張楷煌

【摘 要】本文針對火力發(fā)電廠常見的凝結(jié)水出口母管含氧量超標(biāo)的問題，結(jié)合火力發(fā)電廠相關(guān)設(shè)備的特點以及機(jī)組正常運行中發(fā)生過的具體案例，分析造成此現(xiàn)象的原因，并提出相對的應(yīng)對措施，希望以后對解決此類型問題能提供一定的參考價值。

【關(guān)鍵詞】凝結(jié)水；凝汽器真空；溶解氧含量超標(biāo)；應(yīng)對；改進(jìn)

中圖分類號： TM621.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）12-0039-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.12.017

0 引言

我廠凝結(jié)水出口母管溶解氧含量控制值要求≤20μg/L，理想值要求≤10μg/L。凝結(jié)水溶解氧含量長期不合格或者大幅度超標(biāo)，將會使得凝結(jié)水管道以及相關(guān)設(shè)備的腐蝕加快，使得高、低加的管道中更加容易生成鐵垢。凝結(jié)水溶解氧超標(biāo)嚴(yán)重時，超出了除氧器的除氧能力，還可能使得鍋爐主給水溶解氧含量超標(biāo)，一方面鍋爐受熱面?zhèn)鳠嵝氏陆?，另一方面還會加速鍋爐管道設(shè)備腐蝕、結(jié)垢，造成傳熱惡化。長期超標(biāo)還容易造成鍋爐爆管等事故，嚴(yán)重威脅機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運行。因此就凝結(jié)水出口母管溶解氧含量超標(biāo)原因做出以下分析，并提出相關(guān)應(yīng)對措施。

1 凝結(jié)水出口母管溶解氧含量高原因分析

1.1 氧氣分壓越大，凝結(jié)水中溶解氧的飽和含量隨之增大

1.1.1 當(dāng)凝汽器漏真空時，空氣進(jìn)入凝汽器，凝汽器內(nèi)部氧氣的分壓隨之增大，從而造成凝結(jié)水溶解氧量增大。

案例一：

我廠#3機(jī)凝結(jié)水出口母管溶解氧含量在4月7日22：45左右從原來的8.54μg/L上升至25.66μg/L，而此前由于8A低加就地翻板水位計波動較大，關(guān)閉就地水位計上下手動門，由檢修人員解開水位計底部法蘭進(jìn)行排污。由于我廠8A低加汽側(cè)屬于負(fù)壓區(qū)域，水位計與8A低加汽側(cè)直接連接，所以懷疑8A低加水位計底部法蘭由檢修人員操作后存在泄漏現(xiàn)象。4月14日對8A低加就地翻板水位計進(jìn)行隔離后，凝結(jié)水出口母管溶解氧含量出現(xiàn)較明顯回落后回升，之后穩(wěn)定于15μg/L左右波動。隔離8A低加水位計后同負(fù)荷情況下，凝結(jié)水出口母管氧含量下降5μg/L，凝汽器真空上升0.3Kpa左右，所以可以確定8A低加就地翻板水位計底部法蘭為泄漏點。

案例二：

15年12月2日，我廠運行人員進(jìn)行了#4機(jī)真空嚴(yán)密性試驗，當(dāng)時機(jī)組負(fù)荷750MW。通過試驗得出結(jié)果：A凝汽器真空下降率0.326KPa/min，B凝汽器真空下降率0.274KPa/min。按真空評價要求：真空下降率>0.2KPa/min，#4機(jī)組真空嚴(yán)密性試驗不合格。

在對#4機(jī)組真空部分進(jìn)行排查后，發(fā)現(xiàn)#4機(jī)組在低負(fù)荷運行時，常出現(xiàn)兩臺小機(jī)低壓軸封壓力為0或負(fù)值，是否存在軸封汽量不夠軸封不嚴(yán)漏真空的現(xiàn)象，在通過提高軸封母管壓力和關(guān)小兩臺小機(jī)軸封回汽手動門的情況下提高兩臺小機(jī)軸封壓力，觀察機(jī)組真空沒有明顯變化。

進(jìn)一步從低負(fù)荷時對機(jī)組真空的影響進(jìn)行分析，我廠兩臺小機(jī)軸封回汽管道上均有一路疏水去往A凝汽器疏水?dāng)U容器。如果軸封回汽量隨著負(fù)荷降低而至凝汽器的疏水管疏水量或汽量變小而抽吸兩臺小機(jī)空氣側(cè)端的空氣進(jìn)入凝汽器，同時兩臺小機(jī)低壓軸封處因壓力不夠而漏入空氣，將加劇小機(jī)低壓軸封處吸入空氣，從而影響凝汽器的真空。

在將A、B小機(jī)軸封回汽管道疏水手動門關(guān)閉時，機(jī)組真空明顯升高最大0.4KPa。為了驗證其影響，將A、B小機(jī)軸封回汽疏水門進(jìn)行“關(guān)-開-關(guān)”操作后，發(fā)現(xiàn)每次將兩臺小機(jī)軸封回汽管疏水手動門關(guān)閉后，兩個凝汽器真空都有顯著的提高，再重新打開疏水手動門后，真空又恢復(fù)到原先的水平?？梢妰膳_小機(jī)軸封回汽管疏水手動門確實會影響機(jī)組真空，打開后從小機(jī)軸封處吸入空氣進(jìn)入凝汽器，造成凝結(jié)水溶解氧氧含量上升。

1.1.2 我廠二期工程2×1000MW機(jī)組抽真空系統(tǒng)設(shè)置三臺50%容量的偏心輪水環(huán)式真空泵，如果真空泵不能及時抽出凝汽器中的氧氣等不凝結(jié)氣體，也會使凝結(jié)水溶解氧含量增大。

我廠真空泵密封水采用海水進(jìn)行冷卻，由于海水中不可避免的會有水草跟微生物，經(jīng)常造成冷卻器海水側(cè)堵塞，從而使真空泵密封水得不到有效冷卻，溫度上升。然而真空泵在工作過程中，葉片間為真空狀態(tài)，一旦密封水溫度上升，達(dá)到了葉片間壓力下的飽和溫度，則大部分密封水會在葉片間汽化，占據(jù)一部分空間，從而造成真空泵出力降低，不能及時的抽出凝汽器中的不凝結(jié)氣體，使得凝結(jié)水溶解氧含量上升。

案例三：

圖1是我廠#3機(jī)組16年4月17日凝結(jié)水出口母管溶解氧含量變化圖，4月16日中班發(fā)現(xiàn)#3A真空泵密封冷卻水溫度高，停運#3A真空泵并許可工作票對其密封水冷卻器海水側(cè)進(jìn)行清理，結(jié)票后啟動#3A真空泵運行，通過圖六、圖三對比可以看出，同負(fù)荷下凝結(jié)水出口母管溶解氧含量下降6μg /L，凝汽器真空上升0.6Kpa，之后凝結(jié)水出口母管溶解氧含量一直維持在10μg /L以下，達(dá)到期望值。

1.2 凝結(jié)水過冷度的影響

在氧氣分壓不變的情況下，溶解氧的飽和含量隨凝結(jié)水過冷度的降低而降低，低溫下溶解氧的飽和含量隨溫度變化更加顯著。

由于低壓缸排汽自上而下流動過程中會有阻力產(chǎn)生，從而下部蒸汽壓力會低于上部蒸汽壓力，下部凝結(jié)水溫度低于上部溫度，從而產(chǎn)生過冷卻；蒸汽凝結(jié)成液滴后，在凝汽器鈦管間流動過程中繼續(xù)被冷卻，凝結(jié)水溫度下降，低于其飽和溫度，產(chǎn)生過冷卻。

凝汽器熱水井水位過高，淹沒鈦管，被淹沒的鈦管中的冷卻水會繼續(xù)對凝結(jié)水進(jìn)行冷卻，使得凝結(jié)水溫度下降，從而產(chǎn)生過冷卻，凝結(jié)水的溶解氧含量增加；循環(huán)水溫度過低或循環(huán)水量過大，凝結(jié)水同樣容易被過度冷卻，溶解氧含量相對增加。

1.3 凝補(bǔ)水溶解氧含量的影響

機(jī)組正常運行時，凝汽器補(bǔ)水來自凝補(bǔ)水箱中的化學(xué)除鹽水，若化學(xué)除鹽水未經(jīng)過除氧處理，或者凝補(bǔ)水箱中的凝補(bǔ)水長期與空氣接觸，造成凝補(bǔ)水溶解氧含量上升，當(dāng)溶解氧含量較高的凝補(bǔ)水補(bǔ)入凝汽器，若凝汽器補(bǔ)水霧化除氧裝置存在缺陷，無法正常除氧，一定程度上也會造成凝結(jié)水溶解氧含量的上升。

2 應(yīng)對及改進(jìn)措施

（1）發(fā)現(xiàn)真空系統(tǒng)泄露，凝結(jié)水凝結(jié)水溶解氧含量上升，對真空系統(tǒng)進(jìn)行查漏，多留意凝結(jié)水溶解氧含量上升期間真空系統(tǒng)有無相關(guān)操作，要對機(jī)組真空以及軸封部分全面分析，特別是像#7、8低加水位計相關(guān)法蘭處，以及小機(jī)軸封回汽管疏水手動門這種平時不容易考慮到的地方。

（2）由于小機(jī)軸封回汽管道手動隔離門安裝在7m層，其布置呈U型，若不經(jīng)常疏水極易導(dǎo)致軸封回汽不暢，尤其在機(jī)組啟動過程中，使小機(jī)軸端冒水汽，嚴(yán)重時造成小機(jī)油系統(tǒng)進(jìn)水對小機(jī)安全運行造成威脅。而回汽管道疏水又是直接去往凝汽器疏擴(kuò)，如果疏水門長期打開，凝汽器的真空極易使軸端漏入空氣，影響真空。建議對兩臺小機(jī)軸封回汽管進(jìn)行改造，從經(jīng)濟(jì)性角度考慮，將其疏水和主機(jī)軸封回汽母管疏水匯合回收，設(shè)置水封回收至凝汽器，或參考主機(jī)軸封回汽母管疏水設(shè)計理念，將兩臺小機(jī)軸封回汽管疏水改為U型管水封外排疏水，或改為可靠的自動疏水器自動疏水，或?qū)⒒仄躑型布置改造為直管道取消疏水管。而在對系統(tǒng)改造前先將疏水門關(guān)閉，并定期打開疏水門對兩臺小機(jī)軸封回汽管道進(jìn)行疏水。

（3）在與凝汽器相連的相關(guān)閥門法蘭處涂抹油脂，并包裹薄膜進(jìn)行密封，防止泄漏。

（4）加強(qiáng)對凝汽器抽真空系統(tǒng)的巡查和運行監(jiān)視（密封水溫度、密封水冷卻器出口壓力、汽水分離器水位等），保持真空泵處于良好工作狀態(tài)。

（5）機(jī)組正常運行控制凝結(jié)水過冷度不超過0.5℃，凝汽器端差不超過3℃，循環(huán)水溫升控制在9℃范圍內(nèi)。根據(jù)負(fù)荷及循環(huán)水溫度及時調(diào)整循環(huán)水泵運行方式，避免長時間在低負(fù)荷下保持多臺循環(huán)水泵運行，造成凝結(jié)水過冷度增大。

（6）運行中注意監(jiān)視凝汽器水位調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)正常，否則立即切至手動調(diào)整凝汽器水位不過高。

（7）確認(rèn)正常運行時凝汽器補(bǔ)水由運行補(bǔ)水供給，且霧化除氧裝置工作良好，啟動補(bǔ)水閥門無內(nèi)漏。

（8）凝結(jié)水溶解氧含量高重點排查對象：凝結(jié)水泵進(jìn)口濾網(wǎng)排空、放水門；凝結(jié)水泵密封水；熱井放水門；給水泵、軸封多級水封；7、8號低加水位計；凝汽器水位計；真空破壞門；抽真空泵液體溫度；疏水法蘭；軸封及低壓缸（包括小機(jī)）排汽。

3 結(jié)論

凝結(jié)水溶解氧含量超標(biāo)會對機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)運行造成威脅。實際機(jī)組運行中發(fā)生溶解氧含量超標(biāo)事件大部分都是機(jī)組真空部分漏入空氣造成，然而真空查漏考驗運行人員對機(jī)組系統(tǒng)的熟悉程度。本文通過幾個具體案例分析，論述了低壓加熱器水位器法蘭處泄露、軸封回汽疏水管路設(shè)置不合理，以及真空泵冷卻器堵塞等問題均可能導(dǎo)致凝結(jié)水溶解氧含量上升甚至超標(biāo)，為今后解決凝結(jié)水溶解氧含量超標(biāo)問題提供幾個應(yīng)對措施，提高機(jī)組運行的安全性及經(jīng)濟(jì)性。

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