王立紅

燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組低壓蒸汽氫電導率超標分析

王立紅

（華電（北京）熱電有限公司，北京 100039）

以鄭常莊燃氣熱電工程為例，針對燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組蒸汽氫電導率波動的問題，分析了低壓蒸汽氫電導率超標數(shù)據(jù)，通過安裝脫氣電導率表確定了氫電導率超標的原因，為設備治理提供了有效依據(jù)。

燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)；低壓蒸汽；氫電導率；超標分析

0 引言

華電（北京）熱電有限公司鄭常莊燃氣熱電工程，在裝2套254MW燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組和3×418GJ／h燃氣熱水鍋爐。每套聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組包括1臺重型單缸燃氣輪機，1臺雙壓、無補燃、臥式、自然循環(huán)、緊身封閉的余熱鍋爐，1臺雙壓抽汽凝汽式汽輪機，2臺發(fā)電機組及其配套輔助設備。燃氣輪機型號為SGT5-2000E（V94.2），汽輪機型號為LZC80-7.80／0.65／0.15，余熱鍋爐型號為Q1976／543.8-242（52.9）-8（0.69）／521（213），總供熱能力為2260GJ／h，純凝工況（標準條件）下，發(fā)電容量為482.98MW。

1 水、汽流程

鍋爐分為高壓系統(tǒng)和低壓系統(tǒng)，有2個汽包：高壓系統(tǒng)依靠燃氣輪機進入余熱鍋爐的熱煙氣對水進行加熱，將水轉(zhuǎn)化為高壓蒸汽并使之過熱，高壓蒸汽進入汽輪機做功；低壓系統(tǒng)也依靠來自燃氣輪機進入余熱鍋爐的熱煙氣對水進行加熱，將水轉(zhuǎn)化為低壓蒸汽并使之過熱，低壓蒸汽進入汽輪機低壓補汽。

低壓系統(tǒng)的給水為凝結(jié)水、熱網(wǎng)疏水、熱泵疏水，根據(jù)冬季、夏季運行方式的不同而變化，低壓給水經(jīng)低壓省煤器進入安裝在低壓汽包上的除氧器，經(jīng)除氧后進入低壓汽包。高壓系統(tǒng)的給水為低壓汽包下水，由給水泵供給。

2 存在的問題

夏季運行方式時，蒸汽氫電導率會隨著負荷的變化有規(guī)律地波動，與汽包壓力、蒸汽流量有很大關系，如圖1、圖2所示。低壓汽包壓力低于0.45MPa時，低壓蒸汽氫電導率通常超標；低壓汽包壓力高于0.45MPa時，低壓蒸汽氫電導率通常符合小于0.30 μS／cm的標準。

冬季運行方式時，熱網(wǎng)疏水回收后，低壓蒸汽氫電導率經(jīng)常超出0.30μS／cm，熱泵疏水回收后超標現(xiàn)象更加嚴重，即使凝結(jié)水、熱網(wǎng)疏水、省煤器入口給水的氫電導率全部合格（指標在0.20～0.30 μS／cm之間），低壓飽和蒸汽氫電導率仍會超標（指標在0.32～0.45μS／cm之間），低壓過熱蒸汽氫電導率亦是如此，指標比低壓飽和蒸汽氫電導率低0.02～0.03μS／cm，同樣超標。

3 原因分析及處理過程

為分析低壓蒸汽氫電導超標的原因，對監(jiān)測系統(tǒng)、水／汽系統(tǒng)進行逐個排除。

（1）化學監(jiān)督儀表的測量誤差。經(jīng)與同型號儀表對調(diào)比對，并更換了幾次樹脂，指標仍不見好轉(zhuǎn)，由此確認儀表顯示正確。

（2）取省煤器入口給水、低壓飽和蒸汽、低壓過熱蒸汽水樣做離子色譜分析，試驗結(jié)果為：除質(zhì)量濃度偏高外，其他陰、陽離子質(zhì)量濃度都不高，是給水處理工藝中加入的，在氣相中析出屬正?，F(xiàn)象，且通過陽離子交換柱可以除掉，不影響氫電導率的大小。隨后又委托某電科院對水樣進行了總有機碳（TOC）分析，分析結(jié)果均小于標準規(guī)定的500μg／L。TOC與質(zhì)量濃度數(shù)據(jù)比較，有著相同的規(guī)律，低壓過熱蒸汽的TOC與質(zhì)量濃度均大于低壓飽和蒸汽，而低壓飽和蒸汽的TOC與質(zhì)量濃度大于給水，且低壓飽和蒸汽的TOC與質(zhì)量濃度都約為給水的2倍，由此判斷低壓汽包除氧器可能存在窩氣現(xiàn)象。試驗數(shù)據(jù)見表1。

圖1＃1機組低壓蒸汽出口壓力與低壓蒸汽氫電導率的關系

圖2＃2機組低壓蒸汽出口壓力與低壓蒸汽氫電導率的關系

表1 離子色譜分析及TOC分析數(shù)據(jù)μg／L

（3）為進一步判斷低壓蒸汽氫電導率超標的原因，先后兩次邀請相關單位現(xiàn)場協(xié)助判斷，并臨時安裝了脫氣電導率表，該表計可顯示氫電導率、脫氣電導率、比電導率、氨、pH值等參數(shù)。當空氣進入系統(tǒng)時，CO2溶入樣水將使電導率升高，脫氣電導率測試是將CO2通過加熱除氣測量組件除去后測得的氫電導率，能真正反映水的雜質(zhì)情況。首先選?。?余熱鍋爐低壓飽和蒸汽、低壓過熱蒸汽做試驗，在不影響現(xiàn)場在線表計測試的前提下，由手工取樣點通過軟管將水樣引入脫氣電導率表，數(shù)據(jù)記錄見表2、表3。從數(shù)據(jù)分析看，脫氣電導率全部在0.10μS／cm附近波動，氫電導率比脫氣電導率約高0.30μS／cm，主要是因為脫氣電導率排除了CO2對氫電導率測量的影響。由此可以確定，低壓蒸汽氫電導率超標的原因為低壓汽水系統(tǒng)存在漏氣，低壓給水系統(tǒng)溶氧超標，CO2不能有效排出。隨后又對＃2余熱鍋爐低壓飽和蒸汽、低壓過熱蒸汽水樣進行了試驗，試驗結(jié)果相同。

表2＃1余熱鍋爐低壓飽和蒸汽電導率對比 μS／cm

表3＃1余熱鍋爐低壓過熱蒸汽電導率對比 μS／cm

（4）熱力設備系統(tǒng)中可溶性氣體主要是CO2和O2，其主要來源為：機組嚴密性差，轉(zhuǎn)動設備密封不好存在漏氣，凝結(jié)水系統(tǒng)中存在漏氣；熱網(wǎng)疏水系統(tǒng)帶入，熱泵疏水系統(tǒng)帶入，低壓給水系統(tǒng)存在漏氣；加藥過程中系統(tǒng)帶入等。

（5）凝結(jié)水泵出口溶氧和低壓省煤器入口溶氧時常超標。熱網(wǎng)疏水回收后，因熱網(wǎng)疏水進入系統(tǒng)前未除氧，會攜帶著CO2和O2等氣體，與凝結(jié)水匯合后進入低壓省煤器，造成低壓省煤器入口溶氧超標，且凝結(jié)水系統(tǒng)存在漏氣現(xiàn)象，凝結(jié)水時常超標也會帶入CO2和O2等氣體。熱網(wǎng)疏水與凝結(jié)水匯合后進入低壓汽包除氧器，雖經(jīng)過簡單除氧，但仍存在窩氣現(xiàn)象，使氣體在系統(tǒng)內(nèi)聚集，造成低壓蒸汽氫電導率超標。熱泵疏水回收后，溶氧量劇增，加重了蒸汽氫電導率的超標。

4 危害分析

凝結(jié)水超標的主要原因是凝汽器和凝結(jié)水泵的不嚴密處漏入空氣，凝結(jié)水含氧量大會直接導致低壓給水系統(tǒng)的腐蝕，腐蝕產(chǎn)物會隨凝結(jié)水系統(tǒng)進入低壓給水系統(tǒng)，影響低壓給水水質(zhì)。研究證明，溶解氧對水中的碳鋼具有腐蝕或鈍化的雙重作用。在高溫水條件下，溶解氧的實際作用取決于水的電導率、溶解氧、pH值等因素，當氫電導率大于0.3μS／cm時，溶氧主要起腐蝕作用，此時碳鋼的腐蝕速度隨溶氧濃度的增加而加快；但在高純水中，當氫電導率小于0.15μS／cm時，溶解氧主要起鈍化作用。為了控制氧腐蝕，應盡可能去除水中的溶解氧。實際運行中機組凝結(jié)水溶氧長期超標，低壓給水系統(tǒng)溶氧長期超標，都會加速低壓給水系統(tǒng)腐蝕，會造成鍋爐金屬局部和大面積強度降低，在大、小修化學監(jiān)督檢查中已發(fā)現(xiàn)低壓汽包有氧腐蝕現(xiàn)象。

5 結(jié)論

（1）必須重視化學監(jiān)督工作，對化學監(jiān)督人員提出的指標超標問題要足夠重視，不能認為化學監(jiān)督指標超標是慢性病而大意，否則一旦出現(xiàn)大面積腐蝕、結(jié)垢等問題，輕者耽誤生產(chǎn)，重者造成設備損壞，甚至危及人身安全。

（2）委托電科院開展熱化學試驗，如鍋爐負荷對蒸汽質(zhì)量的影響試驗等，通過試驗確定保證蒸汽質(zhì)量合格的允許鍋爐負荷，了解汽水分離裝置在不同負荷下的分離效果。

（3）對凝汽器補水方式進行調(diào)整和改造，使凝汽器真空除氧功能真正發(fā)揮出來。徹查凝結(jié)水系統(tǒng)，對凝結(jié)水泵查漏找漏，使凝結(jié)水系統(tǒng)溶氧超標問題能夠根治。查找熱網(wǎng)疏水系統(tǒng)漏氣點，熱網(wǎng)疏水溶氧按照凝結(jié)水溶氧指標控制，溶氧小于50μg／L。

（4）對熱泵疏水采取除氧措施，熱泵疏水溶氧指標也應按照凝結(jié)水溶氧指標控制，溶氧小于50 μg／L。

（5）安裝脫氣電導率表，作為判斷低壓蒸汽氫電導率超標的有效監(jiān)測手段，同時在聯(lián)合循環(huán)機組啟停時，可在線監(jiān)測CO2對蒸汽氫電導的影響，縮短機組啟動時間。

［1］慕曉煒，鄭敏聰，李建華.脫氣氫導在發(fā)電機組化學監(jiān)督中的應用［C］／／2010電廠化學學術會議論文集.吉林：中國電機工程學會火電分會，2010.

［2］曹順安，李亞靜，趙梓舟.保定熱電廠蒸汽氫氣氫電導率超標的故障診斷及解決對策［J］.工業(yè)水處理，2008，28（8）：88-92.

［3］周柏青，陳志和.熱力發(fā)電廠水處理［M］.4版.北京：中國電力出版社，2009.

（本文責編：白銀雷）

TM 621.8

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：1674-1951（2015）03-0058-03

王立紅（1972—），女，北京人，高級工程師，從事電廠化學、環(huán)保方面的工作（E-mail：wlh2540＠sina.com）。

2014-09-26；

2015-01-10