火電廠水處理及水汽理化系統(tǒng)故障及對(duì)策分析

夏子陽(yáng)

摘要：如何在火電廠生產(chǎn)實(shí)踐中遇到水質(zhì)凈化和水汽理化故障的情況下，準(zhǔn)確分析原因、及時(shí)排除故障，保障熱力系統(tǒng)良好的水汽品質(zhì)，仍然是有效防止熱力設(shè)備結(jié)垢、積鹽和腐蝕.確保發(fā)電機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要課題

關(guān)鍵詞：故障及對(duì)策；水處理；水汽理化；火電廠

1火電廠水處理及水汽理化系統(tǒng)

1.1水處理系統(tǒng)。水處理系統(tǒng)為預(yù)處理+三級(jí)除鹽系統(tǒng)（反滲透+一級(jí)復(fù)床+混床）。水處理任務(wù)是供給數(shù)量充足、質(zhì)量合格的工業(yè)水、除鹽水，供應(yīng)火電廠生產(chǎn)運(yùn)行。其中預(yù)處理包括：機(jī)械攪拌澄清器（600t/h）4套+空氣擦洗重力式濾池（320t/h）3套。系統(tǒng)流程：長(zhǎng)江水一原水升壓泵機(jī)械攪拌澄清器一空氣擦洗重力過(guò)濾池一化學(xué)水池

1.2水汽理化系統(tǒng)。水汽理化系統(tǒng)由水汽監(jiān)督、水汽調(diào)節(jié)和爐內(nèi)水處理系統(tǒng)組成.主要任務(wù)是防止熱力系統(tǒng)腐蝕、結(jié)垢、積鹽。包括：水汽取樣、給水處理（還原性全揮發(fā)處理AVT（R）方式）、爐水處理（低磷酸鹽+氫氧化鈉處理）和凝結(jié)水處理（高速混床精處理+加氨處理）系統(tǒng)。

2原水及超濾加次氯酸鈉管道堵塞故障及對(duì)策

2.1加藥管道堵塞故障及臨時(shí)處理

（1）超濾次氯酸鈉加藥1堵塞點(diǎn)（加藥管與進(jìn)水母管處）。2015年11月2日，超濾化學(xué)加強(qiáng)洗時(shí)發(fā)現(xiàn)1次氯酸鈉出口管破裂。檢查發(fā)現(xiàn)：1次氯酸鈉加藥管至超濾反洗進(jìn)水母管處結(jié)有白色硬狀垢樣；1、2次氯酸鈉箱及緩沖罐內(nèi)部有白色懸浮物。處理：1次氯酸鈉加藥管道疏通后恢復(fù)：將2次氯酸鈉箱排空，對(duì)箱內(nèi)進(jìn)行沖洗。（2）超濾次氯酸鈉加藥2堵塞點(diǎn)（原水加藥管。小孔全部堵塞）。化學(xué)水池檢查余氯含量接近零對(duì)加藥線路檢查發(fā)現(xiàn)：原水泵房外草坪內(nèi)積水。處理：將地埋管挖出.發(fā)現(xiàn)次氯酸鈉加藥管與原水母管連接處法蘭處噴水。將加藥管拆開(kāi)。發(fā)現(xiàn)加次氯酸鈉套管的小孔堵塞，疏通后將管道恢復(fù)。取樣分析結(jié)果：堵塞物主要成分為碳酸鈣：次氯酸鈉藥品中有效氯質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.82%、游離堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.3%.均不合格.不含鈣離子

2.2次氯酸鈉標(biāo)準(zhǔn)，次氯酸鈉標(biāo)準(zhǔn)為GB19106-2013該標(biāo)準(zhǔn)適用于氫氧化鈉經(jīng)氯化制得的次氯酸鈉溶液.不適用于不是用氫氧化鈉制得的次氯酸鈉。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：次氯酸鈉溶液（適用于消毒、殺菌及水處理等）質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)符合：有效氯（以Cl計(jì)）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥10.0%，游離堿（以NaOH計(jì)）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%1.0%，鐵（以Fe計(jì)）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.005%.重金屬（以Pb計(jì)）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤O.001%，砷（以As計(jì)）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.000l%。其中兩個(gè)主要指標(biāo)：（1）“有效氯（以Cl計(jì)）”表示溶液中的有效成分，殺菌效果由該指標(biāo)確定；（2）“游離堿（以NaOH計(jì)）”表示溶液中的剩余氫氧化鈉濃度.該指標(biāo)對(duì)次氯酸鈉的穩(wěn)定性以及與水接觸后的結(jié)垢傾向有很大影響。

2.3結(jié)垢原因分析

檢驗(yàn)出堵塞物主要成分為碳酸鈣垢.故系統(tǒng)中存在加藥后水中鈣離子和碳酸根離子的的溶度積增大堵塞點(diǎn)有2處：超濾加藥管與超濾進(jìn)水母管處.原水加藥管與原水接觸點(diǎn)位置。結(jié)垢原因如下：（1）超濾進(jìn)水和原水中都有鈣離子、碳酸氫根離子和二氧化碳：而次氯酸鈉中有游離堿。次氯酸鈉加入系統(tǒng)后.游離堿與水中碳酸氫根離子、二氧化碳反應(yīng).生成碳酸根離子。碳酸根離子與水中鈣離子反應(yīng).生成碳酸鈣沉淀.堵塞管道。（2）次氯酸鈉可以是氫氧化鈉與氯氣反應(yīng)制得，也可以是碳酸鈉與氯氣反應(yīng)制得。如是后一種方法制得，由于藥品中存在碳酸根，與超濾進(jìn)水、原水接觸時(shí)就會(huì)生成碳酸鈣。（3）由于超濾加藥管道不是連續(xù)運(yùn)行的（只有超濾化學(xué)加強(qiáng)洗時(shí)才加藥）.所以在系統(tǒng)不加藥時(shí).超濾進(jìn)水會(huì)通過(guò)擴(kuò)散進(jìn)入加藥管道.如藥品中游離堿超標(biāo).就會(huì)結(jié)垢。

3 機(jī)組凝結(jié)水高速混床樹(shù)脂進(jìn)入凝結(jié)水母管故障及對(duì)策

凝結(jié)水高速混床樹(shù)脂在上下隔板之間.通過(guò)隔板間的不銹鋼水帽隔離.進(jìn)水通過(guò)水帽進(jìn)入樹(shù)脂。通過(guò)樹(shù)脂層進(jìn)行處理后.再通過(guò)下水帽出水。上水帽的間隙為0.35mm.下水帽的間隙為0.3mm。樹(shù)脂捕捉器濾元縫隙寬度0.20mm。樹(shù)脂粒度范圍：陽(yáng)樹(shù)脂0.63～O.81mm，陰樹(shù)脂0.45～0.71mm。

（1）從上水帽漏出。樹(shù)脂進(jìn)入凝結(jié)水系統(tǒng)的條件是混床出口壓力高于進(jìn)口壓力。由于凝結(jié)水泵位置最低。與除氧器的高度差約20m。在凝結(jié)水泵停運(yùn)時(shí)，如果凝結(jié)水泵出口止回閥失靈的情況下.凝結(jié)水泵會(huì)倒轉(zhuǎn)，此時(shí)除氧器及低加的水會(huì)回流如果此時(shí)高速混床未退出運(yùn)行.高速混床會(huì)出現(xiàn)反洗現(xiàn)象。顆粒小于0.35mm的樹(shù)脂可能會(huì)從高速混床進(jìn)水水帽漏出。追查上次機(jī)組停運(yùn)情況.12月8日因其他原因，2機(jī)組在啟動(dòng)過(guò)程中是緊急停運(yùn)當(dāng)時(shí)兩臺(tái)高速混床處于運(yùn)行狀態(tài).旁路閥全關(guān)閉。通過(guò)對(duì)汽機(jī)凝結(jié)水泵的運(yùn)行情況檢查，因凝結(jié)水泵停運(yùn)后，凝結(jié)水泵出口電動(dòng)閥自動(dòng)關(guān)閉.所以不能發(fā)現(xiàn)凝結(jié)水泵是倒轉(zhuǎn)。

（2）從下水帽漏出。如果下水帽損壞，樹(shù)脂會(huì)進(jìn)入出水側(cè)。檢查樹(shù)脂捕捉器完好，捕捉器墊片完好；樹(shù)脂捕捉器進(jìn)水側(cè)有少量破碎樹(shù)脂.出水側(cè)沒(méi)有樹(shù)脂。說(shuō)明樹(shù)脂不是從下水帽漏人。所以運(yùn)行中樹(shù)脂不會(huì)進(jìn)入水系統(tǒng)。混床投運(yùn)過(guò)程中.需啟動(dòng)再循環(huán)泵從混床出水抽水至混床進(jìn)水，進(jìn)行循環(huán).保證混床出水水質(zhì)。

4汽輪機(jī)高壓缸葉片磷酸鹽沉積及對(duì)策

以往檢修化學(xué)檢查中.均發(fā)現(xiàn)汽輪機(jī)高壓缸葉片鹽垢中含有磷酸鹽成分。且含量較高（30%左右）。磷酸鹽沉積.是因?yàn)檎羝麉?shù)高于一定值時(shí).磷酸鹽在蒸汽中的溶解度大幅提高、攜帶量加大，而且基本在高壓缸沉積究其根源，爐水的磷酸鹽含量是關(guān)鍵因此.制定了過(guò)熱蒸汽含磷酸鹽試驗(yàn)的方案。

4.1過(guò)熱蒸汽含磷酸鹽試驗(yàn)方案。試驗(yàn)方案主要分兩個(gè)階段：第一個(gè)階段測(cè)試磷酸鹽正常加藥情況下.機(jī)組啟動(dòng)階段與正常運(yùn)行階段的過(guò)熱蒸汽磷酸鹽含量：第二個(gè)階段測(cè)試降低磷酸鹽加藥量情況下.機(jī)組啟動(dòng)階段與正常運(yùn)行階段的過(guò)熱蒸汽磷酸鹽含量

4.2試驗(yàn)過(guò)程。2014年6月14日.1機(jī)組A檢修結(jié)束啟動(dòng)前，在過(guò)熱蒸汽氫電導(dǎo)率儀出水后安裝經(jīng)再生處理的陰離子交換裝置。啟動(dòng)48h后拆下陰離子交換裝置。取出所拆下陰離子交換裝置內(nèi)的樹(shù)脂.用3%的氫氧化鈉溶液浸泡4h取浸泡液.用稀鹽酸調(diào)節(jié)pH至7.0左右.測(cè)試該溶液中含較高磷酸鹽成分（因通過(guò)陰離子交換裝置的實(shí)際水量無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)試.因此蒸汽中磷酸鹽具體濃度無(wú)法估算.只能定性分析磷酸鹽存在）。

4.3試驗(yàn)結(jié)果。在正常運(yùn)行時(shí)蒸汽中不含磷酸鹽蒸汽中磷酸鹽主要存在于機(jī)組啟動(dòng)階段.此時(shí)因取樣水較臟、化學(xué)儀表不投運(yùn)鍋爐排污量大，磷酸鹽手動(dòng)加藥難以控制.有磷酸鹽超標(biāo)現(xiàn)象 根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果.可判斷：汽輪機(jī)葉片磷酸鹽垢。

5結(jié)語(yǔ)

綜上所述.可以得出：

（1）加強(qiáng)次氯酸鈉“有效氯”、“游離堿”兩項(xiàng)指標(biāo)的驗(yàn)收、超濾出水余氯控制在0.3～0.5mL范圍、加強(qiáng)檢修消缺，可有效防止次氯酸鈉加藥管道堵塞。

（2）機(jī)組停運(yùn)期間，高速混床未退出運(yùn)行的情況下停運(yùn)凝結(jié)水泵，易引起高速混床反洗現(xiàn)象發(fā)生。高速混床樹(shù)脂會(huì)從進(jìn)水水帽漏入水汽系統(tǒng)。機(jī)組啟動(dòng)時(shí)造成水汽品質(zhì)惡化。

（3）汽包鍋爐在少量樹(shù)脂漏入水汽系統(tǒng)后，通過(guò)加大鍋爐排污量、降低鍋爐參數(shù)、投運(yùn)高速混床，在保證給水、爐水pH正常的情況下，可不停機(jī)處理。

（作者單位：國(guó)家能源集團(tuán)泰州發(fā)電有限公司）