660?MW超臨界直流火電機(jī)組給水采用全自動(dòng)保護(hù)加氧的優(yōu)點(diǎn)

高起升

[摘? ? 要]我國(guó)自20世紀(jì)80年代起，有些電廠開(kāi)始引進(jìn)鍋爐給水加氧處理技術(shù)，一般采用鍋爐加氧處理的機(jī)組均為超-超臨界機(jī)組，此類機(jī)組采用給水加氧處理可大大提高機(jī)組的安全性和經(jīng)濟(jì)性。給水采用加氧處理的目的是通過(guò)改變給水處理方式，降低鍋爐給水的含鐵量和抑制爐前系統(tǒng)（特別是鍋爐省煤器入口管和高壓加熱器管的流動(dòng)加速情況下）腐蝕，達(dá)到降低鍋爐水冷壁管氧化鐵的沉積速率和延長(zhǎng)鍋爐化學(xué)清洗周期的目標(biāo)。文章結(jié)合運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，對(duì)直流鍋爐給水采用全自動(dòng)保護(hù)加氧技術(shù)的工藝流程，給水全自動(dòng)加氧的效果，給水全自動(dòng)加氧的目的以及優(yōu)勢(shì)進(jìn)行闡述。

[關(guān)鍵詞]660 MW機(jī)組;給水處理;全保護(hù)自動(dòng)加氧

[中圖分類號(hào)]TM621 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2021）09–00–02

[Abstract]Since the 1980s and 1990s， individual power plants have begun to introduce boiler feedwater oxygenation treatment technology. Generally， the units that use boiler oxygenation treatment are ultra-supercritical units. The use of feedwater oxygenation treatment for such units can greatly improve the units performance. Safety and economy. The purpose of oxygen treatment for feed water is to reduce the iron content of the boiler feed water and inhibit the corrosion of the boiler front system （especially when the flow of the boiler economizer inlet pipe and the high pressure heater pipe is accelerated） by changing the feed water treatment method to reduce the corrosion. The deposition rate of iron oxide in boiler water wall tubes and the goal of prolonging the boiler chemical cleaning cycle. Combining operating experience， the process flow of once-through boiler feed water adopting automatic protection and oxygenation technology， the effect of automatic oxygenation of feed water， the purpose and advantages of automatic oxygenation of feed water are explained.

[Keywords]660 MW unit; feedwater treatment; full protection automatic oxygenation

660 MW及以上容量超臨界直流爐通常選用的水化學(xué)工況有全揮發(fā)處理（AVT-R或AVT-0）、加氧處理（OT）、精準(zhǔn)加氧處理。AVT-R或AVT-0通過(guò)給水加氨的方式提高pH至9.0以上，再通過(guò)化學(xué)除氧、熱力除氧除去鍋爐給水中的溶解氧，達(dá)到預(yù)防和降低鍋爐腐蝕的目的，但運(yùn)行情況表明其所帶來(lái)的給水系統(tǒng)流動(dòng)加速腐蝕（FAC）現(xiàn)象嚴(yán)重。給水加氧處理技術(shù)（高氧或低氧處理技術(shù)）有效解決了上述問(wèn)題，然而OT技術(shù)在國(guó)產(chǎn)化應(yīng)用過(guò)程中，由于加氧量控制技術(shù)的不成熟，使得過(guò)熱器中蒸汽氧含量超標(biāo)，進(jìn)而帶來(lái)氧化皮的生成和脫落問(wèn)題。近幾年，全保護(hù)自動(dòng)加氧（FPOT）技術(shù)在多臺(tái)600 MW及以上容量超（超）臨界直流爐得到了應(yīng)用。FPOT通過(guò)精準(zhǔn)控制加氧量使得加入的氧氣僅存在于給水側(cè)，而蒸汽側(cè)無(wú)氧，在有效解決給水系統(tǒng)流動(dòng)加速腐蝕問(wèn)題的同時(shí)，又能夠避免殘余氧氣進(jìn)入蒸汽側(cè)帶來(lái)的氧化皮產(chǎn)生及脫落問(wèn)題。

華能陜西秦嶺發(fā)電有限公司#7、#8機(jī)組鍋爐為東方鍋爐集團(tuán)公司引進(jìn)日立技術(shù)生產(chǎn)制造的超臨界變壓直流本生型鍋爐，其型號(hào)為DG2141/25.4-Ⅱ6型，采用單爐膛，一次中間再熱，尾部雙煙道結(jié)構(gòu)。本鍋爐為空冷干式固態(tài)排渣，全鋼構(gòu)架，全懸吊結(jié)構(gòu)、露天布置。汽輪機(jī)為東方汽輪機(jī)有限公司引進(jìn)日立技術(shù)生產(chǎn)制造的超臨界、一次中間再熱、單軸、三缸四排汽、間接空冷凝汽式汽輪機(jī)，汽輪機(jī)型號(hào)為NJK622-24.2/566/566，設(shè)計(jì)額定出力為622 MW，最大連續(xù)出力為668 MW。發(fā)電機(jī)為東方電機(jī)集團(tuán)公司生產(chǎn)的QFSN-660-2-22型三相同步汽輪發(fā)電機(jī)，額定有功功率660 MW，額定定子電壓22 kV，額定定子電流19245 A，功率因數(shù)0.9（滯后），發(fā)電機(jī)效率≥98.95%（滿載）。

機(jī)組受熱面、管道主要材質(zhì)：給水管道15NiCuMoNb5-6-4，低壓加熱器SA688-TP304，除氧器Q345R，高壓加熱器SA5556GrC2，省煤器SA-210C/12Cr1MoVG，啟動(dòng)分離器12Cr1MoVG，過(guò)熱蒸汽管道A335P92，凝汽器管束TP304，螺旋管水冷壁12Gr1MoVG，垂直水冷壁12Gr1MoVG/12Gr1MoV/SA-213T91，低溫過(guò)熱器12Gr1MoVG/15CrMoG，平時(shí)過(guò)熱器SA-213T91/SA-213T92/S30432，高溫過(guò)熱器SA-213T92/SA-213TP310HCbN/S30432，低溫再熱器12Gr1MoVG/SA-210C/SA-213TP91，高溫再熱器S30432/SA-213TP310HCbN。

1 加氧處理的必要性及發(fā)展歷程

（1）為了降低鍋爐給水的含鐵量和抑制爐前系統(tǒng)（特別是鍋爐省煤器入口管和高壓加熱器管的流動(dòng)加速情況下）腐蝕，達(dá)到降低鍋爐水冷壁管氧化鐵的沉積速率和延長(zhǎng)鍋爐化學(xué)清洗周期的目標(biāo)，DL/T 805.4—2004《火電廠汽水化學(xué)導(dǎo)則第4部分：鍋爐給水處理》給出了鍋爐給水處理的三種方式：還原性全揮發(fā)處理[AVT（R）]、氧化性全揮發(fā)處理[AVT（O）]、加氧處理（OT）。

（2）采用AVT（R）處理方式的600MW及以上超臨界直流爐機(jī)組情況，存在以下共性問(wèn)題。

①汽輪機(jī)葉片積鹽速率高，水冷壁、省煤器的沉積速率高;

②機(jī)組化學(xué)清洗的平均周期在2～3年;

③給水泵壓頭升高，能耗增加，機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性降低;

④AVT工況下，化學(xué)加氨量較大，凝結(jié)水精處理混床運(yùn)行周期短（AVT工況下氫型混床周期制水量通常為8萬(wàn)t左右、頻繁再生、酸堿耗高、自用水耗高、廢液排放量大等）。

（3）采用OT處理方式的600 MW及以上超臨界直流爐機(jī)組情況，存在以下共性問(wèn)題。

①蒸汽過(guò)氧條件下氧化皮問(wèn)題;

②給水加氧（OT）一旦操作不當(dāng)或運(yùn)行條件不滿足要求，不但不能減緩氧化皮的生成、脫落，反而會(huì)造成腐蝕加劇。

（4）最新技術(shù)采用FPOT處理方式的600 MW及以上超臨界直流爐機(jī)組的優(yōu)點(diǎn)：

①采用自動(dòng)加氧系統(tǒng)，通過(guò)先進(jìn)算法和軟件實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)加氧，優(yōu)化精準(zhǔn)加氧，實(shí)現(xiàn)蒸汽系統(tǒng)無(wú)氧狀態(tài)。

②通過(guò)精準(zhǔn)控制加氧量使得加入的氧氣僅存在于給水側(cè)，而蒸汽側(cè)無(wú)氧，在有效解決給水系統(tǒng)流動(dòng)加速腐蝕問(wèn)題的同時(shí)，又能夠避免殘余氧氣進(jìn)入蒸汽側(cè)帶來(lái)的氧化皮產(chǎn)生及脫落問(wèn)題。如圖1所示。

加氧量的調(diào)整的改變，標(biāo)志著行業(yè)對(duì)溶氧對(duì)氧化皮生長(zhǎng)、剝落的影響觀念的改變，從高氧處理到低氧技術(shù)的改變。

2 FPOT工藝流程

FPOT通過(guò)向凝結(jié)水泵入口、除氧器下降管、高壓加熱器汽側(cè)加氧，保持給水和高壓加熱器疏水均含有低濃度溶解氧，兼顧爐前給水系統(tǒng)、高壓加熱器汽側(cè)的防腐，同時(shí)由于過(guò)熱蒸汽中氧的濃度接近于零，能夠有效減緩氧化皮集中脫落的風(fēng)險(xiǎn)。FPOT技術(shù)是解決超（超）臨界機(jī)組水汽系統(tǒng)腐蝕、結(jié)垢，提高機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的非常安全的處理方法。

2.1 凝結(jié)水加氧裝置

凝結(jié)水常壓自動(dòng)加氧裝置加氧點(diǎn)位于凝結(jié)水泵入口凝結(jié)水母管上，加氧點(diǎn)位置為負(fù)壓工況，裝置利用自吸式原理，將常壓空氣自動(dòng)、穩(wěn)定、連續(xù)地吸入凝結(jié)水側(cè)。

2.2 給水及高壓加熱器疏水自動(dòng)加氧裝置

高壓給水系統(tǒng)加氧點(diǎn)位于除氧器下降管，高壓加熱器疏水系統(tǒng)加氧點(diǎn)位于1號(hào)高壓加熱器抽汽母管。給水及高壓加熱器疏水加氧為兩個(gè)獨(dú)立的加氧系統(tǒng)，就地分別設(shè)置安全柜，以滿足系統(tǒng)需求。給水及高壓加熱器疏水自動(dòng)加氧裝置配備高壓自動(dòng)供氣系統(tǒng)，由兩臺(tái)空壓機(jī)、兩個(gè)儲(chǔ)氣罐及相應(yīng)的閥門(mén)、安全閥等組成，空壓機(jī)將壓縮空氣源源不斷地打入儲(chǔ)氣罐中，實(shí)現(xiàn)對(duì)給水側(cè)和高壓加熱器疏水側(cè)的連續(xù)穩(wěn)定供氣。

3 FPOT效果

FPOT效果參數(shù)見(jiàn)表1。

割管位置：2016年5月，水冷壁：左墻從東往西數(shù)第55根，標(biāo)高56.00 m;省煤器：入口后墻從北往南第42排，從下往上數(shù)第1根。標(biāo)高48.00 m。

2020年3月，水冷壁：前墻，標(biāo)高42.00 m;省煤器：入口左側(cè)第三排第一根，標(biāo)高48.00 m，見(jiàn)表2。

4 結(jié)束語(yǔ)

機(jī)組實(shí)施FPOT后可以保證安全運(yùn)行，F(xiàn)POT能夠抑制給水系統(tǒng)、高壓加熱器疏水系統(tǒng)流動(dòng)加速腐蝕，有效緩解過(guò)熱器、再熱器氧化皮集中脫落風(fēng)險(xiǎn)，系統(tǒng)運(yùn)行安全、穩(wěn)定、可靠。

參考文獻(xiàn)

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