李和平

(湖南華菱漣源鋼鐵有限公司能源中心,湖南婁底 417009)

1 前言

燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組利用高爐、焦爐煤氣燃燒發(fā)電，是鋼鐵企業(yè)循環(huán)經(jīng)濟的重要方法，排放的煙氣中幾乎沒有二氧化硫產(chǎn)生，煙氣中的NOx排放很低，一般為20×10-6左右，有效的保護環(huán)境，改善環(huán)境質(zhì)量。同時，其熱功轉(zhuǎn)換效率比同等容量的常規(guī)鍋爐蒸汽單循環(huán)發(fā)電裝置高出約10%。可實現(xiàn)企業(yè)資源優(yōu)化配置，降低企業(yè)能耗和生產(chǎn)成本，增加企業(yè)的經(jīng)濟效益和市場競爭能力。湖南華菱漣源鋼鐵股份有限公司2009年通過煤氣平衡新建二套CCPP（2×50MW）發(fā)電站。

2 系統(tǒng)概況

2.1 機組介紹

湖南華菱漣源鋼鐵股份有限公司燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組由燃氣輪機、蒸汽輪機、發(fā)電機和余熱鍋爐組成。機組最大出力50MW。燃機采用MHⅠ的M251S，汽輪機型號LZN22-5.88/（0.4），為雙壓、單軸、單缸、沖動凝汽式機組，余熱鍋爐國內(nèi)配套，為DELTAK雙壓、臥式、無補燃、自然循環(huán)鍋爐。余熱鍋爐基本參數(shù)見表1。

表1 余熱鍋爐基本參數(shù)

2.2 燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組水汽監(jiān)督

(1)燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組補給水設(shè)計為RO+混床工藝，除鹽水加氨調(diào)節(jié)pH值，由發(fā)電站外部水站提供。給水沒有除氧器，補水進入凝結(jié)器，低壓給水采用氨-聯(lián)氨處理，高低壓汽包爐水設(shè)計采用磷酸鹽處理。

(2)余熱鍋爐高低壓均設(shè)計連續(xù)排污和定期排污。

(3)發(fā)電站汽水在線取樣分析和給水、爐水處理采用DCS調(diào)節(jié)。

(4)機組沒有設(shè)化學(xué)運行人員，中晚班主要由鍋爐運行人員進行化學(xué)監(jiān)控，對化學(xué)在線儀表的準確性和給水、爐內(nèi)水處理加藥控制的穩(wěn)定性依賴性強。

3 余熱鍋爐水汽控制指標制定

燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組啟?？焖?，對水系統(tǒng)水質(zhì)影響大。國家標準沒有專門的燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組水汽質(zhì)量標準，這就需要結(jié)合國標和制造廠標準制定出一套合適的控制標準來執(zhí)行，保證機組的安全經(jīng)濟運行。

3.1 高低壓汽包爐水制造廠設(shè)計均采用磷酸三鈉處理，根據(jù)余熱鍋爐二個不同壓力等級的汽包和水汽系統(tǒng)特點，低壓爐水是高壓鍋爐的給水和過熱蒸汽減溫水，實際控制中取消低壓汽包爐內(nèi)磷酸鹽處理。

3.2 外部除鹽水站用戶多，包括轉(zhuǎn)爐汽化爐用水、燒結(jié)余熱鍋爐用水和燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)余熱鍋爐用水，水質(zhì)波動較大，水質(zhì)控制指標主要為pH、硬度、SiO2。

燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組水汽控制標準見表2所示。

表2 燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組水汽控制標準

4 余熱鍋爐給水、爐內(nèi)水處理控制與應(yīng)用

4.1雙壓余熱鍋爐給水聯(lián)氨處理

4.1.1 系統(tǒng)組成及功能簡要描述

余熱鍋爐低壓給水聯(lián)氨處理實現(xiàn)遠程和就地操作兩種功能，系統(tǒng)由貯液罐、溶液罐、計量泵、卸液泵、配液泵、配液計量箱、控制器、變頻器、DCS控制系統(tǒng)等組成一套加藥控制單元（系統(tǒng)圖見圖1）。

圖1 給水聯(lián)氨加藥系統(tǒng)示意圖

計量泵一用一備，配變頻調(diào)速馬達，并有手動調(diào)節(jié)裝置?？刂泼姘蹇梢詫崿F(xiàn)遠程、就地轉(zhuǎn)換，同時可以控制加藥泵的起停。就地模式啟動后按默認頻率運行，遠程模式由DCS進行控制。

4.1.2 加藥的特性分析和投加

系統(tǒng)影響給水聯(lián)氨含量的主要因素有給水流量、低壓給水含氧量、加藥量，在加藥控制過程中系統(tǒng)模型的參數(shù)是一個變數(shù)而非常數(shù)，變量參數(shù)越少，則控制指標越穩(wěn)定。

加藥量調(diào)試在通過長時間的試驗后，固化了每次配制的濃度和計量泵行程，調(diào)節(jié)以輸出頻率控制。

4.2 雙壓余熱鍋爐汽包爐水處理

4.2.1 系統(tǒng)組成及功能簡要描述

余熱鍋爐低壓爐水是高壓鍋爐的給水和過熱蒸汽減溫水，取消低壓爐水磷酸鹽處理。

高壓汽包爐水處理實現(xiàn)遠程和就地操作兩種功能，系統(tǒng)由溶液箱、計量泵、控制器、變頻器、DCS控制系統(tǒng)等組成一套加藥控制單元（系統(tǒng)圖見圖2）。

圖2 高壓爐水加藥系統(tǒng)示意圖

計量泵一用一備，配變頻調(diào)速馬達，并有手動調(diào)節(jié)裝置?？刂泼姘蹇梢詫崿F(xiàn)遠程、就地轉(zhuǎn)換，同時可以控制加藥泵的起停。就地模式啟動后按默認頻率運行，遠程模式由DCS進行控制。

4.2.2 加藥的特性分析和投加

影響爐水磷酸鹽含量的因素主要有給水量、給水殘余硬度、排污量和加藥量等，鍋爐正常運行中主要變量是排污量和加藥量，并且相互影響。

加藥量調(diào)試在通過長時間的試驗后，固化了每次配制的濃度、計量泵行程，調(diào)節(jié)以輸出頻率控制。

4.2.3 爐內(nèi)水調(diào)質(zhì)方法

外供除鹽水站制水工藝為RO+混床，外供用戶多且低、中、高壓標準用戶共用，同時RO系統(tǒng)受成本影響脫鹽率下降，除鹽水受有機物污染，根據(jù)制造廠設(shè)計投加磷酸三鈉處理爐水，爐水pH值指標pH＜9，爐水具有侵蝕性。項目投產(chǎn)時通過反復(fù)試驗確定投加混合溶液R＝3.47。

5 實際應(yīng)用效果

5.1 水汽運行數(shù)據(jù)

隨意抽取典型連續(xù)運行數(shù)據(jù)如圖3～圖6（2012年4月數(shù)據(jù)）。

圖3 聯(lián)氨控制曲線表

圖4 磷酸鹽控制曲線

圖5 低壓給水、爐水p H控制曲線

圖6 爐水電導(dǎo)率控制曲線

從日常水汽運行數(shù)據(jù)分析，機組整個水汽系統(tǒng)能維持在一個較好的狀態(tài)，pH維持9.0以上。運行時其它指標較好，蒸汽陽電導(dǎo)率0.15～0.5 μS/cm，蒸汽 Na+＜2 μg/kg，SiO2=1～3 μg/kg。

5.2 大修時狀態(tài)檢查

2013年1月1#CCPP機組大修,汽輪機揭蓋檢查轉(zhuǎn)子照片，葉面表面干凈無腐蝕與結(jié)垢現(xiàn)象。

6 結(jié)論

6.1 經(jīng)過3年多的運行，2013年1月機組大修解體檢修，檢查鍋爐汽包、凝汽器、汽輪機葉片表面干凈，沒有腐蝕和結(jié)垢現(xiàn)象，效果較好，運行實踐證明燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組水汽控制標準是合理的。

6.2 鍋爐給水、爐水處理調(diào)節(jié)方便，可操作性強，調(diào)質(zhì)方法能滿足水汽監(jiān)督指標的要求，運行數(shù)據(jù)基本穩(wěn)定。

6.3 在爐水pH控制方面大修后通過管理和技術(shù)措施期望控制在9.5左右。