入口段,造成凝結(jié)水含氧量過(guò)高〔4〕。

4.3 凝結(jié)水泵機(jī)械密封內(nèi)漏原因分析

凝結(jié)水泵機(jī)械密封二級(jí)密封水壓力正常值應(yīng)能達(dá)到0.6～0.8 MPa,而3號(hào)機(jī)凝結(jié)水泵只能達(dá)到0.18MPa,4號(hào)機(jī)組凝結(jié)水泵也只能達(dá)到0.3MPa,原因?yàn)槟Y(jié)水泵機(jī)械密封局部變形引起裝配間隙異常增大,導(dǎo)致二級(jí)密封水通往凝結(jié)水泵平衡室的通道過(guò)大,一級(jí)密封水串流將密封水泄壓。

5 問(wèn)題處理及效果

由于機(jī)組處于運(yùn)行狀態(tài),不具備凝結(jié)水泵機(jī)械密封檢修的條件,不能徹底將問(wèn)題消除,因此只能采取其他辦法進(jìn)行處理。經(jīng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析后,決定利用閉式水箱現(xiàn)有的2路補(bǔ)充水源——除鹽水和凝結(jié)水進(jìn)行切換試驗(yàn),將閉式水箱的補(bǔ)水由除鹽水切換至凝結(jié)水后可以有效降低閉式水系統(tǒng)本身的含氧量。但由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原因,閉式水箱的補(bǔ)水由除鹽水切換至凝結(jié)水后將會(huì)中斷內(nèi)冷水箱的除鹽水補(bǔ)水,因此切換之前對(duì)內(nèi)冷水箱的補(bǔ)水管路進(jìn)行了改造,以進(jìn)一步完善補(bǔ)水系統(tǒng)管路。

對(duì)2臺(tái)600MW機(jī)組內(nèi)冷水箱補(bǔ)水管路進(jìn)行改進(jìn)后,分別將2臺(tái)機(jī)組閉式水箱補(bǔ)充水源由除鹽水切換至凝結(jié)水,以減小通過(guò)凝結(jié)水泵機(jī)械密封串入凝結(jié)水系統(tǒng)的閉式水本身的溶解氧含量,切換后凝結(jié)水含氧量逐漸下降至合格水平。3號(hào)機(jī)和4號(hào)機(jī)閉式水箱水源由除鹽水切換至凝結(jié)水后凝結(jié)水溶解氧變化情況見圖5、圖6。

改造后,2臺(tái)600MW機(jī)組凝結(jié)水及給水溶解氧指標(biāo)正常,再未出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象,數(shù)據(jù)如表2:

6 結(jié)論

對(duì)600MW機(jī)組凝結(jié)水及給水溶解氧超標(biāo)問(wèn)題進(jìn)行分析和處理后,發(fā)現(xiàn)造成問(wèn)題的主要原因?yàn)槟Y(jié)水泵機(jī)械密封體的密封水串入了凝結(jié)水系統(tǒng),并在機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)不具備凝結(jié)水泵機(jī)械密封檢修的情況下,采取最簡(jiǎn)潔有效的方式解決了凝結(jié)水及給水溶解氧超標(biāo)的問(wèn)題,為處理凝結(jié)水溶解氧超標(biāo)的問(wèn)題提供了新的思路。

〔1〕胡念孫.汽輪機(jī)設(shè)備及系統(tǒng) 〔M〕.北京:中國(guó)電力出版社,2006.

〔2〕DL/T 561—1995火力發(fā)電廠汽化學(xué)監(jiān)督導(dǎo)則 〔S〕.北京:中國(guó)電力出版社,1995.

〔3〕席洪藻.汽輪機(jī)設(shè)備及運(yùn)行 〔M〕.北京:水利電力出版社,1988.

〔4〕DL/T 932—2005凝汽器與真空系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)導(dǎo)則 〔S〕.北京:中國(guó)電力出版社,2005.

〔5〕沈陽(yáng)水泵廠.10LDTN－7PJ凝結(jié)水泵說(shuō)明書 〔R〕.

TK264.1

B

1008-0198(2014)01-0060-03

李明(1973),男,漢族,湖南岳陽(yáng)人,高級(jí)工程師,長(zhǎng)期從事汽輪機(jī)調(diào)試、節(jié)能優(yōu)化等相關(guān)技術(shù)研究工作。

10.3969/j.issn.1008-0198.2014.01.020

2013-04-03 改回日期:2013-05-22