1 000 MW機組熱力設備停用保養方法研究

陳裕忠, 陳韶華, 尤 亮, 胡立川, 江 永

(華能海門電廠， 廣東汕頭 515132)

?

1 000 MW機組熱力設備停用保養方法研究

陳裕忠, 陳韶華, 尤 亮, 胡立川, 江 永

(華能海門電廠， 廣東汕頭 515132)

以某電廠1 036 MW超超臨界機組為研究對象，選擇氨水堿化烘干法(熱爐放水)和氨水法作為設備停(備)用保養方法，闡述了這兩種方法的適用范圍及實施過程，并對保養操作要點進行了技術分析。結果表明：這兩種保養方法簡單、適用，經濟可行，能大大縮短機組再啟動時間，保證機組安全穩定運行。

超超臨界機組； 保養； 氨水堿化烘干法； 氨水法

隨著電力市場發展，機組停(備)用的次數和時間無法控制，機組運行方式也發生了變化，鍋爐(熱力設備)采用更為方便、可靠的停(備)用防銹蝕措施，對縮短機組再啟動時間、提高機組可用系數、提高經濟和社會效益起著關鍵的作用[1]。目前國內電廠采用的防銹蝕方法分為干法和濕法兩大類。筆者根據南方某超超臨界百萬千瓦機組上多年的實踐經驗，介紹兩種可行的保養方法，從鍋爐點火至水汽品質合格，汽輪機達到沖轉條件平均只用了5 h，大大縮短了機組再啟動沖洗的時間，為機組提前并網提供水汽品質保證。

1 設備保養方法

該電廠地處南海之濱，空氣中鹽分很大，且機組給水已實施加氧處理，所以不宜采用成膜胺法保養；如果機組啟動時間長將影響機組的社會和經濟效益，因此對新的保養方法進行了研究。該機組停(備)用設備主要采用氨水堿化烘干法(熱爐放水)和氨水法進行保養，高、低壓加熱器汽側則采用定期充氮保護的方法對熱力設備進行保養。

1.1 氨水堿化烘干法(熱爐放水)

該方法適用于機組檢修或調停時間大于兩周以上的熱力設備保養[2]，是一種干式保養法，最長保養期可達3個月。具體操作步驟：

(1)機組停運前4 h，加大凝結水精處理出口加氨量，啟動給水加氨泵；至給水pH值為9.2～9.6(直接電導率SC為6 μS/cm)，停止凝結水、給水加氧。

(2)機組停運前2 h，調大給水加氨泵加氨量，省煤器入口給水pH值提高至9.6(SC為11 μS/cm)以上。

(3)鍋爐MFT前將爐水泵(BCP泵)負載提高到最大，并提高儲水罐水位到25 m以上后鍋爐手動MFT。

(4)保持BCP泵連續運行，關閉高壓旁路(簡稱高旁)及361閥后電動門、汽水系統所有疏水門、排氣門，關閉鍋爐汽水系統所有取樣門。

(5)當主汽壓力>1.8 MPa，BCP泵循環流量無法維持>382 t/h穩定運行時，必須立即啟動電動泵進行鍋爐上水。上水溫度>80 ℃，上水流量<100 t/h，控制給水溫度變化率<1.5 K/min。

(6)鍋爐停運后以30%額定風量吹掃10 min，關閉鍋爐各風門、擋板，封閉爐膛，防止熱量過快散失；停爐后20～24 h，不破壞爐底水封，開啟各二次風擋板和煙道各風門，鍋爐自然通風。

(7)主汽壓力降到1.8 MPa時，全開鍋爐汽水系統水側所有放水門進行熱爐放水。

(8)主汽壓力降至0.5 MPa開啟鍋爐所有排氣門(注意不得通過開啟361閥或者高旁放水泄壓)。

(9)當鍋爐主汽壓力降到0后，關閉鍋爐汽水系統所有放水門、排氣門。

(10)鍋爐爐水放干后，主汽壓力降至0，確認高旁關閉，凝汽器開始建立真空，監控主汽溫度下降速率不大于1.5 K/min；當真空小于25 kPa時，可慢慢開啟高旁10%，控制主汽溫度下降速率不大于1.5 K/min；如主汽溫度下降速率不超標，20 min后，可繼續開大高旁至20%；之后每20 min觀察主汽溫度下降速率應不大于1.5 K/min，可繼續階梯式增大高旁開度，每次操作開度不大于20%；直至100%。最后在高旁開度100%時繼續抽真空4 h，使過熱器、再熱器和汽輪機低壓缸蒸汽抽出。

(11)機組抽真空時，開啟汽輪機本體各疏水門，主蒸汽及再熱蒸汽管道疏水門，高、低壓再熱器疏水門及事故疏水調門，VV閥。

(12)注意檢查機組上下缸溫差、內外缸溫差、軸向位移、脹差、膨脹、汽輪機偏心、盤車電流等參數正常，當上下缸溫差≥35 K或者內外缸溫差≥40 K時，應立即關閉VV閥及本體疏水門進行悶缸，檢查上下缸溫差(逐漸減小)、汽輪機偏心變化(小于原始值的10%)、盤車電流(運行穩定無增大)。

(13)除氧器溫度在90～100 ℃時，將除氧水箱水盡快排盡，然后全開除氧器正常、事故排汽門，將除氧器里的濕蒸汽排干；再關閉所有排汽門；凝汽器熱水井排水干凈，進行清理，接壓縮空氣進行強制通風。

(14)循環水系統停運前1 h加入次氯酸鈉(3.5 m3/h)，在循環水泵停運后，繼續加藥10 min。

(15)如可能，將循環水管道里的水放干；汽輪機高、低壓加熱器汽側每五天進行充氮保養。

1.2 氨水法

該方法適應于機組調停時間小于2周或無法確定調停時間的熱力設備保養，是一種濕式保養法。具體操作步驟：

(1)機組停運前4 h，加大凝結水精處理出口加氨量，啟動給水加氨泵，至給水pH值為9.2～9.6(SC為6 μS/cm)，停止凝結水、給水加氧。

(2)機組停運前2 h，調大給水加氨泵加氨量，省煤器入口給水pH值提高至9.6(SC為11 μS/cm)以上。

(3)鍋爐停運后，直接封爐保養。

(4)鍋爐MFT前將BCP泵負載提高到最大，并提高儲水罐水位到25 m以上后鍋爐手動MFT。

(5)保持BCP泵連續運行，關閉高旁及361閥后電動門、汽水系統所有疏水門、排氣門；關閉鍋爐給水、主蒸汽、再熱蒸汽取樣一、二次門。

(6)儲水罐水位低于10 m仍無法維持BCP泵循環流量>382 t/h連續運行，需立即啟動電動給水泵進行小流量上水，上水流量控制在50～100 t，水溫>80 ℃，控制鍋爐給水操作臺后給水溫度變化速率<1.5 K/min。

(7)鍋爐停運后以30%額定風量吹掃10 min，關閉鍋爐各風門、擋板，封閉爐膛，防止熱量過快散失。

(8)停爐后20～24 h，不破壞爐底水封，開啟各二次風擋板和煙道各風門，鍋爐自然通風。

(9)停爐后26～36 h，如有檢修工作要求方可啟動一臺引風機進行小風量冷卻。

(10)控制二次風溫下降速度<0.3 K/min。當二次風溫和環境溫差<100 K，可破壞爐底水封，否則不進行強制通風。

(11)鍋爐主汽壓力降到0.1 MPa以下時，每2天定期進行爐水(汽水分離器)化驗，發現pH值低于9.5或測SC小于9 μS/cm，應立即安排重新上水加氨(啟動給水加氨泵)，上水流量控制在50～100 t。當爐水循環至pH達9.7或SC達15 μS/cm以上時，保持BCP泵繼續大流量(>500 t/h)運行，將儲水罐水位上到25 m以上，停止鍋爐上水及給水加氨。

(12)循環水系統停運前1 h加入次氯酸鈉(3.5 m3/h)。

(13)在循環水泵停運后，繼續加藥10 min。如可能，將循環水管道里的水放干。

(14)如調停時間大于2周，則汽輪機高、低壓加熱器汽側每5天進行充氮保養[3]。

1.3 機組冷備用時的保養方法

(1) 每70天進行鍋爐點火、汽輪機沖轉一次，然后再采取氨水堿化烘干法對熱力設備進行保養。

(2) 機組停運期間，送風機、一次風機、引風機、曝氣風機及其油泵系統無檢修工作時，每15天啟動一次，運行時間10～15 min。

(3) 風機油泵啟動時將一次風機和送風機的動葉和引風機的靜葉全關全開一次；每15天將風煙系統風門擋板活動一次。

2 指標技術分析

實施方法要點如下：

(1) 由于為無銅系統，因此鍋爐水pH值盡量提高以防止CO2腐蝕，pH值可以提高至9.6～10.0。

(2) 鍋爐熄火前提高儲水罐水位，目的是確保儲水罐水位足夠保持爐水循環泵運行至鍋爐放水時，這樣能確保各水冷壁受熱均勻[4]。

(3) 提高鍋爐熱爐放水壓力是充分利用鍋爐余熱，將爐管內部的水“蒸干”，主汽壓力在1.8 MPa時對應的飽和溫度為200 ℃左右，足夠將爐管內部水蒸氣加熱排出，主汽溫度越高，對應的爐管溫度越高，“蒸干”的效果越好。

(4) 停爐后不破壞水封，不啟動一臺引風機強制通風，只是利用鍋爐余熱加熱后的熱二次風，經過燃燒器二次風口進入爐膛冷卻鍋爐，加熱后的二次風溫度高，對爐內冷沖擊小，減緩對金屬冷卻速度，有利于保護受熱面。

(5) 破壞爐底水封在強制通風后，并且在水冷壁金屬壁溫和環境溫度相差在85 K內，是防止冷灰斗下的冷風對水冷壁管子的快速冷卻，拉壞水冷壁；并且防止冷風對高溫受熱面的冷卻，產生氧化皮脫落。

(6) 機組啟動耗水量的大幅減少，機組從點火至蒸汽品質合格、汽輪機沖轉，一般只需要5 h左右，大大縮短啟動時間及啟動水量的消耗。

(7) 根據割管樣品的檢查結果，水冷壁、省煤器等部位垢量，高溫過熱器、高溫再熱器氧化皮厚度目前均處于正常水平，無明顯剝落的跡象(見表1)。鑒于高溫氧化皮會隨運行時間的延長而逐漸增厚，建議采取有效措施如避免超溫運行等控制高溫氧化皮的過快生長，并加強對氧化皮情況的跟蹤檢查與監督，盡量利用機組每次檢修機會進行割管檢查或氧化皮脫落情況的檢查[5]。

表1 停機割管垢量、垢樣成分及氧化皮厚度的檢測結果

實踐證明，該機組運行至今，在采取一系列停機保養措施和運行預控措施后，受熱面的氧化皮厚度基本穩定，增加較小，也未發生過氧化皮脫落導致爆管事故。

3 結語

該機組調停時采用氨水堿化烘干法(熱爐放水)和氨水法的是保養方法得到以下效果：

(1) 直流鍋爐爐水加氧運行使受熱面腐蝕程度大大減少，防止氧化皮脫落。

(2) 熱爐放水能達到簡潔、節省投資、便于恢復、保養時間長并沒有環境污染的有效效果。

(3) 機組啟動耗水量的大幅減少，為機組提前并網提供有利條件。

(4) 機組停爐高效保養，確保了受熱面長期保持健康狀態，對保證鍋爐零爆管起了很大作用。

[1] 中國電力企業聯合會. 化學監督導則: DL/T 246—2006[S]. 北京: 中國電力出版社,2006.

[2] 中國電力企業聯合會. 火力發電廠鍋爐受熱面管監督檢驗技術導則: DL/T 939—2005[S]. 北京: 中國電力出版社,2005.

[3] 中國電力企業聯合會. 火力發電廠停(備)用熱力設備防銹蝕導則: DL/T 956—2005[S]. 北京: 中國電力出版社,2005.

[4] 葉紹義,沈琦. 玉環電廠超超臨界1 000 MW汽輪機組快冷系統的應用[J]. 熱力發電,2009,38(8): 89-92.

[5] 謝學軍,龔洵潔,許崇武,等. 熱力設備的腐蝕與防護[M]. 北京: 中國電力出版社,2012.

Maintenance of Heating Equipment for 1 000 MW Units During Shutdown and Standby Period

Chen Yuzhong, Chen Shaohua, You Liang, Hu Lichuan, Jiang Yong

(Huaneng Haimen Power Plant, Shantou 515132, Guangdong Province, China)

Taking a 1 036 MW ultra supercritical power unit as an object of study, the ammonia alkalinization drying method (hot furnace water) and ammonia water method were selected for the equipment maintenance during shutdown and standby period. Application scope and implementation process of the two methods were presented, while key points of the maintenance operation were analyzed. Results show that the two methods are simple, applicable, economical and feasible, which can greatly shorten the start-up time and guarantee the safe and stable operation of the unit.

ultra supercritical unit; maintenance; ammonia alkalinization drying; ammonia water method

2016-05-09

陳裕忠(1968—)，男，高級工程師，主要從事電廠化學生產管理及其優化工作。

E-mail: sthnhm@126.com

TK228

A

1671-086X(2017)02-0124-03