光熱機(jī)組的日常停機(jī)保護(hù)技術(shù)的研究及應(yīng)用

吳紅梅 王兆輝 張成亮 喬廣文

摘 ?要：光熱電站項(xiàng)目作為新型清潔能源項(xiàng)目，具有燃煤、燃油、燃?xì)怆娬舅痪邆涞膬?yōu)勢(shì)，它可以極大地節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境。槽式光熱電站利用導(dǎo)熱油作為傳熱介質(zhì)，槽式反射鏡加熱導(dǎo)熱油后，熱量由導(dǎo)熱油分別傳遞給熔鹽和水。儲(chǔ)熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)為雙罐熔鹽儲(chǔ)熱，其容量可以保證在沒(méi)有陽(yáng)光的情況下汽輪機(jī)至少7h的持續(xù)發(fā)電，該文針對(duì)光熱機(jī)組在每天夜間停運(yùn)的情況下，如何保證次日正常啟動(dòng)，減少夜間停機(jī)對(duì)機(jī)組正常運(yùn)行的影響，提出了相應(yīng)的解決措施。

關(guān)鍵詞：腐蝕 HTF（導(dǎo)熱油） pH ?電導(dǎo)率 ?控制

中圖分類號(hào)：TM91 ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2019）12（b）-0036-02

槽式光熱電站采用HTF導(dǎo)熱油作為傳熱介質(zhì)，白天導(dǎo)熱油將槽式反射鏡收集到的熱量傳到蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，SGS產(chǎn)生用于汽輪機(jī)發(fā)電的蒸汽。同時(shí)HTF系統(tǒng)將部分能量?jī)?chǔ)存在熔鹽儲(chǔ)熱系中，以備在沒(méi)有太陽(yáng)時(shí)持續(xù)發(fā)電。夜間，鏡場(chǎng)停止工作，儲(chǔ)熱區(qū)熔鹽加熱導(dǎo)熱油，導(dǎo)熱油再傳遞熱量到蒸汽發(fā)生器。努奧二期儲(chǔ)熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)為雙罐熔鹽儲(chǔ)熱，其容量可以保證在沒(méi)有陽(yáng)光的情況下汽輪機(jī)至少7h持續(xù)發(fā)電，不足以持續(xù)到次日。因此，機(jī)組每天均需啟停一次。

機(jī)組采取直接空冷模式，空冷島材質(zhì)主要為碳鋼。除鹽水補(bǔ)水管道為碳鋼。

1 ?現(xiàn)場(chǎng)情況描述

努奧二期CSP電站2018年初試運(yùn)，給水pH控制值為8.8～9.3;爐水pH控制值為9～10;爐水鐵控制值為400μg/L。通過(guò)觀察，試運(yùn)以來(lái)，每次啟動(dòng)前沖洗，均會(huì)占用大量沖洗時(shí)間，平均每次沖洗時(shí)間約為2h，尤其當(dāng)系統(tǒng)存在泄漏時(shí)，沖洗時(shí)間會(huì)延長(zhǎng)至3h甚至更長(zhǎng)（具體數(shù)據(jù)見(jiàn)下表）。如何縮短沖洗時(shí)間，延長(zhǎng)設(shè)備日利用小時(shí)數(shù)成為當(dāng)前迫切需要解決的問(wèn)題。

在研究改進(jìn)的過(guò)程中，2018年8月21日上午9∶00，機(jī)組在汽機(jī)沖轉(zhuǎn)前準(zhǔn)備過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)再熱器氫電導(dǎo)由最初0.85μs/cm呈現(xiàn)不斷惡化上漲的趨勢(shì)，9∶10氫電導(dǎo)上升至1.05μs/cm，隨即“凝結(jié)水、給水、爐水、主蒸汽及再熱蒸汽”的汽水品質(zhì)都在不斷惡化，超過(guò)機(jī)組允許啟動(dòng)的汽水品質(zhì)參數(shù)，汽輪機(jī)停止啟動(dòng)。隨后過(guò)程中，爐水pH最低降至6.1。

經(jīng)檢查確認(rèn)B側(cè)再熱器導(dǎo)熱油漏入熱力系統(tǒng)設(shè)備。經(jīng)過(guò)對(duì)凝補(bǔ)水箱、ACC疏水箱、除氧器及爐水進(jìn)行了4d的換水工作，同時(shí)加強(qiáng)爐水排污，8月29日上午12點(diǎn)44分，機(jī)組汽水品質(zhì)指標(biāo)全部達(dá)到合格值，汽輪機(jī)啟動(dòng)，并網(wǎng)。

光熱電站通過(guò)熱態(tài)導(dǎo)熱油與除鹽水換熱，產(chǎn)生蒸汽。通過(guò)對(duì)補(bǔ)給水水質(zhì)變化、冷凝回收水質(zhì)變化、除鹽水系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)油污染4個(gè)方面進(jìn)行系統(tǒng)分析，最終查出原因是再熱交換器導(dǎo)熱油泄露，造成爐水pH急劇下滑。

在Fe-H2O體系中，pH值的變化對(duì)金屬表面保護(hù)性氧化層的變化具有非常重要的影響作用，pH減小，F(xiàn)e3O4被還原成Fe2+，pH增大，F(xiàn)e3O4縮合成致密完整的氧化層保護(hù)膜，降低鐵的腐蝕速率，形成鈍化。這是給水加氨調(diào)控pH的理論依據(jù)。pH=9.0～9.5，隨pH增大，腐蝕速率急劇減小，pH大于9.5之后，腐蝕速率趨于穩(wěn)定。因此給水、爐水pH適當(dāng)調(diào)高，有利于短時(shí)間停運(yùn)后再啟動(dòng)的給水、爐水系統(tǒng)的腐蝕減輕。另外根據(jù)鍋爐堿洗工作原理，堿可以與水中的油類物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，生成可溶于水的脂類物質(zhì)，隨沖洗水排污排掉，所以，pH提高對(duì)于漏入的油類物質(zhì)去除也將起到效果。

針對(duì)此情況，暫時(shí)調(diào)高pH控制值標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)過(guò)程進(jìn)行跟蹤化驗(yàn)，以確定使用效果。

2 ?過(guò)程跟進(jìn)及具體實(shí)施方法

為了提高熱力系統(tǒng)的汽水品質(zhì)，縮短機(jī)組啟動(dòng)前沖洗時(shí)間，保證機(jī)組經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)行如下處理。

運(yùn)行時(shí)水、汽監(jiān)督標(biāo)準(zhǔn)參照《火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動(dòng)力設(shè)備水汽質(zhì)量》（GBT 12145-2016）執(zhí)行;停機(jī)前30min，爐水磷酸根上限控制按10mg/L控制執(zhí)行。爐水pH控制10.5上限;給水pH控制9.6上限，確保停機(jī)后系統(tǒng)內(nèi)的pH，以減少下次啟動(dòng)前的沖洗及循環(huán)時(shí)間;系統(tǒng)啟動(dòng)后，磷酸根、爐水、給水PH逐步恢復(fù)運(yùn)行控制標(biāo)準(zhǔn)。

3 ?處理結(jié)果及結(jié)論

經(jīng)過(guò)提高pH控制標(biāo)準(zhǔn)，在SGS漏點(diǎn)存在輕微泄漏未處理情況下，每天系統(tǒng)沖洗僅半小時(shí)左右，就可達(dá)到系統(tǒng)啟動(dòng)條件，升溫升壓后汽、水品質(zhì)符合系統(tǒng)要求。經(jīng)過(guò)系統(tǒng)可靠性運(yùn)行期間驗(yàn)證，汽、水品質(zhì)穩(wěn)定系統(tǒng)沖洗時(shí)間基本上都在半小時(shí)左右，縮短到原啟動(dòng)時(shí)間的1/3，大大節(jié)約了啟動(dòng)前沖洗時(shí)間。

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