火力发电厂水汽质量监督与控制

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  摘要: 火力发电厂水汽监督的目的是通过对热力系统进行定期的水汽情况,掌握运行规律,确保水汽质量合格,防止热力设备水汽系统腐蚀、结垢、积盐,保证机组的安全、经济运行;要确保化验监督的准确性,发现异常情况,应及时进行分析,查明原因,并和有关专业密切协调,使水汽质量调整控制在合格范围内。质量化验、测定及调整处理工作,及时反映炉内和热力系统内水质。
  
  
  关键词:水质;监督;控制;调整
  中图分类号: C35 文献标识码: A
  
  
  ABSTRACT: The purpose of the thermal power plant moisture monitoring is to ensure regular water vapor thermal system, master of laws governing the operation to ensure that the water vapor quality standards, to prevent water vapor system of thermal equipment corrosion, fouling, salt accumulation, to guarantee the safety of the crew, the economic operation;laboratory monitoring accuracy abnormal situation, it is timely to analyze and identify the reasons for, and close coordination with the relevant professional the vapor quality adjustment control within the acceptable range. Quality testing, measurement and adjustment processing, and reflect the water quality within the furnace and heating systems in a timely manner.
  
  KEY WORDS:Water quality; supervision; control; adjustment
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  前言:
  检修公司生产运行部化学水汽运行主要负责大唐黄岛发电公司二期2×225MW 氢冷发电机、三期2×600MW超临界发电机组的水汽质量监督与控制。
  其中三期两台600MW机组,锅炉采用上海锅炉有限公司制造的超临界参数、一次中间再热、变压运行燃煤直流锅炉;汽机采用上海汽轮机产的 超临界、一次中间再热、单轴、三缸四排气、凝汽式汽轮机;发电机为水-氢-氢冷却汽轮发电机。
  该锅炉本体的水汽流程如下:(给水)给水管路-省煤器入口集箱-省煤器受热面-省煤器出口集箱-集中下降管、下水连接管-螺旋水冷壁入口集箱-螺旋水冷壁水-冷壁中间集箱-垂直水冷壁管-垂直水冷壁出口集箱-引入管-汽水分离器。
  
  1 水汽质量监督的任务:
  火力发电厂水汽监督的目的是通过对热力系统进行定期的水汽情况,掌握运行规律,确保水汽质量合格,防止热力设备水汽系统腐蚀、结垢、积盐,保证机组的安全、经济运行;要確保化验监督的准确性,发现异常情况,应及时进行分析,查明原因,并和有关专业密切协调,使水汽质量调整控制在合格范围内。质量化验、测定及调整处理工作,及时反映炉内和热力系统内水质。
  2 水汽质量监督的内容
  2.1 日常监督内容
  2.1.1 做好机组从安装、调试、运行等各个环节的全过程监督工作,不留隐患。水处理设备及系统未投运或运行不正常时,不准启动机组。启动过程中,要严格控制水汽质量标准,发现异常及时处理,任何情况下都不准往锅内送原水。
  2.1.2 根据机组型式、参数等级、控制型式、水处理系统及化学仪表配置等情况,按照GB/T 12145-2008《火电机组及蒸汽动力设备水汽质量》、DL/T912-2005《超临界水汽标准》及其他相关国标、行标的规定,确定机组的水汽监督项目与指标,必要时通过热化学试验和调整试验来确定。对关键的水汽监督指标应设定期望值。
  2.1.3 应依靠在线化学仪表监督水汽质量,按DL/T 677-2009的技术要求和检验条件,实施化学仪表实验室计量确认工作,确保在线化学仪表的配备率、投入率、准确率。
  2.1.4 运行中发现异常、机组启动或原水水质变化时,应根据具体情况,增加测定次数和项目。
  2.1.5 新投入运行的锅炉应进行热力化学试验或调整试验,以确定合理的运行方式和水质监控指标。运行锅炉改变锅内水处理工艺之前,或对原锅内水处理工艺进行某些控制指标修改时,要通过严格的科学试验确认,并有明确的工艺监控指标。
  2.1.6 当水汽质量异常时,应按“水汽异常三级处理”的原则执行并应将异常情况及时报告主管领导及上级主管部门;尽快查明原因,进行消缺处理,恢复正常。若不能恢复,并威胁设备安全经济运行时,应采取紧急措施,直至停止机组运行。
  2.1.7 对疏水、生产返回水的质量要加强监督,不合格时,不得直接进入热力系统。
  2.1.8 给水的加药处理宜采用自动化控制,连续均匀地加入系统内。
  2.1.9 汽包炉应根据炉水水质确定排污方式及排污量,并应按水质变化进行调整。
  2.1.10 新建或扩建的水处理设备投产后,或运行的水处理设备进行工艺改造后,应对水处理设备进行调整试验。应掌握水源水质的变化及其变化规律,发现水源水质突然变差,应及时采取处理措施,保证水处理设备正常制水。
  2.1.11 应加强循环水处理系统与药剂的监督管理。根据凝汽器管材、水源水质和环保要求,通过试验选择兼顾防腐、防垢的缓蚀阻垢剂和循环水处理运行工况,并严格执行;对水处理药剂要逐批进行质量验收;严格控制循环水的各项监控指标(包括浓缩倍率);制定凝汽器胶球系统投运的有关规定。
  2.1.12 发电机内冷水的水质监督按DL/T 801-2002的有关规定执行。
  2.2 机组启动、停(备)用阶段的化学监督
  2.2.1 备用或检修后的机组投入运行时,应及时投入除氧器,并使溶氧合格。新的除氧器投产后,应进行调整试验,以确定最佳运行方式,保证除氧效果。如给水溶氧长期不合格,应考虑对除氧器结构及运行方式进行改进。
  2.2.2 机组启动时应冲洗取样器。冲洗后应按规定调节样品流量,保持样品温度在30℃以下。
  2.2.3 锅炉启动后,发现炉水浑浊时,应加强锅内处理及排污,或采取限负荷、降压运行等措施,直至炉水澄清;炉水pH值偏低时,应加入NaOH处理。
  2.2.4 对各种水箱及低温管道的腐蚀情况定期进行检查,对高压加热器、省煤器入口管段的流动加速腐蚀(FAC)情况进行检查。
  2.2.5 应根据DL/T 712-2000的规定,结合本厂循环水的水质情况合理选择凝汽器管材,并认真做好安装前的监造、探伤、氨熏等管材质量检验工作。
  2.2.6 对有积盐的过热器,应进行过热器反冲洗,冲洗时要监督出水的钠、碱度和电导率。
  2.2.7 检修或停用的机组启动前,凝结水、给水系统应水冲洗至水质合格。
  2.2.8 各种加热器和凝汽器灌水找漏时应使用凝结水或除盐水。
  2.2.9 各种水处理材料、药品到货时,应进行检验,合格后分类保管。
  3 化学监督的意义
  化学监督是通过化学手段掌握发电过程中的水、煤、油、汽、气的有关指标,其意义在于:
  1、指导优化运行。对不同运行方式的化学监督数据进行比对分析,可以取得更安全、更经济的运行方式。
  2、保护设备。通过化学监督,可通过运行工质指标的变化,发现设备异常,及时采取必要的保护措施。
  3、指导检修。通过化学监督,发现设备运行的故障点,有针对性的开展检修。化学监督数据是开展状态检修的参考依据之一,避免检修的盲目性。
  化学监督是保证发、供电设备安全、经济、稳定、环保运行的重要基础工作之一。应采用适应电力生产发展的科学的管理方法、完善的管理制度和先进的检测手段,掌握机组参数和设备状态,及时发现和消除与化学监督有关的发、供电设备隐患,防止事故发生。
  4 停(备)用机组启动时的水、汽质量要求及控制标准
  1、机组启动前,要用加有氨和联氨的除盐水冲洗高低压给水管和锅炉本体,机组启动时,凝结水、疏水质量不合格不准回收,蒸汽质量不合格不准并汽。
  2、发现过热器有严重积盐的,在点火前应对过热器进行反冲洗。冲洗的除盐水应加氨调整pH值在10.0~10.5,冲洗至出水无色透明。
  3、在冷态及热态水冲洗过程中,当凝汽器与除氧器间建立循环后,应投入凝结水泵出口加氨处理设备,控制冲洗水pH值在9.0~9.5,以形成钝化体系,减少冲洗腐蚀。
  4、锅炉启动时给水质量标准
  锅炉启动时的给水质量应符合下列规定,在热启动时2h内、冷启动时8h内达到正常运行时的标准值。
  5、凝结水回收质量标准
  在机组启动阶段,为减少结垢物质、有害离子和金属腐蚀产物进入热力系统,减少热损失和纯水损失,应尽早投入凝结水处理装置运行。机组启动时,凝结水回收应以不影响给水质量为前提,回收的凝结水质量应符合规定。
  6、疏水回收质量标准
  在机组启动阶段,应严格监督疏水质量。当高、低压加热器的疏水含铁量不大于400μg/L时,可回收。
  7、汽轮机冲转前的蒸汽质量
  锅炉启动后,机组并汽或汽轮机冲转前的蒸汽质量下表规定控制,并在机组并网后8h内达到正常运行时的标准。
  8、锅炉水压试验用水质量要求
  (1)锅炉整体水压试验应采用除盐水。
  (2)锅炉做整体水压试验时,除盐水中应加有一定剂量的联氨或丙酮肟,用液氨或氨水调节pH值,加药量应根据水压试验后锅炉的停放时间选择,锅炉整体水压试验加药量应符合下表的要求。
  (3)对于有奥氏体钢的过热器、再热器,除盐水中的氯离子含量应小于0.2mg/L。
  5 水汽监督异常分析处理
  5.1 水汽质量劣化的“三级处理” 规定和要求
  三级处理值的涵义为:
  一级处理值——有因杂质造成腐蚀、结垢、积盐的可能性,应在72h内恢复至相应的标准值。
  二级处理值——肯定有因杂质造成腐蚀、结垢、积盐的可能性,应在24h内恢复至相应的标准值。
  三级处理值——正在进行快速结垢、积盐、腐蚀,如果4h内水质不好转,应停炉。
  在異常处理的每一级中,如果在规定的时间内尚不能恢复正常,则应采用更高一级的处理方法。对于汽包锅炉,恢复标准值的办法之一是降压运行。
  5.2 异常情况及处理方法
  5.2.1 凝结水异常
  
  表5-1 溶解氧超标的原因及处理方法
  
  原因 处理方法
  凝结器泄漏 汇报有关人员堵漏
  经化验确认有关系统漏气 汇报值长、单元长查漏或调整
  补水量太大 联系单元长调整补水量
  取样系统漏气 检查取样系统
  
  表5-2 硬度超标的原因及处理方法
  
  原因 处理方法
  凝汽器泄漏或渗入 凝汽器查漏、堵漏
  生水渗入凝水系统中 查明生水来源,消除来源
  
  表5-3 电导率(H+)超标的原因及处理方法
  
  原因 处理方法
  凝汽器泄漏或渗入 凝汽器查漏、堵漏
  系统加氨过高 调整至合适加氨量
  氢离子交换柱失效 更换新树脂
  
  表5-4 二氧化硅、钠离子超标的原因及处理方法
  
  原因 处理方法
  凝汽器渗泄漏 凝汽器查漏堵漏
  冷却水渗入系统中 查明来源,进行消除
  补给水水质不合格 查明补给水不合格的原因并处理
  蒸汽品质不合格 调整蒸汽和炉水品质
  
  5.2.2 给水异常
  表5-5 给水浑浊、铜和铁含量超标的原因及处理方法
  
  原因 处理方法
  机组启动时管道冲洗不彻底 加强锅炉排污换水
  除氧不好给水氧超标引起腐蚀 按给水氧不合格处理
  高加投入疏水中含铁量高 锅炉加大排污换水
  给水pH低引起系统腐蚀 调节给水pH使之合格
  
  表5-6 硬度超标的原因及处理方法
  
  原因 处理方法
  凝汽器泄漏 凝汽器查漏堵漏,手动摇死旁路门
  疏水有硬度 将疏水排掉
  补给水有硬度 对除盐水进行处理
  
  表5-7 pH值不合格的原因及处理方法
  
  原因 处理方法
  加氨量过多或过少 调整加氨量,使之在适当的范围
  
  表5-8 溶解氧超标的原因及处理方法
  
  原因 处理方法
  除氧器运行工况不正常 调整除氧器运行工况
  除氧器内部装置有缺陷 除氧器检修
  除氧器排气门开度不够 调整除氧器排气门开度
  给水泵入口侧不严 查明原因,进行密封处理
  取样管不严,漏入空气 检查取样器,消除漏气
  凝结水溶解氧高 联系机组长查漏堵漏调整
  给水加联胺量不足 增加给水加联氨量
  
  5.2.3 炉水水质异常
  
  表5-9 导电率超标的原因及处理方法
  
  原因 处理方法
  凝水、除盐水或疏水导电率高 查明不合格水源减少用量,必要时排掉。
  锅炉排污不正常 增加排污量
  加药量太大 调整加药量
  
  表5-10 pH值不合格的原因及处理方法
  
  原因 处理方法
  炉内磷酸盐不足 加强磷酸处理
  磷酸盐药品不纯 更换磷酸盐
  给水pH不合格 调整给水pH值
  排污量过大或过小 调整排污
  给水混入有机物 查找原因杜绝有机物,并检查捕捉器
  盐类暂时消失 调整锅炉升压速度防止负荷急剧变化
  加药过多 调整加药量(必要时可加适量NaOH)
  
  
  表5-11 二氧化硅超标的原因及处理方法
  
  原因 处理方法
  给水二氧化硅超标 检查组成给水各路水源改善给水水质
  锅炉排污量不足 联系单元长开大锅炉连排或进行定排
  磷酸盐不纯,含有硅酸盐杂质 查明药品质量,更换药品
  锅炉启动时管道系统冲洗不彻底 做好启动前的冲洗工作,并加强锅炉排污
  
  5.2.4 蒸汽
  
  表5-12 二氧化硅、含钠量超标的原因及处理方法
  
  原因 处理方法
  炉水二氧化硅、含钠量超标 加强排污改善炉水品质
  内部汽水装置损坏,分离效果差 消除汽包内部缺陷提高分离效果
  汽包高水位蒸汽带水 由试验确定汽包正常水位
  减温水不合格 改善给水质量使减温水合格
  锅炉运行工况剧烈变化 由热化学试验确定锅炉运行工况
  炉内加药浓度太大或速度太快 调整炉内加药浓度和速度
  
  5.2.5 疏水
  表5-13 硬度不合格的原因及处理方法
  
  原因 处理方法
  生水漏入疏水系统 查明生水来源,加以消除或排掉
  铁、铜含量高 铁、铜含量高的疏水进入疏水箱 将铁、铜含量高的疏水排掉
  疏水箱严重腐蚀 对疏水箱进行防腐
  高、低加存在冲刷现象 检修时消除和运行调整
  
  5.2.6 内冷水
  
  表5-14 含铜量超标的原因及处理方法
  
  原因 处理方法
  运行中长时间没换水 适当进行换水
  碱式小混床失效或原水含铜量高 处理小混床,查明原水含铜量高的原因
  内冷水pH低 调整碱式小混床至pH合格
  导电超标 小混床失效 处理碱式小混床
  补水不合格,导电偏大 查明补水导电大的原因,排换内冷水
  
  表5-15 pH不合格的原因及处理方法
  
  原因 处理方法
  内冷水系统泄漏,补水量大 查漏、补漏,消缺
  小混床失效(除盐水PH偏低) 处理小混床
  
  6 结论
  化学水汽监督在电厂化学中起着举足轻重的左右,有效的监督和防范处理措施,是保证机组安全运行的关键。
  
  参考文献:
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