某電廠1000MW超超臨界機組水汽系統氫電導率異常原因分析

王華陽 姚喜亮 王 峰 姬定西 付 剛 毛廣云

（1. 國能神福（石獅）發電有限公司，福建 泉州 362712；2. 西安熱工研究院有限公司，陜西 西安 710054）

0 引言

近些年來全保護加氧處理技術在國內外火力發電機組中得到了廣泛的應用，加氧處理技術可以極大地抑制熱力系統的腐蝕，降低水汽系統的鐵含量，在保障機組安全運行的同時，提高機組運行的經濟性[1,2]。根據DL/T 805.1-2021《鍋爐給水加氧處理導則》的要求，在給水加氧處理過程中，必須保證熱力循環系統的水汽質量，水汽氫電導率是水汽質量監督中的重中之重[3]。當水汽系統中氫電導率發生異常時，水汽中的雜質離子增多，導致水汽質量變差，不可避免地會增加機組熱力系統腐蝕、結垢、積鹽的風險[4]。引起水汽氫電導率異常的原因通常有兩個方面:一是外部雜質進入熱力循環系統；二是在線氫電導率表的準確性和可靠性不足，不能準確反映水汽中陰離子的含量[5,6]。通過儀表比對校準，運行日志查詢，污染物來源等查定方式來排查引起氫電導率異常的原因，從而有效解決機組水汽質量異常問題。

1 水汽氫電導率異常的現象

某電廠3號機組為1000MW超超臨界燃煤發電機組，于2017年6月30日通過168h試運行并投產運營，于2022年11月30日完成鍋爐化學清洗，清洗范圍包括省煤器、水冷壁、分離器、儲水箱、聯箱及相關管道。機組于2023年2月19日由氧化性全揮發處理（AVT（O））工況轉為加氧處理（OT）工況，凝結水精處理系統采取氫型運行方式（氫電導率＞0.1μS/cm退出）。

2023年3月7日15:41機組OT工況運行時，水汽系統除氧器入口、省煤器入口、主蒸汽、再熱蒸汽、凝結水泵出口氫電導率開始爬升，2023年3月7日15:50省煤器入口氫電導率大于0.15μS/cm，如圖1所示，隨即觸發加氧設備連鎖裝置，自動停止加氧，如圖2所示。為了保障機組運行的安全性，立即采取加氧退出措施，提高精處理混床出口母管加藥點的加氨量，給水pH由9.0提高至9.4，將機組化學水工況由OT轉為AVT（O）運行；將加氧裝置由自動狀態切換至手動狀態，關閉就地加氧點一、二次門，停止加氧。盡管采取上述措施，除氧器入口溶解氧仍大于200μg/L，如圖2所示，經查2023年3月7日15:45開始前置過濾器反洗，導致除氧器入口溶解氧維持在較高水平，反洗結束后，除氧器入口溶解氧逐步降低。

圖1 水汽系統氫電導率異常升高

2 原因分析與排查

2.1 水汽系統在線氫電導率表的排查

在機組正常運行過程中，水汽指標異常最常見的原因為在線儀表異常。2023年3月7日16:30使用可移動式標準氫電導率表校驗裝置對3號機組水汽系統各取樣點的在線化學儀表進行校驗，儀表比對結果如表2所示。依據DL/T 677-2018標準要求，電導率表整機工作誤差在10%內，從表1比對結果來看，在線儀表均工作正常，水汽系統氫電導率存在異常升高現象。

表1 水汽系統在線氫電導率表與標準氫電導率表比對結果

表2 精處理系統在線氫電導率表與標準氫電導率表比對結果

2.2 加藥系統排查

加藥系統中使用受到污染的藥劑會引起水汽系統氫電導率異常。3號機組OT工況下采用精處理混床出口母管一點加氨。2023年3月7日16:50通過DCS系統查看加藥系統#1、#2氨溶液箱液位歷史曲線，如圖3所示。從圖中可以看出，水汽系統氫電導率升高前后加氨溶液箱液位曲線平穩，并未新配氨水，因此與水汽系統氫電導異常無關，排除加氨系統異常。

圖3 加藥系統#1、#2氨溶液箱液位歷史曲線

2.3 精處理系統排查

精處理系統運行異常，會導致水汽質量劣化，引起氫電導率升高。2023年3月7日17:10使用可移動式標準氫電導率表校驗裝置對3號機組精處理混床各取樣點的在線化學儀表進行校驗，儀表比對結果如表2所示。結果表明，精處理混床在線儀表工作均正常，其中#1混床處于氫型運行狀態，出水水質良好，未失效，#3混床處于失效狀態，未及時退出。

為此，通過DCS系統查看了#3混床失效過程歷史曲線，如圖4所示。從圖中可以看出2023年3月7日15:00，#3混床氫電導率為0.085μS/cm，即將失效，15:50，#3混床氫電導率突變至0.2μS/cm以上，可能是機組運行過程中執行了某項不當操作導致水汽系統中的雜質離子含量飆升，瞬間將#3混床擊穿，引起水汽系統氫電導率異常，造成加氧設備自行退出。

圖4 #3混床失效過程歷史曲線

2.4 機組運行日志排查

通過與機組集控運行和化學運行人員溝通確認，機組水汽系統氫電導率異常升高之前，化驗室對低溫省煤器水樣進行了檢測分析，分析結果如表3所示。水質滿足GB/T 12145-2016《火力發電機組及蒸汽動力設備水汽質量》標準要求后，于2023年3月7日15:38投運低溫省煤器系統，通過DCS系統查看低溫省煤器出口母管流量曲線，如圖5所示。由表3和圖5分析可知，低溫省煤器的投運初期水樣中的鐵含量較高，氫電導率偏大，較差的水汽質量導致即將失效的#3混床被瞬間擊穿，從而引起機組水汽系統氫電導率異常升高。

表3 低溫省煤器投運參考標準和實測值

圖5 低溫省煤器出口母管流量曲線

3 結語

（1）水汽系統、精處理系統在線氫電導率儀表均正常工作；

（2）加藥系統狀態良好，藥液未受到污染，不會引起水汽系統氫電導率異常；

（3）低溫省煤器投運后，由于初期投運水質較差，導致即將失效的#3混床被瞬間擊穿，精處理系統失去部分交換雜質離子的能力，造成雜質離子逃逸，引起水汽系統氫電導率異常升高。