某電廠(chǎng)供熱機(jī)組冬季水汽異常案例分析

王 飛， 何鳳元， 李靜林， 于 洋

發(fā)電技術(shù)

某電廠(chǎng)供熱機(jī)組冬季水汽異常案例分析

王 飛1， 何鳳元1， 李靜林2， 于 洋3

（1.華電電力科學(xué)研究院東北分院，遼寧沈陽(yáng)110000；2.福建寧德核電有限公司，福建寧德352000；3.華能長(zhǎng)春熱電廠(chǎng)，吉林長(zhǎng)春130000）

水汽品質(zhì)的準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)是保證機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的必要手段。單一的手工分析方法已經(jīng)不能滿(mǎn)足高品質(zhì)水汽連續(xù)監(jiān)測(cè)的要求，因此必須依靠準(zhǔn)確的在線(xiàn)化學(xué)儀表加以監(jiān)測(cè)。本文通過(guò)對(duì)在線(xiàn)儀表校驗(yàn)和水質(zhì)化驗(yàn)，查找冬季某電廠(chǎng)供熱機(jī)組水汽異常原因，并提出解決方案，保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

在線(xiàn)化學(xué)儀表； 誤差檢驗(yàn)； 水質(zhì)劣化

0 引言

進(jìn)入冬季，北方的供熱機(jī)組不但要完成發(fā)電任務(wù)，還要肩負(fù)著供熱的社會(huì)責(zé)任，供熱給企業(yè)帶來(lái)新的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)的同時(shí)，但也給化學(xué)水汽監(jiān)督工作提出了更高的要求。本文通過(guò)對(duì)北方某電廠(chǎng)冬季供暖期水汽異常案例進(jìn)行分析，并提出整改意見(jiàn)。

1 機(jī)組概述

北方某電廠(chǎng)新建4×150MW機(jī)組，鍋爐采用某鍋爐廠(chǎng)生產(chǎn)的型號(hào)為UG-480/13.7-M型超高壓、一次中間再熱循環(huán)單汽包自然循環(huán)流化床鍋爐，出力480T/h；汽輪機(jī)為某汽輪機(jī)廠(chǎng)生產(chǎn)的抽汽式C135-13. 24/0.294/535/535型超高壓中間再熱，某汽輪機(jī)廠(chǎng)生產(chǎn)的純凝式N150-13.24/535/535型凝汽式機(jī)組；2號(hào)發(fā)電機(jī)為某汽輪機(jī)電機(jī)廠(chǎng)生產(chǎn)的型號(hào)為QFJ-150-2型空冷發(fā)電機(jī)。2015年下半年進(jìn)入供暖期后由2號(hào)機(jī)組負(fù)責(zé)供熱，供熱后的疏水經(jīng)化驗(yàn)硬度、鐵含量等指標(biāo)合格后，回收至除氧器。但回收后水汽系統(tǒng)凝結(jié)水、給水、飽和蒸汽在線(xiàn)電導(dǎo)表雖然不超標(biāo)，但全部偏上限運(yùn)行，電導(dǎo)

率值見(jiàn)表1。

表1 水汽系統(tǒng)（氫）電導(dǎo)率表顯示值

2 在線(xiàn)儀表校驗(yàn)

水汽品質(zhì)的準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)是保證機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的必要手段之一。由于手工分析方法已經(jīng)不能滿(mǎn)足高品質(zhì)水汽連續(xù)監(jiān)測(cè)的要求，因此必須依靠準(zhǔn)確的在線(xiàn)化學(xué)儀表加以監(jiān)測(cè)。目前，國(guó)內(nèi)有很多電廠(chǎng)水汽品質(zhì)合格率統(tǒng)計(jì)值很高，但熱力設(shè)備水汽系統(tǒng)腐蝕、結(jié)垢和積鹽情況卻很?chē)?yán)重，這主要是由于常規(guī)的手段無(wú)法檢驗(yàn)在線(xiàn)化學(xué)儀表工作狀態(tài)的準(zhǔn)確性，導(dǎo)致部分儀表工作誤差很大，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)水汽品質(zhì)惡化，給電廠(chǎng)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，提高電廠(chǎng)在線(xiàn)化學(xué)儀表測(cè)量的準(zhǔn)確性和可靠性，對(duì)發(fā)電廠(chǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要的意義。

水汽系統(tǒng)在線(xiàn)（氫）電導(dǎo)率表常見(jiàn)的誤差來(lái)源有氫交換柱陽(yáng)離子交換樹(shù)脂性能及再生度、系統(tǒng)漏氣、電極污染等在線(xiàn)干擾因素產(chǎn)生的誤差，以及二次儀表的測(cè)量頻率、電極常數(shù)、溫度補(bǔ)償?shù)燃兯蛩禺a(chǎn)生的誤差（如圖1所示）。

采用YHJ-V型移動(dòng)式在線(xiàn)化學(xué)儀表檢驗(yàn)裝置對(duì)該電廠(chǎng)的氫電導(dǎo)表在線(xiàn)儀表進(jìn)行檢驗(yàn)，具體結(jié)果見(jiàn)表2。

檢驗(yàn)結(jié)果表明：經(jīng)過(guò)采取一系列誤差消除措施后，2號(hào)機(jī)組水汽系統(tǒng)5臺(tái)（氫）電導(dǎo)率表整機(jī)工作誤差符合標(biāo)準(zhǔn)要求，能夠滿(mǎn)足日常水質(zhì)監(jiān)督要求。但凝結(jié)水泵出口、省煤器入口、飽和蒸汽CC均已經(jīng)超過(guò)GB/T 12145-2008[1]要求的標(biāo)準(zhǔn)。

表2 2號(hào)機(jī)組水汽系統(tǒng)電導(dǎo)率檢驗(yàn)結(jié)果

3 水汽異常原因分析

從表2測(cè)量結(jié)果可以看出#2機(jī)組凝結(jié)水泵出口、省煤器入口氫電導(dǎo)率已經(jīng)超出DL/T 561-2013《火力發(fā)電廠(chǎng)水汽化學(xué)監(jiān)督導(dǎo)則》[4]中的要求。根據(jù)三級(jí)處理的原則：

（1）一級(jí)處理值—有因雜質(zhì)造成腐蝕、結(jié)垢、積鹽的可能性，應(yīng)在72h內(nèi)恢復(fù)至標(biāo)準(zhǔn)值。

（2）二級(jí)處理值—肯定有因雜質(zhì)造成腐蝕、結(jié)垢、積鹽的可能性，應(yīng)在24h內(nèi)恢復(fù)至標(biāo)準(zhǔn)值。

（3）三級(jí)處理值—正在快速腐蝕、結(jié)垢、積鹽，如4h內(nèi)水質(zhì)不好轉(zhuǎn)，應(yīng)停爐。

在異常處理的每一級(jí)中，如果在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)尚不能恢復(fù)正常，則應(yīng)采用更高一級(jí)的處理方法，在采取措施期間，可采用降壓運(yùn)行的方式，使其監(jiān)督指標(biāo)處于標(biāo)準(zhǔn)值的范圍內(nèi)。

根據(jù)DL/T 561-2013導(dǎo)則[4]的要求，該電廠(chǎng)的三級(jí)處理值和實(shí)際測(cè)量值見(jiàn)表3。

從表3可以看出：水質(zhì)實(shí)際測(cè)量值已經(jīng)超過(guò)一級(jí)處理值，應(yīng)在72小時(shí)內(nèi)恢復(fù)至標(biāo)準(zhǔn)，未在規(guī)定時(shí)間內(nèi)恢

復(fù)，則應(yīng)采用更高一級(jí)的處理方法。

表3 三級(jí)處理值和實(shí)際測(cè)量值對(duì)比

因?yàn)樵撾姀S(chǎng)由2號(hào)機(jī)組負(fù)責(zé)供熱，供熱抽氣無(wú)取樣點(diǎn)，抽氣為中壓缸抽氣，來(lái)源是再熱蒸汽。3臺(tái)加熱器只投運(yùn)1臺(tái)，其他2臺(tái)已經(jīng)確定存在泄露點(diǎn)，且漏量較大，投運(yùn)后疏水不合格，無(wú)法回收。為了查找雜質(zhì)來(lái)源，分別取2號(hào)爐再熱蒸汽、熱網(wǎng)疏水、二環(huán)網(wǎng)循環(huán)水供水進(jìn)行陰離子痕量化驗(yàn)?；?yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 送檢水樣分析數(shù)據(jù)

從表4可以看出：二環(huán)網(wǎng)循環(huán)水供水陰離子主要為Cl-和SO42-，熱網(wǎng)疏水與2號(hào)爐再熱器比對(duì)有增高現(xiàn)象，說(shuō)明熱網(wǎng)加熱器有滲漏點(diǎn)，二環(huán)網(wǎng)循環(huán)水滲入熱網(wǎng)疏水中，隨熱網(wǎng)疏水進(jìn)入除氧器。所以雜質(zhì)來(lái)源主要還是熱網(wǎng)返回水超標(biāo)造成水汽系統(tǒng)水質(zhì)不合格。由于該電廠(chǎng)已經(jīng)沒(méi)有備用的加熱器進(jìn)行切換，所以無(wú)法通過(guò)切換設(shè)備進(jìn)行排查。凝結(jié)水出口、省煤器入口、飽和蒸汽氫電導(dǎo)表全部校驗(yàn)完畢，可以滿(mǎn)足監(jiān)督要求。該電廠(chǎng)將2號(hào)加熱器疏水外排，電導(dǎo)率指標(biāo)合格，所以熱網(wǎng)返回水水質(zhì)不合格是影響水汽品質(zhì)的主要因素。

根據(jù)GB/T 12145-2008《火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動(dòng)力設(shè)備廠(chǎng)水汽質(zhì)量》[1]中的要求：硬度期望值≈0μmol/L，鐵含量≤50μg/L。生產(chǎn)返回水還應(yīng)根據(jù)回水的性質(zhì)，增加必要的化驗(yàn)項(xiàng)目。當(dāng)熱網(wǎng)疏水水質(zhì)不滿(mǎn)足給水或凝結(jié)水水質(zhì)時(shí)，不能回收至給水或凝結(jié)水系統(tǒng)。

由于熱網(wǎng)加熱器存在滲漏點(diǎn)，滲漏量較小，經(jīng)過(guò)蒸汽的稀釋后，通過(guò)測(cè)量硬度、鐵等指標(biāo)無(wú)法反應(yīng)出水質(zhì)變化，但是疏水回收后，氫電導(dǎo)率有明顯的增加。所以增加必要的化驗(yàn)項(xiàng)目和在線(xiàn)儀表可以有效的監(jiān)督水質(zhì)。

2號(hào)加熱器存在滲漏點(diǎn)，不合格的熱網(wǎng)疏水回收至機(jī)組除氧器，進(jìn)入給水系統(tǒng)，至汽包；經(jīng)過(guò)汽水分離后，機(jī)械攜帶和溶解攜帶能力強(qiáng)的離子被帶入蒸汽系統(tǒng)，造成蒸汽品質(zhì)下降。雜質(zhì)離子和金屬腐蝕產(chǎn)物一起隨汽輪機(jī)做功后的乏汽進(jìn)入凝汽器。這樣造成凝結(jié)水、給水、蒸汽水質(zhì)全部超標(biāo)，加速熱力設(shè)備的腐蝕、結(jié)垢和積鹽，威脅機(jī)組安全運(yùn)行。

4 建議

根據(jù)機(jī)組實(shí)際運(yùn)行狀況，提出以下幾點(diǎn)建議：

（1）熱網(wǎng)疏水必須滿(mǎn)足運(yùn)行機(jī)組給水水質(zhì)要求后方可回收，回收后出現(xiàn)水質(zhì)異常，要及時(shí)切換熱網(wǎng)加熱器或疏水外排，保證機(jī)組安全運(yùn)行。

（2）加強(qiáng)在線(xiàn)儀表的維護(hù)工作。按照DL/T 677-2009《發(fā)電廠(chǎng)在線(xiàn)化學(xué)儀表檢驗(yàn)規(guī)程》[3]要求，定期對(duì)化學(xué)在線(xiàn)儀表進(jìn)行校驗(yàn)，保證儀表準(zhǔn)確、可靠。

（3）進(jìn)入供暖期之前，提前做好加熱器的打壓查漏工作。

（4）采用動(dòng)態(tài)再生的方法對(duì)氫電導(dǎo)表陽(yáng)離子交換柱樹(shù)脂進(jìn)行再生，提高樹(shù)脂再生度，消除交換柱附加誤差。未進(jìn)行交換柱附加誤差修正前，2號(hào)機(jī)組氫電導(dǎo)率雖然較大，但全部在合格范圍之內(nèi)，不能真實(shí)、及時(shí)、準(zhǔn)確反應(yīng)水質(zhì)變化情況。建議采購(gòu)再生裝置，進(jìn)行動(dòng)態(tài)再生。

（5）更換變色樹(shù)脂。陽(yáng)離子交換柱更換變色樹(shù)脂可以提前掌握樹(shù)脂的失效情況，提前更換。

（6）建議每臺(tái)加熱器分別配置取樣裝置，可以對(duì)每個(gè)加熱器分別進(jìn)行監(jiān)督。

（7）為了提高監(jiān)督的效率和質(zhì)量，熱網(wǎng)加熱器疏水增加氫電導(dǎo)表和鈉表兩塊在線(xiàn)儀表，實(shí)時(shí)監(jiān)督水質(zhì)變化情況。

5 結(jié)語(yǔ)

北方供熱機(jī)組，熱網(wǎng)投入運(yùn)行期間，由于熱網(wǎng)水質(zhì)不穩(wěn)定，而影響機(jī)組的水汽質(zhì)量。熱網(wǎng)回收水微漏或滲漏時(shí)，會(huì)影響在在線(xiàn)氫電導(dǎo)值超標(biāo)，輔助手工檢測(cè)以及痕量分析，能及時(shí)準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題，保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

[1]GB/T 12145-2008，火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動(dòng)力設(shè)備廠(chǎng)水汽質(zhì)量[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

[2]DL/T 246-2006，化學(xué)監(jiān)督導(dǎo)則[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.

[3]DL/T 677-2009，發(fā)電廠(chǎng)在線(xiàn)化學(xué)儀表檢驗(yàn)規(guī)程[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

[4]DL/T 561-2013，火力發(fā)電廠(chǎng)水汽化學(xué)監(jiān)督導(dǎo)則[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2013.

[5]承慰才，王中甲.電廠(chǎng)化學(xué)儀表[M].2版.北京：中國(guó)電力出版社，1987：75～83.

Analysis of Water Vapor Anomaly in a Heating Unit in a Power Plant

WANG Fei1， HE Feng-yuan1， LI Jing-lin2， YU Yang3

（1.Huadian Electric Power Research Institute，Shenyang 110000，China；2.Fujian Ningde Nuclear Power Company Limited，Ningde 352000，China；3.Huaneng Changchun Thermal Power Plant，Changchun 130000，China）

Accuratemonitoringofwatervaporqualityisanecessarymeanstoensurethesafeandeconomic operation oftheunit.Singlemanual analysismethodisnotabletomeettherequirementsofhighqualitywatervaporcontinuousmonitoring，soit is necessary torely onaccurateon-linemonitoringof chemical instrumentation.After wemadetheonlineinstrument calibrationand testing water quality，and found theabnormal reasons of vapor about apower plant units in winter heating，meanwhile，wemadesolutionsandensuredtheunitstooperatesafelyandstably.

onlineinstruments； errorinspection； deterioratedwater

TM621

B

2095-3429（2016）03-0046-03

10.3969/J.ISSN.2095-3429.2016.03.011

2016-03-09

修回日期：2016-04-13

王 飛（1981-），男，吉林省吉林市人，學(xué)士，工程師，主要從事電廠(chǎng)化學(xué)研究工作。