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        關(guān)于1000MW機(jī)組凝結(jié)水溶氧高的原因分析及處理措施

        2017-10-16 16:25:40胡健趙飛躍向艷慧
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2017年29期
        關(guān)鍵詞:漏點凝結(jié)水真空度

        胡健++趙飛躍++向艷慧

        摘 要:凝結(jié)水溶氧超標(biāo)是機(jī)組運(yùn)行中經(jīng)常遇到的問題,嚴(yán)重影響著機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性和安全性。文章結(jié)合機(jī)組實際情況,介紹了凝結(jié)水溶氧高的危害,對產(chǎn)生的原因進(jìn)行了探討分析,并提出針對性處理措施,為同類機(jī)組提供了借鑒方法。

        關(guān)鍵詞:1000MW;凝結(jié)水;溶氧高;原因;措施

        中圖分類號:TM621 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:2095-2945(2017)29-0091-02

        1 概述

        某電廠#8機(jī)為1000MW超臨界壓力燃煤發(fā)電機(jī)組,主機(jī)為上海汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的N-26.25/600/600(TF4F)型一次中間再熱、單軸、四缸四排汽、雙背壓、凝汽式汽輪機(jī)。凝汽器是由上海電站輔機(jī)廠制造的N4930型,雙殼體、雙背壓、單流程橫向布置凝汽器。抽真空系統(tǒng)的主要設(shè)備為雙極水循環(huán)式真空泵,型號為AT3006E,凝結(jié)水泵為型號TDM-VB5的立式多級筒袋形泵。該機(jī)組自春節(jié)調(diào)停啟動后,凝結(jié)水溶氧一直相對偏高,從溶氧表實時監(jiān)測發(fā)現(xiàn)該溶氧值一直在50μg/L左右,該值已經(jīng)嚴(yán)重超出了GB12145-1999《火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動力設(shè)備水汽質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中凝結(jié)水溶氧量小于30μg/L的規(guī)定。本文試通過國內(nèi)外的相關(guān)案例結(jié)合某電廠的設(shè)備運(yùn)營情況,探索分析和總結(jié),從而概括出凝結(jié)水溶氧高的原因以及相應(yīng)的處理措施。

        2 凝結(jié)水溶氧高的危害

        首先,凝結(jié)水溶氧長時間超標(biāo),氧和金屬可以形成原電池,使金屬產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng),將會加速凝結(jié)水管道設(shè)備腐蝕及熱力系統(tǒng)鐵垢的產(chǎn)生,縮短設(shè)備壽命,嚴(yán)重影響機(jī)組安全性和穩(wěn)定性。其次,汽輪機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)一般采用表面式換熱器,一方面使得產(chǎn)生的腐蝕產(chǎn)物粘附在換熱面上;另一方面,高濃度的凝結(jié)水溶氧將會在換熱面表面覆蓋一層膜。在這兩方面作用的協(xié)同影響下,設(shè)備換熱效率最終大大降低,機(jī)組經(jīng)濟(jì)性無法得到保障。最后,為了提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)效益,凝汽器須在高真空度的狀態(tài)下運(yùn)行,凝結(jié)水溶氧的漏入將影響機(jī)組的真空度,影響機(jī)組經(jīng)濟(jì)性,同時增加了抽氣系統(tǒng)真空泵的負(fù)荷,增加了廠區(qū)內(nèi)部用電量。

        3 凝結(jié)水溶氧高的原因分析及處理措施

        凝結(jié)水溶氧的增加一般只有兩種途徑,一是真空系統(tǒng)的不凝結(jié)氣體,二是凝結(jié)水系統(tǒng)負(fù)壓區(qū)有漏點。以下結(jié)合#8機(jī)實際運(yùn)行情況和之前開展的檢修情況,逐一對凝結(jié)水溶氧高的原因及處理措施進(jìn)行分析。

        3.1 凝汽器汽側(cè)存在漏點

        由道爾頓分壓定律可知,隨著凝汽器空氣量的增加,空氣分壓同步增加,最終導(dǎo)致凝結(jié)水溶氧增加,因此為了有效控制凝結(jié)水溶氧,數(shù)據(jù)監(jiān)測人員需密切關(guān)注凝汽器的真空度。我們對#8機(jī)進(jìn)行真空氣密性試驗,結(jié)果發(fā)現(xiàn)真空下降速度為A側(cè):0.26kPa/min;B側(cè):0.18kPa/min,機(jī)組真空度屬于優(yōu)良水平,空氣泄露量并不大。從以上試驗結(jié)果我們得出結(jié)論,該機(jī)組設(shè)備的真空度對凝結(jié)水溶氧造成的影響較小。雖然我們可以通過提高凝汽器真空度來進(jìn)一步降低凝結(jié)水溶氧量,但在機(jī)組真空度已經(jīng)較高的前提下,真空度提高的幅度有限,再者真空泵本身也存在極限真空值。因此此時通過提高機(jī)組真空度來降低凝結(jié)水溶氧的方法無論是從經(jīng)濟(jì)性的角度還是可操作性的角度來看意義并不大。為了使凝汽器具有更高的真空度,進(jìn)一步消除凝汽器汽側(cè)存在的一些漏點,可以在機(jī)組停機(jī)時對凝汽器高位灌水查漏,也可采用氦質(zhì)譜儀對凝汽器查漏等方法,使凝汽器有更理想的真空嚴(yán)密性。

        3.2 凝汽器水側(cè)存在漏點

        3.2.1 凝結(jié)水輸送管道有漏點對溶氧的影響

        從凝汽器熱井到凝結(jié)水泵之前的管道可能存在漏點,導(dǎo)致漏氣。凝汽器熱井至凝結(jié)水泵仍屬于負(fù)壓區(qū)域,在此處進(jìn)入的空氣直接進(jìn)入凝結(jié)水系統(tǒng),雖然在此段配置了抽氣管道,但在流速較快的情況下仍有部分空氣溶于水被帶入系統(tǒng)。在這種情況下,盡管系統(tǒng)真空嚴(yán)密性高,但凝結(jié)水溶氧依然會超標(biāo)。我們通過噴泡沫、抹黃油等查漏技術(shù)系統(tǒng)性地檢查了凝汽器熱井到凝結(jié)水泵的管道、閥門、法蘭等,結(jié)果證明該區(qū)域并不存在明顯漏點。因此我們基本可以排除凝結(jié)水補(bǔ)水管路存在漏點造成凝結(jié)水溶氧高的情況。

        3.2.2 凝結(jié)水泵密封不嚴(yán)對凝結(jié)水溶氧的影響

        三期機(jī)組凝結(jié)水泵正常運(yùn)行狀態(tài)為一運(yùn)行一備用,凝結(jié)水泵泵體內(nèi)部為負(fù)壓,其傳動端是通過填料及密封水密封。凝結(jié)水泵運(yùn)行時采用密封水自密封方式,兩臺凝結(jié)水泵均停運(yùn)時采用凝輸水注水密封,并配有平衡管與凝汽器汽側(cè)相通。平衡管的作用為抽出泵內(nèi)氣體,維持泵內(nèi)一定的負(fù)壓狀態(tài)。我們檢查發(fā)現(xiàn)運(yùn)行的凝泵A填料處無密封水溢出,這與凝結(jié)水泵正常運(yùn)行時其密封水需要有600cc-200cc/min溢流量的要求不符,而此時檢查發(fā)現(xiàn)備用凝結(jié)水泵B密封水溢流量情況正常。因此我們進(jìn)行了調(diào)整試驗,將凝結(jié)水泵A切換至凝結(jié)水泵B運(yùn)行,并將凝結(jié)水泵A隔離,結(jié)果發(fā)現(xiàn)凝結(jié)水溶氧值下降至合格范圍。為了進(jìn)一步查明凝結(jié)水泵A密封水量未達(dá)到要求的原因,我們對密封水管路進(jìn)行仔細(xì)檢查,發(fā)現(xiàn)凝結(jié)水泵A密封水管路上的定流器故障,造成密封水被過度節(jié)流的異常。因此凝結(jié)水泵A密封水不足,空氣漏入凝結(jié)水系統(tǒng),是造成凝結(jié)水溶氧超標(biāo)的主要原因。針對以上原因,我們需要加強(qiáng)對各水泵密封水情況的檢查工作,確保密封水量充足,防止空氣漏入系統(tǒng)的情況再次發(fā)生。

        3.3 機(jī)組補(bǔ)水的影響

        鍋爐和汽輪機(jī)設(shè)備及其熱力系統(tǒng)在正常運(yùn)行中會造成一定量的水汽的消耗,為了維持熱力系統(tǒng)的平衡,需對機(jī)組進(jìn)行定期補(bǔ)水工作,據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示,#8機(jī)組平均每天的補(bǔ)水量在300-400t/d。補(bǔ)水來自凝結(jié)水儲水箱,為未經(jīng)除氧的除鹽水,且水箱上部采用浮球密封,未與空氣完全隔離,這些除鹽水?dāng)y帶大量的氧氣,因此補(bǔ)充的除鹽水量越大,帶入凝結(jié)水系統(tǒng)的溶氧就越多。通過對#8機(jī)試驗表明,在凝汽器進(jìn)行補(bǔ)水時,凝汽器溶氧就會有一個上升的過程,且補(bǔ)水量越大,凝結(jié)水溶氧上升越多。因此我們可以對凝結(jié)水補(bǔ)水裝置進(jìn)行優(yōu)化,由于凝結(jié)水儲水箱布置在零米層,由機(jī)組凝輸水泵補(bǔ)水進(jìn)入凝汽器喉部,因此可在各支管上增加霧化裝置,從而加大凝結(jié)水補(bǔ)水和蒸汽的接觸面積,加速熱傳導(dǎo)使溶氧析出,增加凝汽器熱力真空除氧效果,降低機(jī)組在補(bǔ)水時對凝結(jié)水溶氧產(chǎn)生的影響。

        3.4 凝結(jié)水過冷度的影響

        凝結(jié)水的溫度應(yīng)該是凝汽器壓力下的飽和溫度,當(dāng)凝結(jié)水的溫度低于凝汽器壓力下的飽和溫度時,即產(chǎn)生凝結(jié)水過冷現(xiàn)象。根據(jù)熱力除氧原理的傳熱條件,凝結(jié)水的溫度越接近于排汽壓力對應(yīng)的飽和溫度,凝結(jié)水溶氧值越小。研究資料指出,1℃的過冷度將會造成凝結(jié)水溶氧量增加100μg/L,因此這個因素是不可忽視的。而造成過冷度增大的原因主要有:(1)凝汽器內(nèi)部結(jié)構(gòu)在設(shè)計上有缺陷,在管束間蒸汽沒有足夠的通往凝汽器下部的通道,使凝結(jié)水直接下落至下部的冷卻管子上面,蒸汽再一次被冷卻,造成過冷度增大。(2)凝汽器熱井水位高,淹沒了下部的冷卻水管,使凝結(jié)水過度被冷卻。(3)凝汽器汽側(cè)積有空氣,造成凝汽器內(nèi)蒸汽分壓力下降而引起過冷卻。(4)凝汽器銅管破裂,冷卻水漏入凝結(jié)水內(nèi)造成過冷。(5)冷卻水溫度多低水量過多造成凝結(jié)水過冷。目前#8機(jī)在通過前段時間的運(yùn)行調(diào)整后,機(jī)組負(fù)荷、循環(huán)水溫度對凝結(jié)水過冷度的影響逐漸減少,凝結(jié)水過冷度已經(jīng)在比較低的范圍,這對凝結(jié)水溶氧的控制是非常有利的。

        4 結(jié)束語

        凝結(jié)水溶氧量是電廠化學(xué)監(jiān)督的主要指標(biāo)之一,治理凝結(jié)水溶氧超標(biāo)問題,也是我們工作的重點和難點。其常見原因有凝汽器汽側(cè)泄漏、凝汽器水側(cè)存在漏點、機(jī)組補(bǔ)水帶入溶氧、凝結(jié)水過冷度過大等。分析和解決機(jī)組凝結(jié)水溶氧超標(biāo)問題,要逐個項目進(jìn)行排查,找到問題后制定合理措施,并做好對凝結(jié)水溶氧的監(jiān)視工作,把機(jī)組凝結(jié)水溶氧控制在合格范圍內(nèi),提高水汽品質(zhì)合格率,確保機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行,只有這樣才能為企業(yè)、為社會創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

        參考文獻(xiàn):

        [1]余鑄忠.沿海電廠凝結(jié)水溶氧超標(biāo)原因分析和措施探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2013(36):31.

        [2]羅武煬.1000M機(jī)組凝結(jié)水溶氧高分析及處理[J].科技前沿,2015(4):57-58.

        [3]鄭體寬.熱力發(fā)電廠[M].北京:中國電力出版社,2001.

        [4]劉海昌.沿海電廠凝結(jié)水溶氧超標(biāo)原因分析及處理措施研究[J].科技論壇,2017(3):41.endprint

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