張遠

摘 要：通過對湖北西塞山發(fā)電有限公司#3機組進行給水加氧處理，并與加氧前機組單獨加氨處理（AVT（O））作比較，取得了階段性成效。給水加氧處理后，機組水汽系統(tǒng)鐵離子含量降低，水冷壁超溫爆管現(xiàn)象減少，運行安全得以保證；同時，機組運行成本大幅降低，水汽品質(zhì)也得到了全面提升。

關(guān)鍵詞：超超臨界鍋爐；給水加氧；鐵離子；水汽品質(zhì)

中圖分類號：TM621.2 文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.20.111

超超臨界直流鍋爐采用傳統(tǒng)的全揮發(fā)處理方式（AVT）時，給水帶入的鐵沉積在高壓加熱器和鍋爐水冷壁上。這種鐵垢摩擦系數(shù)大，呈波紋狀，不僅容易引起鍋爐壓差上升快，壓差大，也容易導(dǎo)致給水系統(tǒng)湍流部位流動加速腐蝕現(xiàn)象加重，腐蝕產(chǎn)物隨著水流沉積到高溫段，導(dǎo)致省煤器節(jié)流閥出現(xiàn)嚴(yán)重的污堵情況，嚴(yán)重時甚至?xí)斐删植扛邷?，引發(fā)爆管事故。采用給水加氧處理方式可以有效抑制和防止流動加速腐蝕的發(fā)生。

1 概況

湖北西塞山發(fā)電有限公司#3機組為680 MW國產(chǎn)超超臨界燃煤發(fā)電機組，鍋爐給水處理設(shè)計為加氧處理方式（OT）。但在機組投運初期，水汽品質(zhì)不穩(wěn)定，機組給水采用單獨加氨的處理方式。

#3機組投產(chǎn)后一年，給水系統(tǒng)流動加速腐蝕（FAC）加劇，水冷壁超溫現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)，引發(fā)水冷壁多次爆漏，嚴(yán)重影響了機組的穩(wěn)定運行。為了解決給水系統(tǒng)流動加速腐蝕和水冷壁超溫問題，決定對#3機組進行給水加氧處理。

2 給水加氧處理的目的、原理和條件

2.1 給水加氧的目的和原理

鍋爐給水加氧處理的目的是改變給水處理方式，進而實現(xiàn)鍋爐給水中含鐵量的降低，以減緩鍋爐水冷壁管中氧化鐵的沉積速度，尤其對省煤器入口管和高壓加熱器管的流動加速腐蝕產(chǎn)生抑制作用，這樣可以有效延長鍋爐的清洗周期，降低鍋爐給水的pH值，延長凝結(jié)水精處理混床的運行周期。在純水條件下，通過加入一定濃度的氧，使金屬表面形成具有保護性的致密雙層氧化膜——內(nèi)層為磁性氧化鐵（Fe3O4）膜，外層為氧化鐵（Fe2O3）膜，對金屬腐蝕起到抑制作用。

2.2 給水加氧的條件

給水加氧需滿足以下條件：①機組處于穩(wěn)定運行狀態(tài)；②給水氫電導(dǎo)（25 ℃）應(yīng)小于0.15 μS/ cm，其他水質(zhì)指標(biāo)正常；③凝結(jié)水系統(tǒng)應(yīng)配置全流量精處理設(shè)備；④除凝汽器冷凝器管外，汽水循環(huán)系統(tǒng)各設(shè)備均應(yīng)為鋼制元件；⑤鍋爐水冷壁管內(nèi)的結(jié)垢量達到200～300 g/m2時，在給水加氧前需對水冷壁進行化學(xué)清洗。

3 給水加氧處理條件確認

3.1 水汽品質(zhì)查定

在給水處理前，先采用AVT（O）方法對#3機組進行處理，將給水的pH值控制在9.2～9.6之間。在加氧處理前，對機組水汽系統(tǒng)中的水樣應(yīng)用痕量雜質(zhì)離子色譜分析法進行分析、處理，保證水汽品質(zhì)總體上趨于良好，并保證凝汽器不出現(xiàn)泄漏，凝結(jié)水精處理系統(tǒng)能夠提供合格的凝結(jié)水。將給水和主蒸汽氫電導(dǎo)率控制在0.10 μS/cm以下。一般情況下，痕量雜質(zhì)中的離子含量較低，水汽品質(zhì)可以滿足給水加氧處理的必要條件。

3.2 熱力系統(tǒng)條件

#3機組熱力系統(tǒng)中不包含銅部件，而閥門和泵的密封材料不能選用司太立合金，熱力系統(tǒng)材料則應(yīng)當(dāng)滿足給水加氧的需求。

3.3 精處理設(shè)備檢查

在前期運行或試驗階段，凝結(jié)水在通過高速混床時要保證百分百的精處理，同時在運行過程中要嚴(yán)格控制高速混床的出水導(dǎo)電率，保證出水導(dǎo)電率小于0.15 μS/cm，二氧化硅的質(zhì)量濃度要小于10 μg/L，鈉的質(zhì)量濃度要小于3 μg/L。

3.4 相關(guān)化學(xué)在線儀表的校驗

確保水汽系統(tǒng)在線儀表能夠連續(xù)、正常運行，以得到準(zhǔn)確的檢測結(jié)果。

3.5 給水加氧點的設(shè)定

機組設(shè)置有兩個加氧點——一個設(shè)置在凝結(jié)水精處理設(shè)備的出口母管處，另一個設(shè)置在除氧器的下降管處。當(dāng)前，#3機組的加氧點設(shè)置在凝結(jié)水精處理設(shè)備出口母管處，用高壓氧氣瓶供氧，在經(jīng)過凝水加氧處理后，精處理出口處匯流減壓閥減壓到3.5～4.0 MPa，并通過凝水加氧調(diào)節(jié)閥控制。加氧方式選擇手動加氧。兩臺機組凝水加氧減壓前采用母管制，減壓后分成兩根管道分別加入兩臺機組凝水加氧點。

3.6 #3機組鍋爐水冷壁管節(jié)流孔圈酸洗

為保證給水加氧處理的效果，避免鍋爐在加氧開始前或加氧期間因結(jié)垢而發(fā)生爆管事故，在機組加氧處理之前，用復(fù)合酸浸泡、清洗鍋爐水冷壁管節(jié)流孔圈，為機組的給水加氧處理奠定良好的基礎(chǔ)。

4 給水加氧系統(tǒng)的運行與監(jiān)督

省煤器入口溶解氧含量控制指標(biāo)范圍為10～30 μg/L，極端情況下不允許超過50 μg/L。原則上，負荷較高時（680 MW左右），將省煤器入口溶解氧含量控制在10～15 μg/L；負荷較低時（340～400 MW），將省煤器入口溶解氧含量控制在20～25 μg/L，中間負荷在允許范圍內(nèi)按此規(guī)律作相應(yīng)調(diào)整。

加氧期間要嚴(yán)格控制給水氫電導(dǎo)率，保持加氧處理所要求的高純水質(zhì)。

當(dāng)機組正常啟動時，可以通過在給水過程中加入氨改變pH值，使pH值達到9.3～9.6.如果機組運行穩(wěn)定，給水氫電導(dǎo)率下降到0.10 μS/cm，并且呈現(xiàn)出繼續(xù)降低趨勢，則需要加氧處理。待除氧器出口氧濃度正常后再恢復(fù)正常加氧量。

5 給水加氧后的初步成效

自2014-10中旬開始采用給水加氧處理方式以來，對#3機組而言，給水中的鐵離子含量顯著下降，水汽品質(zhì)大幅提提升。與之前的單獨加氨處理方式相比，給水加氧處理方式氨用量減少了20%～30%，而且精處理運行的周期也會延長35%～50%；降低了水質(zhì)控制藥品消耗量，減少了再生廢液的排放；有效降低了廢水處理成本，減少了環(huán)境污染；給水中氧含量較為穩(wěn)定，維持在10～30 μg/L。對鍋爐設(shè)備而言，水冷壁超溫爆管現(xiàn)象得以有效控制，爆漏頻率顯著下降。

6 存在的問題

給水加氧處理方式存在的問題為：①汽水取樣在線分析儀表可靠性有待提高；②人工加氧的精度不好掌控，需要逐步實現(xiàn)自動加氧。

7 結(jié)論

將給水加氧處理方式應(yīng)用于#3機組取得了初步成效，充分證明該處理方式在降低鍋爐結(jié)垢速率、減少加氨量、延長精處理運行周期、降低運行費用、提高機組的安全性和經(jīng)濟性等方面有著明顯的優(yōu)勢，值得在超超臨界機組上推廣應(yīng)用。

參考文獻

[1]西安熱工研究院有限公司，華能國際電力股份有限公司，神華國華電力研究院有限公司.DL/T 805.1—2011 火電廠汽水化學(xué)導(dǎo)則 第1部分：直流鍋爐給水加氧處理[S].北京：中國電力出版社，2011.

〔編輯：劉曉芳〕