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        凝結(jié)水溶氧量高的原因與對(duì)策分析

        2021-12-31 01:20:08國(guó)家能源費(fèi)縣發(fā)電有限公司
        電力設(shè)備管理 2021年13期
        關(guān)鍵詞:凝汽器

        國(guó)家能源費(fèi)縣發(fā)電有限公司 張 勇

        隨著機(jī)組容量和參數(shù)的不斷提高,火電廠對(duì)汽水品質(zhì)的要求也越來(lái)越高。凝結(jié)水溶氧量是電廠凝結(jié)水品質(zhì)的重要控制指標(biāo)。如凝結(jié)水溶氧量不正常長(zhǎng)周期超標(biāo)時(shí),凝結(jié)水流經(jīng)軸加、低加以及凝結(jié)水系統(tǒng)的管道和設(shè)備,氧腐蝕會(huì)在相應(yīng)設(shè)備產(chǎn)生,降低了凝水系統(tǒng)相應(yīng)設(shè)備的使用周期,易引起低加、軸加及凝水管道泄泄漏,凝水系統(tǒng)不穩(wěn)定性大大增加。氧腐蝕會(huì)造成換熱器的表面結(jié)垢,明顯降低換熱效率,造成回?zé)嵯到y(tǒng)熱經(jīng)濟(jì)性的下降。根據(jù)水汽質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn),超臨界機(jī)組凝結(jié)水溶氧量應(yīng)控制在20μg/L 以下。

        控制凝結(jié)水溶氧量在標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi),保障凝水品質(zhì),能有效避免凝水系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備腐蝕,對(duì)火力發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)性和安全性有很大益處。為實(shí)現(xiàn)機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間安全運(yùn)行,必須控制凝結(jié)水溶氧在合格范圍之內(nèi)。本文對(duì)費(fèi)縣電廠600MW 機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的凝水溶氧量超標(biāo)問(wèn)題進(jìn)行了分析,并對(duì)降低凝水溶氧量的相關(guān)方法和措施進(jìn)行了總結(jié)和實(shí)施,達(dá)到了改善凝水溶氧量的目的[1]。

        1 機(jī)組概況和凝結(jié)水溶氧量的相關(guān)情況

        費(fèi)縣電廠2×600MW 超臨界機(jī)組凝結(jié)水系統(tǒng)的形式為單元制中壓凝結(jié)水系統(tǒng),每臺(tái)機(jī)組設(shè)置一個(gè)500立方米貯水箱、兩臺(tái)100%容量凝結(jié)水泵、兩臺(tái)凝結(jié)水輸送泵、四臺(tái)低壓加熱器、一臺(tái)軸封加熱器。凝汽器為雙背壓、雙殼體、表面式凝汽器,凝汽器通過(guò)凝汽器補(bǔ)水調(diào)閥進(jìn)行補(bǔ)水調(diào)節(jié)。凝結(jié)水自凝結(jié)水泵吸入管流經(jīng)外殼體進(jìn)入吸入口,凝結(jié)水通過(guò)首級(jí)葉輪兩端的導(dǎo)流器從而被吸進(jìn)首級(jí)葉輪,首級(jí)葉輪排出的水由環(huán)形導(dǎo)葉通道引入后三級(jí)葉輪,經(jīng)過(guò)升壓后自出水管流出。正常運(yùn)行期間,通過(guò)凝汽器的真空抽吸作用,對(duì)凝汽器進(jìn)行補(bǔ)水,當(dāng)水位持續(xù)下降時(shí),啟動(dòng)凝結(jié)水輸送泵進(jìn)行凝汽器補(bǔ)水。

        該廠1號(hào)機(jī)組凝結(jié)水含氧量長(zhǎng)期偏高,尤其在低負(fù)荷時(shí)段溶氧量可達(dá)到35~40μg/L,因電廠帶居民供熱和工業(yè)供汽,對(duì)凝水溶氧偏高問(wèn)題,前期主要對(duì)居民供暖回水和供熱量大這方面開(kāi)展工作,但收效甚微。通過(guò)與同類(lèi)型機(jī)組進(jìn)行比較,其它電廠在運(yùn)行期間,凝結(jié)水溶氧量均能控制在合格標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。機(jī)組長(zhǎng)期在凝水溶氧超標(biāo)的工況下運(yùn)行,對(duì)機(jī)組的安全運(yùn)行造成威脅,為盡快解決凝水溶氧偏高問(wèn)題,特進(jìn)行分析總結(jié)。

        2 凝結(jié)水溶氧量高的主要原因及解決方法

        從原理上來(lái)說(shuō),凝結(jié)水在凝汽器內(nèi)被冷凝成飽和水并且無(wú)過(guò)冷情況,凝水溶氧量應(yīng)為零。根據(jù)原理,引起凝結(jié)水溶氧量超標(biāo)的原因主要有以下三個(gè)問(wèn)題:凝汽器嚴(yán)密性不合格,真空系統(tǒng)有空氣漏入;供熱回水和補(bǔ)入凝汽器的除鹽水溶氧量大;凝汽器真空除氧效果差和凝結(jié)水存在過(guò)冷度偏大的情況。根據(jù)以上原因進(jìn)行具體解析,進(jìn)行實(shí)施解決[2]。

        2.1 對(duì)凝結(jié)水溶氧表的正確性進(jìn)行校驗(yàn)

        凝水溶氧取樣連接口與取樣點(diǎn)之間的儀表管線(xiàn)有冷卻水或空氣泄露,會(huì)造成溶氧表計(jì)的準(zhǔn)確性下降。但在日常定期校驗(yàn)中,未發(fā)現(xiàn)溶氧表存在問(wèn)題。就地人工取樣測(cè)量凝水溶氧,與盤(pán)面顯示基本一致,排除了溶氧表不準(zhǔn)的問(wèn)題,凝水水樣能正確反應(yīng)凝水母管內(nèi)溶氧量情況。

        2.2 提升凝汽器真空嚴(yán)密性

        凝結(jié)水泵入口電動(dòng)門(mén)不嚴(yán)、凝結(jié)水泵盤(pán)根不嚴(yán)、凝汽器負(fù)壓系統(tǒng)漏空氣均會(huì)影響凝結(jié)水溶氧量。凝汽器真空嚴(yán)密性不良,大量空氣會(huì)漏入凝汽器。根據(jù)氣體分壓定律,凝汽器內(nèi)空氣分壓上升,蒸汽分壓下降,凝水內(nèi)空氣的含量就會(huì)增大。在做真空嚴(yán)密性試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)A 凝汽器真空嚴(yán)密性下降率130Pa/min,B 凝汽器真空嚴(yán)密性下降率445Pa/min。重點(diǎn)對(duì)軸封加熱器水封、凝汽器底部放水手動(dòng)門(mén)、凝泵入口電動(dòng)門(mén)及濾網(wǎng)、及低加負(fù)壓部分進(jìn)行了檢查,未發(fā)現(xiàn)有漏空氣現(xiàn)象。用氦質(zhì)譜檢漏儀進(jìn)行查漏,未發(fā)現(xiàn)較大漏點(diǎn)。機(jī)組停運(yùn)后對(duì)凝汽器進(jìn)行注水試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)兩處較大漏點(diǎn),機(jī)組啟動(dòng)后凝水溶氧有下降趨勢(shì),但仍偏高。

        2.3 凝水過(guò)冷度偏大

        費(fèi)縣電廠凝結(jié)水過(guò)冷度設(shè)計(jì)<0.5℃,凝結(jié)水過(guò)冷度偏大會(huì)對(duì)機(jī)組的安全可靠運(yùn)行造成潛在的威脅。同樣根據(jù)氣體分壓定律,凝結(jié)水溫度低于飽和溫度,凝汽器內(nèi)的蒸汽分壓力會(huì)下降,空氣分壓力會(huì)上升,凝水中的空氣含量會(huì)增大。凝水的過(guò)冷度越大,凝水的溶氧量就會(huì)越大。凝汽器水位過(guò)高,循環(huán)水量過(guò)大,均會(huì)造成過(guò)冷度的增大。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中,循環(huán)水量的調(diào)整為一臺(tái)高低速循環(huán)水泵配合另一臺(tái)變頻循環(huán)水泵來(lái)實(shí)現(xiàn),調(diào)整均正常。水位控制也在標(biāo)準(zhǔn)范圍之間。對(duì)凝汽器過(guò)冷度進(jìn)行計(jì)算,均在設(shè)計(jì)值之內(nèi)。

        2.4 降低凝汽器補(bǔ)水的溶氧量

        凝汽器的水源主要包括低壓缸排汽的凝結(jié)水、補(bǔ)入凝汽器的除鹽水、居民供暖回水。在運(yùn)行中,溶氧量高的水進(jìn)入凝汽器會(huì)造成凝水溶氧量的超標(biāo)。機(jī)組實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中省煤器溶氧量一直控制在標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi),凝汽器排汽溶氧量不存在問(wèn)題。因機(jī)組帶工業(yè)供汽,補(bǔ)水量大,對(duì)除鹽水箱的頂部密封進(jìn)行了改造,原設(shè)計(jì)除鹽水箱頂部為浮球設(shè)計(jì)。全部改造為柔性浮頂。居民供暖回水定期進(jìn)行取樣化驗(yàn),溶氧量未超標(biāo)。通過(guò)以上工作,凝水溶氧并未發(fā)生實(shí)質(zhì)性下降。

        2.5 凝結(jié)水泵機(jī)封造成的凝水溶氧量超標(biāo)

        該廠凝結(jié)水泵的型式為立式筒袋式多級(jí)離心泵,總共有四級(jí)葉輪。凝結(jié)水泵的結(jié)構(gòu)由外出水接管、殼體、四級(jí)葉輪、泵軸、聯(lián)軸器、密封部件、泵座等部件組成。凝結(jié)水泵軸端密封為機(jī)械密封形式,密封性能較為良好。密封水取自自身凝結(jié)水和閉式水,見(jiàn)圖1。

        圖1 凝結(jié)水泵機(jī)械密封水系統(tǒng)

        凝泵啟動(dòng)用閉式水,正常運(yùn)行采用自身凝結(jié)水。密封水壓力0.4~0.6MPa,流量在0.3~0.6m3/h。閉式水含氧量頗高,經(jīng)手測(cè)閉式水溶氧量超過(guò)2000μg/L,如閉式水經(jīng)過(guò)機(jī)械密封進(jìn)入凝水系統(tǒng),會(huì)造成凝水溶氧量增大。另外,機(jī)械密封本身的質(zhì)量也會(huì)影響凝水溶氧量。通過(guò)上述的分析,在以下兩方面開(kāi)展了工作。

        凝結(jié)水泵機(jī)封更換。在機(jī)組停運(yùn)期間,對(duì)兩臺(tái)凝結(jié)水泵機(jī)械密封進(jìn)行了檢查,更換全新密封。在運(yùn)行過(guò)程中,開(kāi)大了凝泵抽空氣手動(dòng)門(mén)。凝結(jié)水溶氧量基本無(wú)變化。排除了凝結(jié)水泵機(jī)械密封漏空氣的可能性。

        對(duì)凝結(jié)水泵機(jī)械密封水壓力進(jìn)行檢查。機(jī)械密封水壓力均維持在正常區(qū)間。但在試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn),兩路水源均投入的情況下,關(guān)閉閉式水至密封水手動(dòng)門(mén),機(jī)械密封水壓力快速下降至0.1MPa,密封水壓力偏低。說(shuō)明正常運(yùn)行期間,凝結(jié)水泵的機(jī)械密封水來(lái)自閉式水而不是凝水。對(duì)凝泵自身密封水減壓閥進(jìn)行調(diào)整,提高自身密封水壓力至0.45MPa,凝水溶氧量快速下降至20μg/L 以下,見(jiàn)表1。

        表1 凝結(jié)水溶氧量前后變化情況

        綜上,凝結(jié)水溶氧量超標(biāo)的原因有很多,在運(yùn)行中對(duì)各影響因素逐一進(jìn)行分析排查。找到了兩個(gè)影響凝水溶氧量的主要因素:一個(gè)是凝汽器真空嚴(yán)密性差,另一個(gè)為凝結(jié)水泵自身機(jī)械密封水壓力偏低。通過(guò)凝汽器注水試驗(yàn)和調(diào)整密封水壓力達(dá)到了降低凝水溶氧量的目標(biāo),極大的降低了凝結(jié)水溶氧量,對(duì)凝結(jié)水系統(tǒng)長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行起到了作用,減少了除氧器排汽損失。另外,此次經(jīng)驗(yàn)也能給其它電廠凝結(jié)水系統(tǒng)安全運(yùn)行提供一定借鑒作用。

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