劉蘭平

(江蘇國(guó)華太倉(cāng)發(fā)電有限公司，江蘇太倉(cāng)215433)

某電廠2臺(tái)新裝超高壓150 MW機(jī)組，熱力系統(tǒng)由DGJ500/13.7-Ⅱ7型超高壓參數(shù)自然循環(huán)汽包爐和C135/N150-13.24/535/535/0.6865型超高壓中間再熱抽汽凝汽式汽輪機(jī)組成。首臺(tái)機(jī)組在試運(yùn)及投產(chǎn)后的水質(zhì)超標(biāo)問題嚴(yán)重影響了鍋爐和汽輪機(jī)的安全運(yùn)行，給鍋爐腐蝕和汽輪機(jī)通流部分結(jié)垢埋下了隱患。文中分析了機(jī)組汽水品質(zhì)超標(biāo)的原因，提出了新的解決方法，在第二臺(tái)機(jī)組試運(yùn)時(shí)取得了良好的效果。由于新建或大修后機(jī)組水質(zhì)超標(biāo)現(xiàn)象在各類機(jī)組及各電廠普遍存在,這種低成本且快速使水汽品質(zhì)達(dá)標(biāo)的方法，對(duì)實(shí)現(xiàn)機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能運(yùn)行具有一定參考價(jià)值。

1 典型汽水品質(zhì)超標(biāo)實(shí)例

第一臺(tái)機(jī)組在約30 d的試運(yùn)期間水汽品質(zhì)完全不合格，商業(yè)運(yùn)行初期水汽品質(zhì)也不合格，定排和連排排污量較大，機(jī)組補(bǔ)水率達(dá)8%，至水汽系統(tǒng)汽水品質(zhì)完全合格歷時(shí)82 d，嚴(yán)重影響了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，并影響到機(jī)組的長(zhǎng)期安全運(yùn)行。

整理啟動(dòng)后35 d、每2 h進(jìn)行一次化驗(yàn)，數(shù)據(jù)趨勢(shì)如圖（1-6）所示，分析結(jié)果見表1。給水溶氧最小值為31.7 μg/L，全部不合格；給水二氧化硅連續(xù)不合格天數(shù)為25 d；爐水二氧化硅最小值0.961 mg/L連續(xù)不合格天數(shù)為25 d；飽和蒸汽電導(dǎo)35 d內(nèi)僅有2次合格；過熱蒸汽二氧化硅不合格率為37.1%；過熱蒸汽電導(dǎo)僅有2次合格。

表1 汽水品質(zhì)分析數(shù)據(jù)

2 水汽品質(zhì)超標(biāo)因素分析

在原始數(shù)據(jù)中，各監(jiān)督點(diǎn)的二氧化硅、聯(lián)氨、氫電導(dǎo)、溶氧等均有嚴(yán)重超標(biāo)現(xiàn)象，其原因分析如下。

2.1 聯(lián)氨超標(biāo)

聯(lián)氨超標(biāo)是由于人工或者自動(dòng)加聯(lián)氨加藥不當(dāng)而引起的。

2.2 氫電導(dǎo)

氫電導(dǎo)是衡量熱力系統(tǒng)水汽品質(zhì)的重要指標(biāo)[1]，綜合反映水汽質(zhì)量的優(yōu)劣，尤其當(dāng)系統(tǒng)陰離子含量異常時(shí)，氫電導(dǎo)率能夠準(zhǔn)確反映鍋爐汽水系統(tǒng)陰離子雜質(zhì)含量的變化。氫電導(dǎo)超標(biāo)反映出水質(zhì)可能存在多種因素的污染，應(yīng)根據(jù)以下分析進(jìn)行控制。

（1）機(jī)組啟動(dòng)初期，系統(tǒng)安裝及鍋爐酸洗等遺留雜質(zhì)在短時(shí)間內(nèi)未得到控制，上水過程中攪動(dòng)某些死角的雜質(zhì)或酸洗存水容易造成氫電導(dǎo)超標(biāo)。

（2）正常運(yùn)行時(shí)，凝汽器泄漏造成水質(zhì)污染，漏真空引起系統(tǒng)內(nèi)部二氧化碳增多，導(dǎo)致 H+，OH-，Cl-，HCO3-，NO3-，CO32-，SO42-，CHCOO-相關(guān)離子增加，從而造成氫電導(dǎo)超標(biāo)。

（3）正常運(yùn)行時(shí)，精處理控制不當(dāng)、陽(yáng)樹脂被過量氧化或凝補(bǔ)水?dāng)y帶有機(jī)物造成有機(jī)酸含量增加，造成氫電導(dǎo)超標(biāo)。

2.3 二氧化硅

二氧化硅超標(biāo)會(huì)造成汽輪機(jī)葉片積鹽，影響鍋爐的安全和汽輪機(jī)效率。其超標(biāo)有以下幾個(gè)方面原因。

（1）新機(jī)組中二氧化硅主要來(lái)源于管道內(nèi)的泥沙，在安裝前以及噴砂處理后沒有完全清理干凈。

（2）機(jī)組在啟動(dòng)階段凝泵采用工業(yè)水等不合格的水進(jìn)行密封，工業(yè)水進(jìn)入水系統(tǒng)。

（3）正常運(yùn)行時(shí)凝汽器鈦管泄漏，循環(huán)水進(jìn)入汽水系統(tǒng)。

（4）除鹽水制水過程工藝出現(xiàn)問題或者水質(zhì)污染，通過凝補(bǔ)水進(jìn)入系統(tǒng)。

2.4 溶氧

溶氧超標(biāo)會(huì)引起管道及受熱面等腐蝕，嚴(yán)重的會(huì)引起氧化皮脫落，對(duì)機(jī)組的安全運(yùn)行造成隱患。由原始數(shù)據(jù)得知，凝結(jié)水溶氧超標(biāo)嚴(yán)重，除氧器的除氧效果很好，但由于凝結(jié)水溶氧較高，導(dǎo)致給水溶氧不合格。凝汽器漏真空、凝泵濾網(wǎng)漏氣、凝泵密封水不足和凝補(bǔ)水量過多都是凝結(jié)水溶氧超標(biāo)的主要原因。

3 控制措施

3.1 聯(lián)氨超標(biāo)

運(yùn)行人員只要嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程，就可以避免聯(lián)胺超標(biāo)。

3.2 氫電導(dǎo)超標(biāo)

（1）新系統(tǒng)投運(yùn)時(shí)分系統(tǒng)、分階段徹底清洗基建或酸洗等過程中留存雜質(zhì)以及存水。

（2）正常運(yùn)行時(shí)控制凝結(jié)水補(bǔ)給水的水質(zhì)，控制好化水制水工藝。

（3）凝結(jié)水精處理運(yùn)行時(shí)，防止陽(yáng)樹脂過度氧化，生成有機(jī)酸。

3.3 二氧化硅超標(biāo)

電廠新機(jī)組的洗硅過程是必需經(jīng)歷的步驟，按照規(guī)定，一定的壓力等級(jí)對(duì)應(yīng)一定的二氧化硅含量，當(dāng)含量超標(biāo)時(shí)，禁止進(jìn)入下一個(gè)壓力等級(jí)。二氧化硅在蒸汽中的溶解性隨著壓力和溫度的升高而升高，二氧化硅將隨著蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)中。當(dāng)蒸汽在汽輪機(jī)做功后，隨著壓力的降低二氧化硅析出，沉積在通流部分形成積鹽。積鹽會(huì)增加汽輪機(jī)的軸向推力以及降低汽輪機(jī)效率，影響汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，嚴(yán)重者影響汽輪機(jī)的安全運(yùn)行。另外，如果二氧化硅含量不合格，在正常運(yùn)行時(shí)必須采用排污的方法進(jìn)行控制。大量排污不僅浪費(fèi)凝結(jié)水，而且造成大量的熱量損失。采取以下方法可以有效降低以上風(fēng)險(xiǎn)。

（1）試運(yùn)初期，系統(tǒng)管道內(nèi)部的泥沙、雜質(zhì)會(huì)沉積在凝汽器、除氧器、汽包及各個(gè)聯(lián)箱等處，隨著機(jī)組的排污，雜質(zhì)會(huì)逐漸減少。為了使機(jī)組在啟動(dòng)后短時(shí)間內(nèi)汽水品質(zhì)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，在上水前仔細(xì)清理凝汽器、除氧器底部遺留或沉淀雜質(zhì)。在試運(yùn)及初期運(yùn)行過程中，如果有停運(yùn)機(jī)會(huì)，也要及時(shí)檢查清理凝汽器和除氧器。

（2）上水階段的沖洗，即冷態(tài)沖洗。機(jī)組上水時(shí)要保證每一個(gè)階段水質(zhì)合格后才能進(jìn)入下一個(gè)環(huán)節(jié)，冷態(tài)沖洗至關(guān)重要。具體步驟如下。

首先進(jìn)行凝汽器沖洗。凝補(bǔ)水合格，凝汽器上水沖洗。凝泵密封水使用工業(yè)水時(shí)盡可能在啟動(dòng)凝泵時(shí)投入，啟動(dòng)凝泵后應(yīng)及時(shí)切換密封水至凝結(jié)水供給。凝泵啟動(dòng)后檢查凝結(jié)水水質(zhì)，如果水質(zhì)不合格，則必須放水或者利用低加出口放水門進(jìn)行管路沖洗，最終達(dá)到合格，然后才能進(jìn)入除氧器。

其次進(jìn)行除氧器沖洗。除氧器上水初期，利用除氧器底部放水對(duì)除氧器進(jìn)行初步?jīng)_洗，沖洗合格后啟動(dòng)電泵打循環(huán)直到水質(zhì)合格再給鍋爐上水。機(jī)側(cè)沖洗合格標(biāo)準(zhǔn)[2，3]為：全鐵≤200 μg/L；聯(lián)氨 100～300 μg/L；pH值≥90；濁度FTU≤2。

鍋爐上水時(shí)，先開啟水冷壁底部放水門對(duì)汽包及水冷壁下聯(lián)箱進(jìn)行沖洗，沖洗合格后關(guān)閉底部放水，鍋爐上水至正常。爐側(cè)沖洗合格標(biāo)準(zhǔn)[2，3]為：濁度≤2 μmol/L； 全鐵≤200 μg/L； 聯(lián)氨 200～300 μg/L； pH值≥90；磷酸根3.0～5.0 mg/L。

（3）點(diǎn)火升溫升壓階段的沖洗，即熱態(tài)沖洗，汽包爐稱之為洗硅。隨著機(jī)組壓力和溫度的升高，爐水二氧化硅含量升高，此時(shí)加強(qiáng)底部排污，并將連排開到最大，進(jìn)行熱態(tài)沖洗過程。在汽水品質(zhì)超標(biāo)時(shí)，嚴(yán)禁進(jìn)入下一個(gè)壓力等級(jí)。升溫升壓階段加強(qiáng)排污沖洗不僅對(duì)在短時(shí)間內(nèi)改善水質(zhì)起到重要作用，而且在機(jī)組啟動(dòng)過程中排放的總熱量和水量都較少。

（4）并網(wǎng)時(shí)，汽水品質(zhì)應(yīng)合格，否則應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行熱態(tài)洗硅過程，防止溶硅進(jìn)入汽輪機(jī)。汽輪機(jī)沖車及并網(wǎng)后，應(yīng)及時(shí)投入高低加系統(tǒng)，便于及早沖洗高低加汽側(cè)，在低負(fù)荷階段對(duì)高低加進(jìn)行洗硅，汽水品質(zhì)合格后升負(fù)荷進(jìn)入下一個(gè)壓力等級(jí)。

（5）正常運(yùn)行汽水品質(zhì)超標(biāo)時(shí)，應(yīng)當(dāng)降壓運(yùn)行，加強(qiáng)排污。由于新機(jī)組是全周進(jìn)汽，因此調(diào)門可以全開降壓運(yùn)行而不影響機(jī)組負(fù)荷。壓力降低時(shí)，不僅蒸汽攜帶二氧化硅的能力降低，而且有利于爐水排污。鍋爐排污應(yīng)當(dāng)主要用連排進(jìn)行，不僅可以回收工質(zhì)，而且可以回收熱量，也可以防止底部排污影響水循環(huán)，有益于機(jī)組安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

3.4 凝結(jié)水溶氧超標(biāo)

在機(jī)組試運(yùn)初期或者有條件時(shí)進(jìn)行凝汽器灌水查漏實(shí)驗(yàn)，確定泄露點(diǎn)，然后進(jìn)行相應(yīng)處理。在汽缸結(jié)合面涂抹黃油前后的真空嚴(yán)密性試驗(yàn)可以確定汽缸結(jié)合面是否嚴(yán)密不漏。

在正常情況下，應(yīng)當(dāng)控制系統(tǒng)的漏水漏汽，發(fā)現(xiàn)閥門內(nèi)漏外漏應(yīng)及時(shí)消除。汽水品質(zhì)合格時(shí)，限制定排次數(shù)及連排外排閥門開度，降低補(bǔ)水率。

3.5 進(jìn)行全過程化學(xué)監(jiān)督

機(jī)組啟動(dòng)至正常運(yùn)行是一個(gè)持續(xù)漸進(jìn)和正常監(jiān)督的過程，在機(jī)組的全壽命期間，化學(xué)監(jiān)督起到了至關(guān)重要的作用。汽水品質(zhì)長(zhǎng)期不合格會(huì)影響機(jī)組的安全、穩(wěn)定、長(zhǎng)壽命和高效運(yùn)行。因此，在機(jī)組啟停的一個(gè)循環(huán)中，必須進(jìn)行全過程化學(xué)監(jiān)督。

4 實(shí)效對(duì)比

根據(jù)以上分析，在第二臺(tái)機(jī)組試運(yùn)投產(chǎn)階段參考了相關(guān)措施，第一臺(tái)機(jī)組和第二臺(tái)機(jī)組的綜合水汽品質(zhì)從最初到合格的實(shí)踐對(duì)比如表2所示。

表2 2臺(tái)新裝機(jī)組水汽品質(zhì)對(duì)比

5 結(jié)束語(yǔ)

第二臺(tái)機(jī)組采用上述措施，從啟動(dòng)開始，僅30 d水汽品質(zhì)已經(jīng)合格，大大縮短了從初負(fù)荷至滿負(fù)荷的時(shí)間。此結(jié)果表明文中的原因分析正確，采取的措施有效，節(jié)水節(jié)能效果良好。

[1]丁桓如，吳春華，龔云峰，等.工業(yè)用水處理工程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005：27-29.

[2]中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員.GB/T 12145—2008火力發(fā)電廠機(jī)組及蒸汽動(dòng)力設(shè)備水汽質(zhì)量[S].北京：中國(guó)電力出版社，2008.

[3]國(guó)家能源局.DL/T 805—2011火電廠汽水化學(xué)導(dǎo)則[S].北京：中國(guó)電力出版社，2011.