基于發(fā)電機組高效運行的汽水品質(zhì)監(jiān)督要素分析

李芳

摘要：指出了電廠汽水品質(zhì)監(jiān)督的必要性，結(jié)合有效的監(jiān)督方法，實施了對生產(chǎn)過程的可靠連續(xù)監(jiān)督，對在線儀表異常進行了分析，提出了應(yīng)對解決方案。以保持在汽水品質(zhì)監(jiān)督過程中，采取有效措施，校正水汽質(zhì)量，為機組安全運行提供其保障，對同類型機組運行有借鑒意義。

關(guān)鍵詞：人工檢測;在線儀表;水汽循環(huán);電導(dǎo)率;排污;氨水;磷酸鹽;化驗

中圖分類號：TM621

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944（2018）10-0231-04

1概述

華能洛陽熱電有限公司（簡稱：華能洛陽熱電）一期采用2×135MW超高壓、一次中間再熱、雙缸雙排汽、單軸、雙抽抽凝式汽輪發(fā)電機組，型號為CC110/N135-13.24/0.98/0.34;配備2×440t/h超高壓、循環(huán)流化床鍋爐，型號為HG-440/13.7-L.YM22;補給水處理為預(yù)處理、一級除鹽、混床和軟化處理，滿足兩臺鍋爐及當?shù)毓┡療崴W(wǎng)的需要。

經(jīng)化學(xué)處理過的補給水補入凝結(jié)水系統(tǒng)，由凝結(jié)水泵送至低壓加熱器，加熱后送至除氧器除氧。除氧后的水，再由給水泵送至高壓加熱器，然后經(jīng)省煤器進入鍋爐，吸收燃料放出的熱，轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢▔毫蜏囟鹊恼羝?jīng)過熱器進一步加熱后變成過熱蒸汽，再通過主蒸汽管道進入汽輪機膨脹做功，使汽輪機帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)動，做功后的蒸汽排入汽輪機凝汽器，被冷卻成凝結(jié)水，完成一輪水汽循環(huán)。

水汽循環(huán)過程中，相關(guān)設(shè)備、管道及作為工作介質(zhì)的水和蒸汽都有可能攜帶少量雜質(zhì)，引起熱力設(shè)備發(fā)生結(jié)垢和腐蝕，所以對水汽介質(zhì)中的雜質(zhì)含量，必須限定在標準規(guī)定之內(nèi)，并且對其跟蹤監(jiān)督。保證機組安全經(jīng)濟運行，汽水品質(zhì)監(jiān)督顯得尤其重要，華能洛陽熱電采用數(shù)據(jù)在線監(jiān)測與人工化驗相結(jié)合的方法進行。

2存在問題

汽水品質(zhì)異常，導(dǎo)致鍋爐爆管，是火力發(fā)電機組異常打閘停機的主要原因之一，每次停機搶修，可使電廠遭受上百萬的經(jīng)濟損失，影響安全運行記錄;水冷壁腐蝕，省煤器點蝕（局部腐蝕），過熱器和再熱器的主要腐蝕，凝汽器電化學(xué)腐蝕和穿孔泄漏，其主要原因均是水汽品質(zhì)下降不達標。

水汽循環(huán)系統(tǒng)的化學(xué)監(jiān)督是保障火力發(fā)電廠安全、經(jīng)濟、穩(wěn)定運行的重要環(huán)節(jié)和手段。水汽值班工應(yīng)按有關(guān)規(guī)定和技術(shù)措施，正確地進行取樣化驗，根據(jù)化驗結(jié)果和在線儀表數(shù)據(jù)及時調(diào)整爐內(nèi)加藥、給水加藥、鍋爐排污及除氧器疏水箱等的監(jiān)督和排污工作，從而保證汽水品質(zhì)在合格范圍內(nèi)。

3汽水品質(zhì)監(jiān)督解決方案

3.1人工化驗

人工化驗主要在機組啟動、在線儀表數(shù)據(jù)異常和儀表檢修時使用。進行水、汽質(zhì)量汽監(jiān)督人工化驗時，取出具有代表性的水、汽樣品很重要的，是正確進行水質(zhì)、汽質(zhì)監(jiān)督的前提。

采集取樣冷卻器的水樣時，調(diào)節(jié)取樣閥，使水樣流量在500～700mL/min，保持流速穩(wěn)定，同時調(diào)節(jié)冷卻水溫度，使水樣溫度在25土5℃。

給水、爐水和蒸汽樣品，正常運行情況下應(yīng)保持常流水。采集其它水樣時，特別是長期不用的，要先把管道中的積水放盡并沖洗后方能取樣。

盛水樣的容器必須是硬質(zhì)玻璃或塑料制品，測定硅分析樣品時，必須用塑料容器，采樣前應(yīng)先將瓶徹底清洗干凈，采樣時再用水樣沖洗3次，才能收集樣品。玻璃中含有硅成分，用玻璃器皿測定硅，可造成試驗誤差。

在生水管路取樣時，應(yīng)在生水泵出口處或生水流動部位取樣。采集現(xiàn)場監(jiān)督控制水樣，一般應(yīng)使用固定的取樣瓶。

測定水中某些不穩(wěn)定成分如溶解氧，游離二氧化碳時，應(yīng)在現(xiàn)場取樣測定。

水汽樣品采集完后，按試驗方法進行正確化驗，化驗時，檢查核對所用藥品是否正確，是否在保質(zhì)期，所用玻璃器皿是否潔凈，試驗方法是否正確執(zhí)行;化驗完后，借助儀器對數(shù)據(jù)、結(jié)果進行科學(xué)分析。數(shù)據(jù)異常和超標，要重新取樣，重新化驗。直到數(shù)據(jù)真實可靠，才能向相關(guān)崗位和領(lǐng)導(dǎo)匯報。水汽監(jiān)督人工檢測的項目有硬度、pH、鈉離子濃度、硅酸根濃度、磷酸根濃度、鐵含量、電導(dǎo)率。

所用儀器和藥品如表l，汽水質(zhì)量標準見表2。

3.2儀器在線監(jiān)測

為了在運行中能夠正確、連續(xù)地監(jiān)控系統(tǒng)中水汽質(zhì)量，依靠在線分析儀表，以實現(xiàn)對水汽質(zhì)量的全過程監(jiān)督。采用汽水集中取樣恒溫裝置，實現(xiàn)對熱力系統(tǒng)的水汽品質(zhì)進行監(jiān)督分析。

在鍋爐啟動過程中，當鍋爐壓力升到1.18MPa時，進行汽水品質(zhì)全面分析，品質(zhì)合格后，方能投入化學(xué)在線儀表;不合格，嚴禁投用在線儀表，以免損壞儀表元件;當鍋爐壓力降到1.47MPa時，關(guān)閉汽水取樣門和取樣器冷卻水門，停止有關(guān)化學(xué)儀表運行，關(guān)閉汽水取樣裝置。在線儀表詳細情況見表3。

3.3化驗常見異常情況分析與處理

3.3.1電導(dǎo)率測量

電導(dǎo)率與水中離子含量成正比關(guān)系，是水質(zhì)檢測控制指標之一。常見異常現(xiàn)象：顯示數(shù)值偏大，與實測不符。原因及處理：離子交換柱氫離子樹脂失效、樣品水溫度、流量波動大和電極極化等。判斷氫離子樹脂失效后，應(yīng)對失效樹脂進行再生處理，處理后及時更換。樣品水溫度、流量不穩(wěn)定時，及時調(diào)整恒溫裝置取樣器調(diào)節(jié)閥門，調(diào)準樣品水溫度、流量。電極極化時，對污染電極進行清理，同時，電導(dǎo)池也要用酸液浸泡和無硅水清洗。

3.3.2pH值測量

水汽系統(tǒng)的pH值是水質(zhì)校正的重要參考依據(jù)之一，因此運行中的監(jiān)督顯得尤為重要。生產(chǎn)過程中，對各種設(shè)備運行工況的pH值都有具體規(guī)定。特別是，給水pH值不得低于9.0，否則將發(fā)生游離C02對金屬腐蝕;爐水pH值不得高于10.0，否則鍋爐汽包內(nèi)將發(fā)生鹽類暫時消失現(xiàn)象。

存在問題：測量失真。原因及處理：水樣溫度波動大、電極被測量液污染、長期不校驗、斜率偏移、參比電極故障、測量電極老化。pH儀表溫度補償功能一般在25±5℃內(nèi)有較好的效果，超過這個范圍，補償效果受限，測量結(jié)果就產(chǎn)生偏差。

運行中發(fā)現(xiàn)測量不準要及時檢查取樣架恒溫裝置工作狀態(tài)，要檢查取樣架恒溫裝置溫度設(shè)置是否合理。在機組停運或大小期間，pH電極應(yīng)放在pH值6.86（25℃）的緩沖溶液中浸泡養(yǎng)護，不可放置在水樣中，也不可裸露在空氣中，因為電極是精密元件，極易被污染，降低測量準確性和使用期限。

pH儀表通常采用兩點法進行定位，若在定位過程中發(fā)現(xiàn)兩點定位偏差太大，首先檢查測量電極是否污染，再檢查參比電極是否故障，然后檢查輸入阻抗是否下降，最后再進行調(diào)節(jié)斜率。電極的常規(guī)使用周期為一年，運行過程中，每年更換老化的pH電極。

3.3.3鈉測量

水汽中鈉離子濃度是監(jiān)督原水質(zhì)量和蒸汽品質(zhì)、判斷凝汽器泄漏、監(jiān)督陽離子交換裝置是否失效等的主要參考依據(jù)，能有效反映電廠機組的積鹽結(jié)垢腐蝕級別。

存在問題：表計顯示值偏大，數(shù)據(jù)值漂移。原因及處理：檢測溶液pH值小于10，氫離子干擾影響測定結(jié)果、被測樣品液溫度流量故障、參比電極氯化鉀溶液結(jié)晶和用空，測量電極超期服役。

運行監(jiān)督過程中，及時對在線鈉表水樣進行加入堿化劑（1：1二異丙胺溶液）處理，掩蔽氫離子，防止氫離子干擾，提高測量準確度。調(diào)整好恒溫裝置和冷卻水的運行工況，確保樣水流量和溫度，滿足鈉表使用，水樣流速基本恒定在100mL/min，溫度穩(wěn)定在20～40℃。運行期間，監(jiān)督鈉表鈉測量電極使用年限，發(fā)現(xiàn)老化或反應(yīng)遲鈍，及時用電極專用活化液對其進行復(fù)活處理，然后用純凈水徹底沖洗電極，養(yǎng)護鈉玻璃電極玻璃球，使其不干燥。

3.3.4溶解氧測量

凝結(jié)水和除氧器中的溶解氧指標超控制標準，可造成給水系統(tǒng)金屬腐蝕。運行監(jiān)督中溶解氧必須符合要求。

主要問題：表計顯示值偏大，偏離真實值。原因及處理：運行期間，若發(fā)現(xiàn)氧表測量數(shù)據(jù)偏大，要及時檢查運行工況，調(diào)節(jié)樣水控制閥門和儀用浮子流量計，使樣水流速、流量、溫度滿足氧表使用需求;及時清洗檢測探頭;用查漏儀查找水樣管路密封狀況和儀表接頭是否有泄漏。每年更換氧膜和添加電極內(nèi)電解液，每月兩次進行空氣校準驗證。不用時保持氧膜潔凈干燥，做好電極保養(yǎng)維護工作。

3.3.5硅酸根測量

主要問題：儀表顯示值波動大、運行可靠性差。原因及處理：集控運行調(diào)整運行方式導(dǎo)致儀表用水樣不穩(wěn)定，發(fā)生斷樣和不能滿足使用;水樣儀表配套用藥液配制有偏差;加藥泵運行工況不穩(wěn)定。調(diào)整水樣流速，維持硅表水樣不斷樣;監(jiān)督檢查儀表配套藥液使用情況，發(fā)現(xiàn)藥液不準，及時與相關(guān)部門溝通調(diào)換，藥液不足時，要及時補充;定期用標準液校驗硅表;檢查儀表運行工況，系統(tǒng)有氣泡時，及時采取可靠措施，緊固儀表管路各接頭;兩月一次對硅表加熱器反應(yīng)池例行養(yǎng)護;每年對硅表加藥泵管進行更換，確保在線硅表運行的準確性。

3.4機組啟動監(jiān)督

3.4.1鍋爐啟動時的監(jiān)督

鍋爐啟動過程中，按照啟動節(jié)點計劃，依據(jù)鍋爐技術(shù)參數(shù)，對其流動水汽介質(zhì)進行跟蹤監(jiān)督和水質(zhì)校正。

水質(zhì)校正包括：給水加氨處理、爐水協(xié)調(diào)磷酸鹽處理和鍋爐排污。給水加氨的目的是中和水中的C02，提高給水pH，防止發(fā)生游離C02的腐蝕;爐水協(xié)調(diào)磷酸鹽處理是向汽包內(nèi)添加Na3PO4和Na2HPO4，使爐水既有足夠高的pH值和維持一定的PO34-含量，控制爐水中的Na/P04摩爾比（R）在2.3～2.8，它既能防止鈣垢的形成，又能防止鍋爐爐管的腐蝕;鍋爐排污分為連續(xù)排污和定期排污。

連續(xù)排污是從汽包中爐水濃度最大的地點，連續(xù)不斷的排出一部分濃度最大的爐水，其目的是防止因爐水含鹽量過高而影響蒸汽品質(zhì)，同時也排除爐水中的懸浮物;定期排污是定期地從鍋爐水循環(huán)系統(tǒng)的最低點排放掉部分鍋爐水，其目的是排除掉鍋爐的底部的水渣沉積物和腐蝕產(chǎn)物，同時還有調(diào)節(jié)爐水水質(zhì)的作用。具體操作見表4，汽水品質(zhì)要求見表5。

3.4.2機組運行過程監(jiān)督

機組正常運行期間，按規(guī)定的化驗項目及時間，正確地進行水汽質(zhì)量監(jiān)測，控制水、汽品質(zhì)在合格范圍內(nèi)。根據(jù)爐水品質(zhì)，及時調(diào)整連續(xù)排污量，如遇到爐水渾濁或連排門有缺陷時，應(yīng)適當增加定期排污次數(shù);當鍋爐負荷、汽溫、汽壓不穩(wěn)定或超出力運行中，或蒸汽電導(dǎo)率表、二氧化硅表波動較大時，應(yīng)加強爐水、蒸汽品質(zhì)的人工化驗，為異常處理提供可靠參考依據(jù)。

在運行中，如果由于水源水質(zhì)突然變化或其它原因造成除鹽水不合格，致使給水和爐水質(zhì)量嚴重劣化。通過給水和爐水加藥、鍋爐排污和調(diào)整運行方式處理無效時，應(yīng)降低鍋爐出力降低發(fā)電負荷或停爐。加藥系統(tǒng)設(shè)備規(guī)范見表6。

如果凝結(jié)水硬度超過標準，應(yīng)根據(jù)泄漏情況分別采取必要措施。當凝結(jié)水硬度大于2.Oμmol/L時，應(yīng)加強爐水的協(xié)調(diào)磷酸鹽處理，加大鍋爐排污力度，并及時通知汽機進行查漏堵漏處理;當凝結(jié)水硬度大于5.0μmol/L且72h處理不下來時，應(yīng)要求汽輪機立即停運;當凝結(jié)水硬度大于20.0μmol/L且4h降不下來時，應(yīng)通知汽機立即停機，進行停機查漏堵漏處理。

在異常處理的每一級中，如果在規(guī)定時間內(nèi)不能恢復(fù)正常，則應(yīng)采用更高一級的處理方法。對于華能洛陽熱電的汽包鍋爐，恢復(fù)標準值的辦法是降壓運行。

3.4.3機組停運監(jiān)督

在停機前4h，加大氨水量和濃度，提高省煤器入口給水pH值至9.4～10.O;停爐后，迅速關(guān)閉鍋爐各風門，擋板，封閉爐膛，防止熱量過快散失;當汽包壓力降之0.6～1.6MPa時，迅速放盡爐水，烘干鍋爐。

停爐期間，每小時測定一次給水爐水和蒸汽的pH值;在保證金屬壁溫差不超過制造廠允許值的前提下，盡量提高放水壓力和溫度;當鍋爐停用時間長，可利用凝汽器抽真空系統(tǒng)，對鍋爐抽真空，以保證鍋爐干燥;鍋爐放水后，系統(tǒng)應(yīng)無積水。

4結(jié)語

綜上所述，汽水品質(zhì)的監(jiān)督，要嚴格按照機爐運行規(guī)程、化學(xué)運行規(guī)程做好汽水品質(zhì)實時調(diào)整，注重人工檢測、在線監(jiān)測的綜合運用，做好設(shè)備日常運行巡視檢查、表計異常分析的處理。

在生產(chǎn)運行生產(chǎn)中，要依靠人工檢測和在線儀表的有機結(jié)合，對全廠水汽系統(tǒng)水汽品質(zhì)進行了可靠、連續(xù)、無死角檢測監(jiān)督。在機組啟動、系統(tǒng)運行、異常解列和停運保護生產(chǎn)過程中，通過有效校正措施，做好加藥和排污，保證汽水品質(zhì)滿足生產(chǎn)需要，防止結(jié)垢和腐蝕的發(fā)生，確保化學(xué)制水、鍋爐和汽輪發(fā)電機組的安全、可靠、高效運行，提高公司經(jīng)濟效益。

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