高起升

[摘? ? 要]我國自20世紀80年代起，有些電廠開始引進鍋爐給水加氧處理技術，一般采用鍋爐加氧處理的機組均為超-超臨界機組，此類機組采用給水加氧處理可大大提高機組的安全性和經濟性。給水采用加氧處理的目的是通過改變給水處理方式，降低鍋爐給水的含鐵量和抑制爐前系統(tǒng)（特別是鍋爐省煤器入口管和高壓加熱器管的流動加速情況下）腐蝕，達到降低鍋爐水冷壁管氧化鐵的沉積速率和延長鍋爐化學清洗周期的目標。文章結合運行經驗，對直流鍋爐給水采用全自動保護加氧技術的工藝流程，給水全自動加氧的效果，給水全自動加氧的目的以及優(yōu)勢進行闡述。

[關鍵詞]660 MW機組;給水處理;全保護自動加氧

[中圖分類號]TM621 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）09–00–02

[Abstract]Since the 1980s and 1990s， individual power plants have begun to introduce boiler feedwater oxygenation treatment technology. Generally， the units that use boiler oxygenation treatment are ultra-supercritical units. The use of feedwater oxygenation treatment for such units can greatly improve the units performance. Safety and economy. The purpose of oxygen treatment for feed water is to reduce the iron content of the boiler feed water and inhibit the corrosion of the boiler front system （especially when the flow of the boiler economizer inlet pipe and the high pressure heater pipe is accelerated） by changing the feed water treatment method to reduce the corrosion. The deposition rate of iron oxide in boiler water wall tubes and the goal of prolonging the boiler chemical cleaning cycle. Combining operating experience， the process flow of once-through boiler feed water adopting automatic protection and oxygenation technology， the effect of automatic oxygenation of feed water， the purpose and advantages of automatic oxygenation of feed water are explained.

[Keywords]660 MW unit; feedwater treatment; full protection automatic oxygenation

660 MW及以上容量超臨界直流爐通常選用的水化學工況有全揮發(fā)處理（AVT-R或AVT-0）、加氧處理（OT）、精準加氧處理。AVT-R或AVT-0通過給水加氨的方式提高pH至9.0以上，再通過化學除氧、熱力除氧除去鍋爐給水中的溶解氧，達到預防和降低鍋爐腐蝕的目的，但運行情況表明其所帶來的給水系統(tǒng)流動加速腐蝕（FAC）現(xiàn)象嚴重。給水加氧處理技術（高氧或低氧處理技術）有效解決了上述問題，然而OT技術在國產化應用過程中，由于加氧量控制技術的不成熟，使得過熱器中蒸汽氧含量超標，進而帶來氧化皮的生成和脫落問題。近幾年，全保護自動加氧（FPOT）技術在多臺600 MW及以上容量超（超）臨界直流爐得到了應用。FPOT通過精準控制加氧量使得加入的氧氣僅存在于給水側，而蒸汽側無氧，在有效解決給水系統(tǒng)流動加速腐蝕問題的同時，又能夠避免殘余氧氣進入蒸汽側帶來的氧化皮產生及脫落問題。

華能陜西秦嶺發(fā)電有限公司#7、#8機組鍋爐為東方鍋爐集團公司引進日立技術生產制造的超臨界變壓直流本生型鍋爐，其型號為DG2141/25.4-Ⅱ6型，采用單爐膛，一次中間再熱，尾部雙煙道結構。本鍋爐為空冷干式固態(tài)排渣，全鋼構架，全懸吊結構、露天布置。汽輪機為東方汽輪機有限公司引進日立技術生產制造的超臨界、一次中間再熱、單軸、三缸四排汽、間接空冷凝汽式汽輪機，汽輪機型號為NJK622-24.2/566/566，設計額定出力為622 MW，最大連續(xù)出力為668 MW。發(fā)電機為東方電機集團公司生產的QFSN-660-2-22型三相同步汽輪發(fā)電機，額定有功功率660 MW，額定定子電壓22 kV，額定定子電流19245 A，功率因數(shù)0.9（滯后），發(fā)電機效率≥98.95%（滿載）。

機組受熱面、管道主要材質：給水管道15NiCuMoNb5-6-4，低壓加熱器SA688-TP304，除氧器Q345R，高壓加熱器SA5556GrC2，省煤器SA-210C/12Cr1MoVG，啟動分離器12Cr1MoVG，過熱蒸汽管道A335P92，凝汽器管束TP304，螺旋管水冷壁12Gr1MoVG，垂直水冷壁12Gr1MoVG/12Gr1MoV/SA-213T91，低溫過熱器12Gr1MoVG/15CrMoG，平時過熱器SA-213T91/SA-213T92/S30432，高溫過熱器SA-213T92/SA-213TP310HCbN/S30432，低溫再熱器12Gr1MoVG/SA-210C/SA-213TP91，高溫再熱器S30432/SA-213TP310HCbN。

1 加氧處理的必要性及發(fā)展歷程

（1）為了降低鍋爐給水的含鐵量和抑制爐前系統(tǒng)（特別是鍋爐省煤器入口管和高壓加熱器管的流動加速情況下）腐蝕，達到降低鍋爐水冷壁管氧化鐵的沉積速率和延長鍋爐化學清洗周期的目標，DL/T 805.4—2004《火電廠汽水化學導則第4部分：鍋爐給水處理》給出了鍋爐給水處理的三種方式：還原性全揮發(fā)處理[AVT（R）]、氧化性全揮發(fā)處理[AVT（O）]、加氧處理（OT）。

（2）采用AVT（R）處理方式的600MW及以上超臨界直流爐機組情況，存在以下共性問題。

①汽輪機葉片積鹽速率高，水冷壁、省煤器的沉積速率高;

②機組化學清洗的平均周期在2～3年;

③給水泵壓頭升高，能耗增加，機組運行的經濟性降低;

④AVT工況下，化學加氨量較大，凝結水精處理混床運行周期短（AVT工況下氫型混床周期制水量通常為8萬t左右、頻繁再生、酸堿耗高、自用水耗高、廢液排放量大等）。

（3）采用OT處理方式的600 MW及以上超臨界直流爐機組情況，存在以下共性問題。

①蒸汽過氧條件下氧化皮問題;

②給水加氧（OT）一旦操作不當或運行條件不滿足要求，不但不能減緩氧化皮的生成、脫落，反而會造成腐蝕加劇。

（4）最新技術采用FPOT處理方式的600 MW及以上超臨界直流爐機組的優(yōu)點：

①采用自動加氧系統(tǒng)，通過先進算法和軟件實現(xiàn)精準加氧，優(yōu)化精準加氧，實現(xiàn)蒸汽系統(tǒng)無氧狀態(tài)。

②通過精準控制加氧量使得加入的氧氣僅存在于給水側，而蒸汽側無氧，在有效解決給水系統(tǒng)流動加速腐蝕問題的同時，又能夠避免殘余氧氣進入蒸汽側帶來的氧化皮產生及脫落問題。如圖1所示。

加氧量的調整的改變，標志著行業(yè)對溶氧對氧化皮生長、剝落的影響觀念的改變，從高氧處理到低氧技術的改變。

2 FPOT工藝流程

FPOT通過向凝結水泵入口、除氧器下降管、高壓加熱器汽側加氧，保持給水和高壓加熱器疏水均含有低濃度溶解氧，兼顧爐前給水系統(tǒng)、高壓加熱器汽側的防腐，同時由于過熱蒸汽中氧的濃度接近于零，能夠有效減緩氧化皮集中脫落的風險。FPOT技術是解決超（超）臨界機組水汽系統(tǒng)腐蝕、結垢，提高機組運行經濟性的非常安全的處理方法。

2.1 凝結水加氧裝置

凝結水常壓自動加氧裝置加氧點位于凝結水泵入口凝結水母管上，加氧點位置為負壓工況，裝置利用自吸式原理，將常壓空氣自動、穩(wěn)定、連續(xù)地吸入凝結水側。

2.2 給水及高壓加熱器疏水自動加氧裝置

高壓給水系統(tǒng)加氧點位于除氧器下降管，高壓加熱器疏水系統(tǒng)加氧點位于1號高壓加熱器抽汽母管。給水及高壓加熱器疏水加氧為兩個獨立的加氧系統(tǒng)，就地分別設置安全柜，以滿足系統(tǒng)需求。給水及高壓加熱器疏水自動加氧裝置配備高壓自動供氣系統(tǒng)，由兩臺空壓機、兩個儲氣罐及相應的閥門、安全閥等組成，空壓機將壓縮空氣源源不斷地打入儲氣罐中，實現(xiàn)對給水側和高壓加熱器疏水側的連續(xù)穩(wěn)定供氣。

3 FPOT效果

FPOT效果參數(shù)見表1。

割管位置：2016年5月，水冷壁：左墻從東往西數(shù)第55根，標高56.00 m;省煤器：入口后墻從北往南第42排，從下往上數(shù)第1根。標高48.00 m。

2020年3月，水冷壁：前墻，標高42.00 m;省煤器：入口左側第三排第一根，標高48.00 m，見表2。

4 結束語

機組實施FPOT后可以保證安全運行，F(xiàn)POT能夠抑制給水系統(tǒng)、高壓加熱器疏水系統(tǒng)流動加速腐蝕，有效緩解過熱器、再熱器氧化皮集中脫落風險，系統(tǒng)運行安全、穩(wěn)定、可靠。

參考文獻

[1] 火電廠汽水化學導則第4部分鍋爐給水處理：DL/T 805.4—2016[S].

[2] 王喜林，李愛麗，任海波.超臨界機組給水弱氧化性處理技術應用探討[J].電力安全技術，2018，20（10）：28-32.

[3] 李俊菀，曹杰玉，劉瑋，等.改進型低氧處理精確加氧技術在超超臨界機組的應用[J].中國電力，2016，49（11）：149-152.