吳貴德，王 鑫，劉 勇，王佰旭

(華能丹東電廠，遼寧 丹東 118300)

凝汽器真空系統(tǒng)不嚴(yán)對(duì)爐水氫電導(dǎo)率的影響

吳貴德，王 鑫，劉 勇，王佰旭

(華能丹東電廠，遼寧 丹東 118300)

針對(duì)華能丹東電廠2號(hào)爐水氫電導(dǎo)率超標(biāo)問題做離子色譜分析、離子摩爾電導(dǎo)率核算，找出了磷酸根、硫酸根等雜質(zhì)含量高是2號(hào)爐水氫導(dǎo)超標(biāo)的原因。對(duì)爐水加藥由磷酸鹽處理改為采用氫氧化鈉處理的方法，爐水氫導(dǎo)明顯降低，但仍然超標(biāo)。通過對(duì)污染源進(jìn)行排查，明確凝汽器到鍋爐補(bǔ)水箱間處于室外地埋管段的溢流管存在漏點(diǎn)，該溢流管與凝汽器補(bǔ)水管相通，并處于負(fù)壓狀態(tài)，補(bǔ)水時(shí)漏點(diǎn)附近污水經(jīng)凝汽器進(jìn)入給水，導(dǎo)致2號(hào)爐水氫導(dǎo)超標(biāo)，漏點(diǎn)消除后2號(hào)爐水氫導(dǎo)超標(biāo)得到根本性解決。

爐水；氫導(dǎo)；污染源；負(fù)壓；氫氧化鈉；摩爾電導(dǎo)率

1 設(shè)備存在問題

華能丹東電廠一期工程為Sargent&Lμndy 設(shè)計(jì)、整套引進(jìn)的2×350 MW機(jī)組，配套的化學(xué)監(jiān)督、處理設(shè)備分別由美國的Johnson March、U.S.FILTER公司制造，于1998年底投入商業(yè)運(yùn)行。給水系統(tǒng)使用氨調(diào)節(jié)pH，爐內(nèi)采用低磷酸鹽處理[1]。

新頒化學(xué)監(jiān)督導(dǎo)則要求監(jiān)測(cè)爐水氫導(dǎo)，氫導(dǎo)表2014年5月30日投入后數(shù)值一直偏高，對(duì)2014年7月21日到12月2日間2號(hào)爐水氫導(dǎo)、電導(dǎo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，氫導(dǎo)平均值為17.34 μs/cm(標(biāo)準(zhǔn)為1.5 μs/cm)，最高值達(dá)到26.30 μs/cm；電導(dǎo)平均值為15.50 μs/cm(標(biāo)準(zhǔn)為10 μs/cm)，最高值達(dá)到22.29 μs/cm，這標(biāo)志著爐水含鹽量達(dá)到比較高的程度，將導(dǎo)致熱力設(shè)備水汽系統(tǒng)腐蝕、結(jié)垢、積鹽，嚴(yán)重時(shí)將影響鍋爐、汽機(jī)出力，甚至發(fā)生鍋爐爆管，影響機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行。

2 爐水氫導(dǎo)超標(biāo)原因

投產(chǎn)初期，丹東電廠曾發(fā)生過給水、主汽等水汽氫導(dǎo)超標(biāo)，曾嘗試當(dāng)時(shí)的解決辦法[2]，但是沒有奏效。2014年10月23日，采用DX500離子色譜儀等儀器，對(duì)2號(hào)爐水進(jìn)行雜質(zhì)分析，根據(jù)水質(zhì)分析數(shù)據(jù)，通過相關(guān)離子的摩爾電導(dǎo)率[3]，計(jì)算出爐水電導(dǎo)、氫導(dǎo)[4]，見表1。

核算出的爐水電導(dǎo)為13.016 μs/cm，較實(shí)測(cè)值12.33 μs/cm高0.686 μs/cm；原因?yàn)閷?duì)爐水分析的項(xiàng)目并沒有涵蓋所有雜質(zhì)，但是漏查的雜質(zhì)占比不大。

從表1爐水中各離子產(chǎn)生的電導(dǎo)占比可以看出，氨含量達(dá)到22%，不影響爐水氫導(dǎo)。氯離子、硫酸根、磷酸根占比都比較高，大部分超過10%，這是2號(hào)爐水氫導(dǎo)超標(biāo)的原因。

表1 2號(hào)爐水電導(dǎo)核算

對(duì)2014年7月21日到12月2日間2號(hào)爐水氫導(dǎo)、電導(dǎo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，做出2號(hào)爐水氫導(dǎo)、電導(dǎo)趨勢(shì)圖，見圖1。

圖1 磷酸鹽處理時(shí)2號(hào)爐水電導(dǎo)、氫導(dǎo)趨勢(shì)圖

3 采取氫氧化鈉處理

3.1氫氧化鈉處理的優(yōu)點(diǎn)

爐水采用氫氧化鈉處理，可以在爐水中保持適量的氫氧根離子濃度，氫氧化鈉與氧化鐵反應(yīng)生成鐵的羥基絡(luò)合物，使金屬表面形成致密的保護(hù)膜，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬基體的保護(hù)作用[5]。同時(shí)可以在保證爐水pH合格的前提下，降低爐水含鹽量，解決爐水氫導(dǎo)超標(biāo)的同時(shí)，還可以減輕包括過熱器、汽輪機(jī)在內(nèi)的蒸氣通流系統(tǒng)的腐蝕、積鹽[6]。亞臨界汽包鍋爐采用磷酸鹽處理爐水，在鍋爐高負(fù)荷時(shí)，有易溶磷酸鹽從鍋爐中析出、沉積在水冷壁管壁上，即“磷酸鹽隱藏”現(xiàn)象將導(dǎo)致水冷壁傳熱不良、爐內(nèi)產(chǎn)生游離氫氧化鈉、嚴(yán)重時(shí)可造成爆管事故[7]，因此，采用氫氧化鈉處理，可以同時(shí)減輕“磷酸鹽隱藏”現(xiàn)象。

3.2處理效果

由于現(xiàn)階段爐水采用磷酸鹽處理，爐水中含有大量的磷酸根、鈉離子，屬于正常，同時(shí)磷酸鹽中含有一定量的硫酸根、氯離子，采用氫氧化鈉處理，爐水將沒有磷酸根，其它雜質(zhì)也會(huì)大幅降低；因此決定從2014年12月3日開始，2號(hào)爐水改用氫氧化鈉處理。

對(duì)改用氫氧化鈉處理的2014年12月27日到2015年3月25日間2號(hào)爐水氫導(dǎo)、電導(dǎo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，做出2號(hào)爐水氫導(dǎo)、電導(dǎo)趨勢(shì)圖(見圖2)，可以看出：從12月3日開始對(duì)2號(hào)爐水實(shí)施氫氧化鈉處理方案，氫導(dǎo)、電導(dǎo)均顯著下降。

圖2 氫氧化鈉處理后2號(hào)爐水電導(dǎo)、氫導(dǎo)趨勢(shì)圖

對(duì)爐水處理方式改進(jìn)前的2014年7月21日到12月2日之間和改進(jìn)后的2014年12月23日到2015年3月25日之間的爐水電導(dǎo)、氫導(dǎo)的有關(guān)數(shù)據(jù)分別統(tǒng)計(jì)，見表2；可以看出電導(dǎo)平均值為8.89 μs/cm，合格率都達(dá)到100%；氫導(dǎo)平均值下降到4.82 μs/cm，下降幅度達(dá)到72.19%。

表2 采取氫氧化鈉處理前后爐水電導(dǎo)、氫導(dǎo)對(duì)比表

對(duì)2014年10月23日和2015年3月24日爐水雜質(zhì)進(jìn)行分析，數(shù)據(jù)見表3，可以看出，氯離子、硫酸根、磷酸根離子濃度分別降低35.62%、68.49%、96.3%，都大幅下降。

表3 氫氧化鈉處理前后爐水雜質(zhì)含量變化

4 排查并處理污染源

4.1排查方案與實(shí)施

a. 2014年11月13日，檢測(cè)氨水、磷酸鹽雜質(zhì)含量未超標(biāo)。

b. 2014年11月27日，割斷低加疏水取樣管，割斷2號(hào)補(bǔ)水泵旁路管排空門。

c. 進(jìn)行4次排污試驗(yàn)，檢查加藥雜質(zhì)含量均未超標(biāo)。

d. 2014年12月17日，進(jìn)行電導(dǎo)表校驗(yàn)。

e. 2014年12月27日，檢查2號(hào)暖風(fēng)器疏水，查定暖風(fēng)器疏水、閉冷水正常。

f. 檢查凝汽器補(bǔ)水系統(tǒng)是否存在內(nèi)漏，導(dǎo)致污染。

4.2確定污染源

2015年3月25日停機(jī)后，開始進(jìn)行污染源排查，在5月17日進(jìn)行凝結(jié)水補(bǔ)水泵再循環(huán)管嚴(yán)密性試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)鍋爐補(bǔ)水箱液位每日降低40 cm，約泄漏30 t水，經(jīng)查為凝汽器到鍋爐補(bǔ)水箱的溢流管存在泄漏，而泄漏點(diǎn)處于室外的地埋管段，從而確定該泄漏點(diǎn)是2號(hào)爐水氫導(dǎo)超標(biāo)的一個(gè)原因。

4.3污染源處理

6月8日對(duì)地埋管泄漏點(diǎn)處理，7月24日再次啟機(jī)后，爐水氫導(dǎo)明顯下降；對(duì)2015年9月11日到2015年10月18日間1號(hào)爐水氫導(dǎo)平均值下降到0.88 μs/cm(標(biāo)準(zhǔn)為1.5 μs/cm)，下降幅度達(dá)到81.78%，最高值為1.15 μs/cm，合格率達(dá)到100%；電導(dǎo)平均值為7.10 μs/cm；爐水氫導(dǎo)、電導(dǎo)已經(jīng)達(dá)到部頒標(biāo)準(zhǔn)。說明該泄漏點(diǎn)就是2號(hào)爐水氫導(dǎo)超標(biāo)的一個(gè)重要原因。

4.4污染源導(dǎo)致爐水氫導(dǎo)超標(biāo)的原因分析

泄漏處的“凝汽器到鍋爐補(bǔ)水箱的溢流管”與鍋爐補(bǔ)水箱到凝汽器的補(bǔ)水管在鍋爐上水泵出口處匯集，機(jī)組運(yùn)行凝汽器補(bǔ)水時(shí)，地埋管泄漏點(diǎn)處的“污水”就會(huì)被吸入凝汽器，使“污水”隨凝汽器補(bǔ)水進(jìn)入鍋爐，造成爐水氫導(dǎo)超標(biāo)。

4.5污染源消除后爐水氫導(dǎo)合格

2015年6月8日對(duì)地埋管泄漏點(diǎn)處理，7月24日再次啟機(jī)后，爐水氫導(dǎo)明顯下降，且很快達(dá)到了根據(jù)“汽包鍋爐爐水氫氧化鈉處理導(dǎo)則”所確定爐水控制指標(biāo)(見圖3)。

對(duì)污染源消除前的2014年12月23日到2015年3月25日之間和污染源消除后的2015年9月11日到10月18日之間的爐水電導(dǎo)、氫導(dǎo)的有關(guān)數(shù)據(jù)分別統(tǒng)計(jì)，見表4?？梢钥闯鲭妼?dǎo)平均值為7.10 μs/cm(標(biāo)準(zhǔn)為10 μs/cm)，合格率都達(dá)到100%；氫導(dǎo)平均值下降到0.88 μs/cm，下降幅度達(dá)到81.78%。

圖3 污染源處理后 2號(hào)爐水電導(dǎo)、氫導(dǎo)趨勢(shì)圖

表4 污染源處理前后爐水電導(dǎo)、氫導(dǎo)對(duì)比表

4.6爐水雜質(zhì)大幅下降

對(duì)2015年3月24日和2015年10月18日爐水雜質(zhì)進(jìn)行分析，數(shù)據(jù)見表5，從表5可以看出，氯離子、硫酸根離子濃度分別降低90%、92%，都大幅下降。

表5 污染源消除前后爐水雜質(zhì)含量變化

5 問題及措施

5.12號(hào)爐水pH監(jiān)測(cè)情況

對(duì)2號(hào)爐水采用氫氧化鈉處理后2014年12月3日到2015年8月24日間的爐水pH監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，pH為9.00～9.7，平均值為9.37，按照低磷酸鹽處理標(biāo)準(zhǔn)(9.0～9.7)衡量，合格率為100%；按照氫氧化鈉處理標(biāo)準(zhǔn)(9.2～9.5)衡量，合格率為88.73%，還有一定差距。

5.2措施

對(duì)2號(hào)爐水采用氫氧化鈉處理較低磷酸鹽處理，控制標(biāo)準(zhǔn)由“9.0～9.7”縮小到“9.2～9.5”標(biāo)準(zhǔn)范圍由0.7縮小到0.3，范圍變窄，爐水pH對(duì)氫氧化鈉又比較敏感；而爐水加藥處理又是手動(dòng)控制，因此，爐水加藥方式應(yīng)實(shí)現(xiàn)依據(jù)爐水pH自動(dòng)控制，pH就能夠得到很好控制。

[1] 吳貴德，黃 飛，王顯昌. 亞臨界機(jī)組水處理設(shè)備的技術(shù)特點(diǎn)與化學(xué)監(jiān)督[J].東北電力技術(shù)，2003，24(6):11-13.

[2] 郭志強(qiáng)，吳貴德，范玉寶，等. 丹東電廠控制水汽氫電導(dǎo)率的運(yùn)行措施[J].中國電力，2005，38(2):27-29.

[3] 華萊士(Wallace，H.G.)，斯塔克(Stark，J.G.).化學(xué)數(shù)據(jù)手冊(cè) [M].北京：烴加工出版社，1986.

[4] 常仁杰，吳貴德，張 進(jìn)，等. 爐水氫導(dǎo)超標(biāo)的試驗(yàn)研究 [J].東北電力技術(shù)，2015，36(12):16-19.

[5] 火電廠汽水化學(xué)導(dǎo)則 第3部分：汽包鍋爐爐水氫氧化鈉處理：DL/T 805.3—2013 [S].

[6] 馬祝平. 爐水氫氧化鈉處理防積鹽防腐蝕技術(shù)應(yīng)用 [J].電力科學(xué)與工程，2013，29(10):74-78.

[7] 楊 勝，肖大河. 爐水磷酸鹽“隱藏”現(xiàn)象治理的研究[J].四川電力技術(shù)，2007，30(2):22-24.

Infulence of the Inferior Sealing in Condenser Vacuum System on Boiler Water Cation Conductivity

WU Guide，WANG Xin，LIU Yong，WANG Baixu

(Huaneng Dandong Power Plant，Dandong，Liaoning 118300，China)

According to the phenomenon of No.2 boiler water cation conductivity over-standard,it does ion chromatographic analysis and ion molar conductivity calculation.It finds the reasons that phosphoric acid root and sulfuric acid root impurity content is high.Through the boiler water phosphate treatment method to use sodium hydroxide,hydrogen boiler water conductivity decreased but still excessive.Through the multi-sources of pollution investigation,it is clearly that the condenser to the boiler makeup tank and the overflow pipe in the outdoor section of underground pipe leak exists.The overflow pipe and condenser water inlet pipe are interlinked in the vacuum state.When water leak near the dirty water goes through the condenser into the water,it leads to water-hydrogen furnace No.2 lead exceeded.After the elimination of the leak hydrogen No.2 boiler water conductivity exceeding completely solved.

boiler water; cation conductivity; pollution sources; negative pressure; sodium hydroxide; molar conductivity

TM621.8

A

1004-7913(2017)09-0047-04

吳貴德(1963)，學(xué)士，高級(jí)工程師，從事火力發(fā)電廠化學(xué)專業(yè)技術(shù)管理工作。

2017-06-28)

參考文獻(xiàn)著錄的原則

1.著錄最必要、最新的文獻(xiàn)。

2.著錄作者親自查閱過的文獻(xiàn)。

3.首選的是正式出版的文獻(xiàn)資源，未公開發(fā)表的零次文獻(xiàn)也可引用。

4.采用標(biāo)準(zhǔn)化的著錄格式。

5.文獻(xiàn)數(shù)量恰當(dāng)：研究性論文的篇均參考文獻(xiàn)數(shù)量一般為20條左右(據(jù)2010年版《中國科技期刊引證報(bào)告(核心版)》，國內(nèi)1 946種科技期刊發(fā)表的論文的引文量為12.93條/篇，而國外的期刊超過30條/篇)，綜述類論文可多達(dá)四五十條甚至上百條。