停爐保護在新建1000 MW超超臨界機組中的應用

高默劼，孫 磊

（上海電力建設啟動調整試驗所，上海市，200031）

0 引言

某1000 MW超超臨界新建機組鍋爐為上海鍋爐廠制造的超超臨界參數變壓運行螺旋管圈直流爐，采用一次中間再熱、單爐膛單切圓燃燒、帶循環泵及擴容器啟動系統、平衡通風、露天布置、固態排渣、全鋼構架、全懸吊結構塔式布置。BMCR工況額定蒸汽流量為3091 t/h，額定蒸汽壓力為27.56 MPa（a）。

由于一些原因，本機組在汽輪機首次沖轉后需等幾個月后才能并網，并進行下一步的調試工作。在此期間，還要不定期地進行鍋爐水壓試驗、鍋爐點火和汽輪機試驗等，從而使機組長期處于非正常運行狀態，如果不在每次停爐后對鍋爐水汽系統進行相應保護，鍋爐水汽系統將會受到不同程度的腐蝕。因此，在每次停爐后對鍋爐水汽系統進行保護是很有必要的。

1 停爐保護主要設備

本機組停爐保護主要設備及相應的容積如表1所示。從表1可以得出，主要設備容積合計775 m3。機組化學加藥系統為2臺機組共用，包括凝結水加氨計量泵3臺，給水加氨計量泵3臺，給水加聯氨泵3臺，由某電力設備制造廠提供成套加藥系統裝置。

表1 停爐保護主要設備及容積一覽表Tab.1 Boiler shutdown main equipment and volume list

2 停爐保護方法

在本機組調試期間，針對每次停爐的不同條件和現場狀況，分別采用了以下3種保護方法。

2.1 氨、聯氨鈍化烘干保護法

氨、聯氨鈍化烘干保護法能夠對機組水汽系統進行較為全面的保護，由于鍋爐還未停爐，熱力系統的循環仍在進行，加入的氨和聯氨隨著水汽循環在整個水汽系統的金屬表面形成致密的保護膜，隔斷機組停運放水后大量氧氣進入時與金屬表面接觸的途徑，可以有效保護鍋爐水汽系統的金屬表面不被腐蝕。

氨、聯氨鈍化烘干保護流程如圖1所示。氨、聯氨鈍化烘干停爐保護步驟如下：

（1）在停爐保護前將2～3 t濃度40%的聯氨原液加入聯氨溶液箱，待用。

（2）停爐前2 h，保持1臺磨煤機穩定運行，控制煤量在60 t/h左右，爐水循環泵投用，給水補水量約為300 t/h，啟動分離器液位保持在20 m左右。

（3）調整給水加聯氨計量泵，一臺泵的出力行程調至100%，另外一臺泵的出力行程調至50%，將濃度40%的聯氨溶液加入給水系統中。調節聯氨計量泵的出力，使給水和啟動分離器中聯胺濃度保持在200～300 mg/L之間，聯氨濃度每半小時測定記錄1次。

（4）通過調整凝結水、給水加氨泵，保持給水pH值在10.0左右，pH值每半小時測定記錄1次。

（5）在調節pH值和聯氨濃度期間，將凝結水精處理系統退出，切至旁路運行方式，防止在調節過程中凝結水的pH值快速上升，導致樹脂氨化失效以及高濃度聯氨對樹脂產生影響。

（6）停爐后，待啟動分離器的出口壓力下降至0.5～0.8 MPa，熱爐放水，利用余熱將殘存在鍋爐水汽系統中的積水蒸干。

（7）停爐后，將給水調門、隔離門關閉，使保護液密閉在除氧器和高加中，把除氧器和高加納入保護范圍之內，保持除氧器液位和高加中水側的壓力。

（8）鍋爐停爐保護期間，由運行人員每天測量1次除氧器的pH值和聯氨濃度，并做好記錄。

2.2 氨鈍化烘干保護法

氨鈍化烘干保護法也是能夠對機組的鍋爐水汽系統在停爐期間進行較為全面、有效保護的一種方法。在鍋爐還未停爐、熱力系統的循環仍在進行的時候，提高給水的pH值，即提高給水中氨的濃度。加入的氨隨著水汽循環也會在整個水汽系統的金屬表面形成致密的保護膜，隔斷機組停運放水后大量氧氣進入時與金屬表面接觸的途徑，有效保護鍋爐水汽系統的金屬表面不被腐蝕。

氨鈍化烘干保護流程如圖2所示。

氨鈍化烘干停爐保護步驟如下：

（1）停爐前2 h，鍋爐保持1臺磨煤機穩定運行，控制煤量在60 t/h左右，爐水循環泵投用，給水補水量約300 t/h，啟動分離器液位保持在20 m左右。

（2）通過調整凝結水、給水加氨泵，保持給水pH值在10.0左右，pH值每半小時測定記錄1次。

（3）在調節pH值期間，將凝結水精處理系統退出，切至旁路運行方式，防止在調節過程中凝結水的pH值快速上升，導致樹脂氨化失效。

（4）停爐后，待啟動分離器的出口壓力下降至0.5～0.8 MPa，熱爐放水，利用余熱將殘存在鍋爐水汽系統中的積水蒸干。

（5）停爐后，將給水調門、隔離門關閉，使保護液密閉在除氧器和高加中，把除氧器和高加納入保護范圍之內，保持除氧器液位和高加中水側的壓力。

（6）鍋爐停爐保護期間，由運行人員每天測量1次除氧器出口的pH值，并做好記錄。

2.3 氨、聯氨濕法保護法

本機組在停爐期間，進行了幾次鍋爐水壓試驗。水壓試驗后，在鍋爐不點火且要停運1個月左右的情況下，氨、聯氨濕法保養法是較為理想的選擇。

氨、聯氨濕法停爐保護流程如圖3所示。

氨、聯氨濕法停爐保護步驟如下：

（1）在停爐保護前將約3 t濃度40%的聯氨原液加入聯氨溶液箱，待用。

（2）啟動凝結水泵、前置泵，投用凝結水精處理系統，對鍋爐進行冷態水沖洗，產生的廢水由啟動分離器疏水箱排出至疏水擴容器，然后排至機組排水槽。

（3）在凝結水水質較為穩定、給水水質達到點火標準后，加大給水加氨計量泵的出力，調整給水加聯氨計量泵，一臺泵的出力行程調至100%，另外一臺泵的出力行程調至50%，將濃度40%的聯氨溶液加入系統中，提高給水的pH值和聯氨濃度。

（4）當啟動分離器水樣的聯氨濃度達到330～370 mg/L、pH值在10左右時，啟動分離器，停止疏水排放，保持過熱器疏水閥關閉，同時由啟動分離器及過熱器減溫水管路向過熱器進保護液，通過主給水調門控制兩路保護液進入過熱器的總流量在150 t/h左右。

（5）當各級過熱器排空門均連續出水時，關閉過熱器排空門，停前置泵，系統進入保養狀態。

（6）停爐后，將給水調門、隔離門關閉，使保護液密閉在除氧器和高加中，把除氧器和高加納入保護范圍之內，保持除氧器液位和高加中水側的壓力。

（7）鍋爐停爐保護期間，由運行人員每天測量1次被保護系統中的pH值和聯氨濃度，并做好記錄。

2.4 3種鍋爐保護方法對比

3種鍋爐保護方法比較如表3所示。

表3 3種保護方法比較表Tab.3 3protection methods’comparison

3 停爐保護效果評估

2009年1月鍋爐吹管結束至9月機組整套啟動連續運行，其間共進行了9次鍋爐保養，在不同的現場條件下，分別采用了不同的保養方法，如表4所示。

表4 各次鍋爐保護所用方法一覽表Tab.4 Boiler shutdown protection method list

在隨后的啟動過程中，對保養效果進行了跟蹤分析，如圖3、4所示。圖4中，第3、5、8次啟動僅為鍋爐水壓試驗，因此無過熱蒸汽的相關數據。

由圖3、圖4可以看出，在鍋爐點火的條件下，氨、聯氨鈍化烘干保護法和氨鈍化烘干保護法效果都較為理想，每次鍋爐沖洗和機組啟動后蒸汽中的鐵含量波動較為平緩，含量都較低，且鍋爐經過多次水壓試驗和高負荷，未出現由于腐蝕引起的鍋爐管壁變薄和爆管事件，這充分說明了鍋爐水汽系統在停爐期間的保護效果較好，減少了鍋爐在啟動時沖洗的次數，節約了除鹽水的用量，縮短了機組啟動后的水汽品質達標的時間，減少了含聯氨鍋爐沖洗廢水的排放量，達到了節能減排的目的。另外，從機組啟動的情況來看，幾種保養方法對超超臨界機組中使用的新材料同樣有良好的保護效果，保養液對新材料的影響較小。由于氨、聯氨鈍化烘干保護法和氨鈍化烘干保護法保護的效果都較為理想，氨鈍化烘干保護法由于不使用聯氨藥品，因此可以降低每次鍋爐水汽系統保護的成本。本機組在采用氨鈍化烘干保護法后，每次鍋爐保護可節約成本4～5萬元。

在鍋爐不點火的條件下，氨、聯氨濕法保護法是較為理想的鍋爐停爐保護方法，采用濕法保護不僅可以延長保護的時間，其保護的效果與干法相當。

4 結論

針對新建1000 MW超超臨界機組，建議在鍋爐點火后停爐采用氨鈍化烘干保護法，在鍋爐未點火的情況下如需保養可采用氨、聯氨濕法保護法。這2種方法不僅保護效果好，可操作性強，監測方便直接，而且成本較低。

[1]DL/T 956－2005火力發電停（備）用熱力設備防銹蝕導則[S].北京：中國電力出版社，2005.

[2]肖作善，施燮鈞，王蒙聚.熱力發電廠水處理[M].3版.北京：中國電力出版社，1999.