摘要:本文根据相关理论和超临界机组的实际使用经验,对超临界机组在系统设计优化、凝结水精处理系统选型优化、给水处理方式的优化、机组停备保护措施的优化及化学运行监督管理工作等多个方面阐述了超临界机组汽水品质优化控制的途径和措施。
关键词:超临界机组，汽水指标,化学
引言
我国超临界机组最长运行时间也已有十几年，许多机组都经过了1次以上的大修，在机组汽水品质的管理上积累了一定的经验。通过开展全过程的化学监督工作,机组设计时就应充分考虑超临界机组的特点,热力系统采用无铜系统及完善的水处理工艺；在设备验收、保管和安装验收过程中均要有化学专业人员参与并提出验收和保管建议；在机组吹管和整组启动阶段,化学专业人员应严格按水汽品质控制标准控制点火给水水质及汽机冲转蒸汽品质,不达标准禁止点火及冲转；在机组的设计及基建阶段,就应着手进行化学从业人员的技能培训,通过规程编写、调试方案讨论、调试操作等工作中锻炼队伍,为机组的安全投产准备好较高素质的化学专业人员。
一、超临界机组的结垢、结盐特点
从上述超临界工况下的水化学特点可知，假如给水水质不纯，给水中的钙、镁离子及部分铁氧化物将沉积在水冷壁管上而影响锅炉的安全运行；绝大部分的钠化物、硅化合物、强酸阴离子、铜氧化物和部分的铁氧化物将溶解于过热蒸汽中被带入汽轮机。随着过热蒸汽在汽轮机中做功后蒸汽压力下降，杂质在蒸汽中的溶解度也会不断下降，原溶解于过热蒸汽中的铜氧化物和铁氧化物及部分钠化物就会沉积在汽轮机高压缸的通流部分，硅化合物和部分钠化物就会沉积在汽轮机低压缸的通流部分而影响汽轮机的效率和寿命；而没有沉积在汽机叶片上的部分强酸阴离子就有可能溶解在汽轮机低压缸的初凝结区的液滴内，对该部位的叶片及金属部件产生应力腐蚀、点蚀或产生腐蚀疲劳裂纹。
二、热力系统设计时的管材选型优化
热力系统中的凝汽器、低压加热器、高压加热器的管材选择，是热力系统运行时影响给水品质的主要设备因素。因为高、低压加热器管材的不同将影响到给水处理工艺，如果采用铜管，铜管的腐蚀会引起给水的铜氧化物浓度不合格；如果采用不锈钢管，可避免给水铜氧化物浓度不合格现象的发生。所以，高、低压加热器应采用无铜系统。凝汽器管材的不同将影响到投运后凝汽器的泄漏问题。从我国沿海地区大型电厂的凝汽器管材使用情况来看，凡是凝汽器采用钛管和碳钢包钛隔板的机组，凝汽器发生泄漏的概率都很小，甚至有的机组已运行了8年以上也未发生过泄漏；但采用铜管的机组都存在不同程度的泄漏。所以在超临界机组热力系统设计时，凝汽器应采用无铜系统。对于无法采用无铜系统的机组，其凝汽器铜管的选材应综合考虑适应当地的冷却水水质和防止凝汽器抽空区铜管的氨蚀等问题，选择合适的铜管管材并选择产品质量信誉较好的生产厂家进行生产。只有在设计热力系统时从材质选择和技术选型上满足了超临界机组汽水化学运行工况的要求后，运行中才有可能达到优质的汽水品质。
三、超临界机组的给水水质标准
从上述杂质离子在汽水中的溶解度的变化情况和在不同部位沉积的可能性看，由于超临界下过热蒸汽中的铜、铁氧化物的溶解度与亚临界相比有较大的提高，尤其是铜氧化物的溶解度从亚临界到超临界有一个急剧的提高，如果在给水中不加以严格限制，将会造成大量铜氧化物沉积于汽轮机高压缸的通流部位。为了保证超临界机组的安全运行，在对给水水质的要求上，对铜、铁氧化物的标准将对亚临界直流锅炉的要求更高。另外由于超临界机组中奥氏体钢的使用量比亚临界机组有较大的提高，且与相同再热蒸汽温度的亚临界机组相比，低压缸末几级叶片的湿度增加，为了防止发生奥氏体的晶间腐蚀和汽机末几级叶片的腐蚀，对阴离子的含量也提出了较高的要求。
从设计到投产阶段的化学监督。通过开展全过程的化学监督工作,机组设计时就应充分考虑超临界机组的特点,热力系统采用无铜系统及完善的水处理工艺;在设备验收、保管和安装验收过程中均要有化学专业人员参与并提出验收和保建议;在机组冲管和整组启动阶段,化学专业人员应严格按水汽品质控制标准控制点火给水水质及汽机冲转蒸汽品质,不达标准禁止点火及冲转;在机组的设计及基建阶段,就应着手进行化学从业人员的技能培训,通过规程编写、调试方案讨论、调试操作等工作中锻炼队伍,为机组的安全投产准备好较高素质的化学专业人员。
四、汽水恶化三级处理步骤
当水汽质变恶化时，应迅速检查取样的代表性，化验结果的准确性，并综合分析水汽指标的变化，确认判断无误后，应按照下列三级处理方案执行：
一级处理：有发生水汽系统腐蚀、结垢、积盐的可能性，应在72小时内恢复至相应标准值；
二级处理：正在发生水汽系统腐蚀、结垢、积盐，应在72小时内恢复至相应标准值；
三级处理：正在快速发生水汽系统腐蚀、结垢、积盐，应在4小时内恢复至相应标准值，若无法恢复，则应该停炉处理。
在异常处理的每一级中，当每一级在规定的时间内无法处理正常，则应该采用更高一级的处理方法。
结束语：
目前的水处理技术、水处理工艺和设备已能完全满足超临界机组对水质的要求。机组汽水品质的好坏还与管理工作的好坏有密切关系。从设计时就要全面考虑超临界机组的水工况特点,凝汽器尽量采用钛管和钛板,低加必须采用不锈钢管,高加采用碳钢管,使系统成为无铜系统,从系统材质上保证超临界机组给水对铜的高要求。在设计时选择完善的补给水处理系统和完善的凝结水精处理系统,凝结水精处理系统首选是选择中压、前置过滤器+高速混床系统。在设计时全面考虑机组正常运行时采用OT处理对机组的要求,设计安装相应的加氧系统,机组转入正常运行后立即采用OT运行。加强化学监督,开展全过程化学监督管理,确保机组在从设计到正常运行的全过程都在化学监督之下,保证机组一直处于较好的水化学况之中,才能确保机组长寿、安全、经济运行。加强防止机组凝汽器发生泄漏的工作,制定严格的凝结水水质异常时的三级处理标准、处理措施和相应处理预案,做到早发现、早检查、早堵漏,努力将机组凝汽器发生泄漏引起的影响降到最低。每次机组检修或停备用时应选择合适的保护措施,确保停运阶段热力系统不发生腐蚀,机组启动时严格按要求进行水侧和蒸汽侧的冲洗,严格按标准控制点火和冲转的汽水品质。
参考文献:
[1]中国国电集团公司.精细化调试质量控制指导意见[R].北京：中国国电集团公司，2016.
[2]国电建投内蒙古能源有限公司布连电厂.精细化调试控制措施[R].鄂尔多斯：国电建投内蒙古能源有限公司布连电厂，2017.
[3]中国电力投资集团公司.中国电力投资集团公司火电建设工程调试管理手册[R].北京：中国电力投资集团公司，2016
论文作者:黄亚杰
论文发表刊物:《中国电业》2019年10期
论文发表时间:2019/11/1
标签：机组论文; 凝汽器论文; 系统论文; 超临界论文; 氧化物论文; 化学论文; 汽水论文; 《中国电业》2019年10期论文;