1000MW超超臨界機組水化學(xué)工況及運行探討

趙春海，于德利，史　鑫，相　偉（神皖合肥廬江發(fā)電有限責(zé)任公司，安徽　廬江　231500）

1000MW超超臨界機組水化學(xué)工況及運行探討

趙春海，于德利，史鑫，相偉
（神皖合肥廬江發(fā)電有限責(zé)任公司，安徽廬江231500）

本文主要是對1000MW超超臨界機組水化學(xué)工況及運行情況進(jìn)行探討，結(jié)合實際中某電廠三期工程機組水品質(zhì)要求，對國內(nèi)比較具有代表性的4臺1000MW超超臨界機組的水處理系統(tǒng)進(jìn)行比較，從而得出一些對1000MW超超臨界機組給水加氧的參考意見。

1000MW；超超臨界機組；給水加氧；水處理系統(tǒng)

0　引言

超超臨界火電機組靠著顯著的節(jié)能和改善環(huán)境的效果而著稱，在可靠性、可用率和機組壽命方面的技術(shù)已經(jīng)達(dá)到和亞臨界機組相媲美的地步。這是一項全球化的技術(shù)，在國外主要分布在英國、加拿大、德國、美國等國家，而在國內(nèi)已經(jīng)有超過30臺的超超臨界1000MW機組投入使用，主要在沿海地帶的江浙廣東地區(qū)，這些地區(qū)貿(mào)易發(fā)達(dá)，容易接受新型的技術(shù)。根據(jù)我國已經(jīng)投入運行的機組經(jīng)驗，在壓力與溫度的不斷提高中，水質(zhì)控制將會成為超超臨界機組中的重中之重。因此本文主要針對1000MW 超超臨界機組的化學(xué)工況、水質(zhì)的控制進(jìn)行探討。

1　超超臨界機組的化學(xué)工況

眾所周知水具有也一定的溶解能力，但是在超臨界的狀態(tài)下，蒸汽就會具備同水一樣的溶解能力，但是不同的物質(zhì)在蒸汽中的溶解度也將隨蒸汽參數(shù)的不同而有差異，從μg級上升到mg級。蒸汽的溶解特性為壓力越高其溶解度就隨之越強，通常情況下鹽類在過熱蒸汽狀態(tài)下的溶解規(guī)律為，所處的環(huán)境壓力越強溶解的能力就越強，或者當(dāng)溶解質(zhì)的質(zhì)量體積減少時，溶劑就會相對的增多，溶液的溶解能力也會增強。相反的，當(dāng)所處的環(huán)境壓力降低時，溶液的飽和濃度將會降低，溶液中的溶解質(zhì)就會不斷析出，或者溶解質(zhì)的質(zhì)量體積增加時，溶劑并沒有發(fā)生變化，這時溶解液濃度不會發(fā)生變化，多出的鹽類雜質(zhì)也并不會溶解。鍋爐溫度壓力都在不斷地變化中，由于所處環(huán)境的起伏，先前溶解的鹽類雜質(zhì)也可能在后面又被重新析出，從而就會發(fā)生設(shè)備中的某些部位慢慢發(fā)生沉淀，也就會產(chǎn)生金屬腐蝕的問題。所以在在超超臨界條件下，高溫高壓并不面對的全是優(yōu)點，其缺點就是增加了發(fā)生沉淀的危險幾率。因此，控制好超超臨界條件下溫度和壓強的高低對化學(xué)工況至關(guān)重要。

2　超超臨界機組的化學(xué)水質(zhì)控制

2.1補給水處理

在1000MW 超超臨界機組下，所有的補給水會被一次性加熱全部成為水蒸氣，而且大多是一次中間再熱直流鍋爐，理論上補給水的質(zhì)量和蒸汽質(zhì)量都一致。盡管對補給水進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，但是考慮到水中存在少許的膠體、溶解質(zhì)等各種雜質(zhì)，導(dǎo)致最終補給水的質(zhì)量和蒸汽質(zhì)量會有稍許差異，所以除去補給水中包含的鹽類雜質(zhì)是控制鍋爐水環(huán)節(jié)中的一項重要工作。鍋爐補給水作為鍋爐水獲得渠道中的重要途徑之一，必須要盡可能地把原水中的那些無法溶解的懸浮顆粒，那些從設(shè)備爐上分解出來的溶解性無機雜質(zhì)、有機物和膠體硅等降低到1000MW 超超臨界機組所能承受的合理水平。有效的利用反滲透機理，可以用于高參數(shù)鍋爐補給水的處理。對于出去水中二氧化硅能夠達(dá)到相比平常水平更好的效果，有時可以達(dá)到百分之九十八的效率；對于離子交換設(shè)備的進(jìn)水水質(zhì)而言，有效的減少了樹脂的污染，減輕有機物對強堿陰樹脂的污染，從而使得樹脂的受用壽命大大提高；進(jìn)水水質(zhì)中高低不穩(wěn)定的波動，也可以通過反滲透水處理系統(tǒng)進(jìn)行根治，使得發(fā)電機的穩(wěn)定運行得到了保障。沒有一成不變的措施，處理各種不同的情況時，電廠也應(yīng)該根據(jù)所處的地理位置、水質(zhì)情況、運行模式、燃燒所用燃料等實際因素來考慮，做到因地制宜，各取所需，以不變應(yīng)萬變靈活的的策略。從而更好的達(dá)到鍋爐補給水水質(zhì)中無雜質(zhì)無污染的要求。

2.2凝結(jié)水處理

前置過濾器+高速混床的系統(tǒng)是目前國內(nèi)1000MW機組電廠的主流系統(tǒng)，不用前置過濾器，設(shè)置1臺備用在混床。此套系統(tǒng)采用氫型方式運行，超臨界機組精處理出水水質(zhì)純度指標(biāo)的期望值為二氧化硅≤5μg /L鈉≤1μg /L，氯離子≤1μg /L，氫電導(dǎo)率≤0.10μs/cm，基本上可以滿足百分之八十的分離再生方式。但是假如混床以銨型方式運行時，要達(dá)到氯離子≤1μg/L，鈉≤1μg/L，就必須滿足混床中氯型陰樹脂和鈉型陽樹脂的比例降至比較低的數(shù)值，與此同時陰陽樹脂的再生水平將會是氫型方式的2倍［2］。從國內(nèi)外凝結(jié)水處理經(jīng)驗都可以發(fā)現(xiàn)高塔法明顯優(yōu)于錐斗法。

3　化學(xué)加藥

3.1加藥系統(tǒng)概況

1000MW超超臨界機組在配制上為每臺機組設(shè)置2臺機組，1套加氨裝置，設(shè)置1套閉式循環(huán)冷卻系統(tǒng)加聯(lián)氨裝置，除此之外每臺機組再設(shè)置1套加氧系統(tǒng)。

3.2OT運行方式

不同情況需要不同的處理方法，當(dāng)機組為無銅系統(tǒng)，選擇氧化性全會發(fā)的AVT （O）方式無疑是最好的選擇；但是當(dāng)給水氫電導(dǎo)率小0.15μs/cm，就需要選用加氧處理OT方式了。基于我國目前1000MW超超臨界機組的加氧技術(shù)并不是非常成熟，尚還處于摸索和研究的階段，與之相關(guān)的文獻(xiàn)和經(jīng)驗都不夠豐富，這里對超超臨界的加氧處理做以下的分析和探討。對日常使用的AVT和OT兩種加氧處理方式而言，在什么情況下可以進(jìn)行轉(zhuǎn)換需要一個定量的數(shù)據(jù)來進(jìn)行控制和向?qū)АＭǔＧ闆r下，是把給水的氫電導(dǎo)率是否達(dá)到0.15μs/cm作為一個臨界值來進(jìn)行參考，當(dāng)大于0.15μs/cm時，采用AVT加氧處理方式，當(dāng)小于0.15μs/cm時就要轉(zhuǎn)換為OT加氧處理方式來進(jìn)行運行了。其中蘊含的機理是在起步階段，需要更多的需氧量來保證高溶解含氧量，具體數(shù)據(jù)為30μg/L（或者30μg/L以上），不僅可以降低水中鐵的溶解，而且可以盡快形成鈍化膜。

3.3水汽取樣系統(tǒng)

水汽取樣系統(tǒng)同樣的也是每臺設(shè)備配置一套，但是需要做的的是要嚴(yán)格的控制水汽質(zhì)量，此時需要用到化學(xué)儀表來進(jìn)行嚴(yán)格的數(shù)值控制，并且相應(yīng)的設(shè)置控制值和報警值來應(yīng)對不同情況下發(fā)生的各種事故。除了選用常規(guī)的化學(xué)檢測儀表外，徐彭城電廠三期工程還增加了測定蒸汽中含氫量的氫表，將主蒸汽的含氫量控制在2～10μg/kg 的范圍。提高取樣的代表性和樣品測量的準(zhǔn)確性是1000MW超超臨界機組取樣系統(tǒng)中的一大重點。

4　結(jié)束語

目前超超臨界機組在我國處于一種探索階段，已經(jīng)在建設(shè)和運行的1000MW超超臨界機組剛剛超過三十臺左右，起步晚、經(jīng)驗不足、沒有成功的案列是我國所在這方面的缺陷，但是在以后的幾年中將會逐漸走向一個新的階段。充分的總結(jié)和研究國外的超超臨界機組技術(shù)，不斷提高我國超超臨界機組的運行水平，是使我國化學(xué)水處理走向世界頂尖技術(shù)的重要途徑。

［1］翁憶組，孫趙富.1000MW機組塔式鍋爐安裝標(biāo)高對受熱面的影響［J］.電力建設(shè)，2012（03）.

［2］王志軍.1000MW超超臨界機組管道吊裝公司［J］.電力建設(shè)，2010（10）.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.10.032