關于凝結(jié)水含氧量超標原因分析及查找

張楷煌

【摘 要】本文針對火力發(fā)電廠常見的凝結(jié)水出口母管含氧量超標的問題，結(jié)合火力發(fā)電廠相關設備的特點以及機組正常運行中發(fā)生過的具體案例，分析造成此現(xiàn)象的原因，并提出相對的應對措施，希望以后對解決此類型問題能提供一定的參考價值。

【關鍵詞】凝結(jié)水；凝汽器真空；溶解氧含量超標；應對；改進

中圖分類號： TM621.8 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）12-0039-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.12.017

0 引言

我廠凝結(jié)水出口母管溶解氧含量控制值要求≤20μg/L，理想值要求≤10μg/L。凝結(jié)水溶解氧含量長期不合格或者大幅度超標，將會使得凝結(jié)水管道以及相關設備的腐蝕加快，使得高、低加的管道中更加容易生成鐵垢。凝結(jié)水溶解氧超標嚴重時，超出了除氧器的除氧能力，還可能使得鍋爐主給水溶解氧含量超標，一方面鍋爐受熱面?zhèn)鳠嵝氏陆?，另一方面還會加速鍋爐管道設備腐蝕、結(jié)垢，造成傳熱惡化。長期超標還容易造成鍋爐爆管等事故，嚴重威脅機組的安全、經(jīng)濟運行。因此就凝結(jié)水出口母管溶解氧含量超標原因做出以下分析，并提出相關應對措施。

1 凝結(jié)水出口母管溶解氧含量高原因分析

1.1 氧氣分壓越大，凝結(jié)水中溶解氧的飽和含量隨之增大

1.1.1 當凝汽器漏真空時，空氣進入凝汽器，凝汽器內(nèi)部氧氣的分壓隨之增大，從而造成凝結(jié)水溶解氧量增大。

案例一：

我廠#3機凝結(jié)水出口母管溶解氧含量在4月7日22：45左右從原來的8.54μg/L上升至25.66μg/L，而此前由于8A低加就地翻板水位計波動較大，關閉就地水位計上下手動門，由檢修人員解開水位計底部法蘭進行排污。由于我廠8A低加汽側(cè)屬于負壓區(qū)域，水位計與8A低加汽側(cè)直接連接，所以懷疑8A低加水位計底部法蘭由檢修人員操作后存在泄漏現(xiàn)象。4月14日對8A低加就地翻板水位計進行隔離后，凝結(jié)水出口母管溶解氧含量出現(xiàn)較明顯回落后回升，之后穩(wěn)定于15μg/L左右波動。隔離8A低加水位計后同負荷情況下，凝結(jié)水出口母管氧含量下降5μg/L，凝汽器真空上升0.3Kpa左右，所以可以確定8A低加就地翻板水位計底部法蘭為泄漏點。

案例二：

15年12月2日，我廠運行人員進行了#4機真空嚴密性試驗，當時機組負荷750MW。通過試驗得出結(jié)果：A凝汽器真空下降率0.326KPa/min，B凝汽器真空下降率0.274KPa/min。按真空評價要求：真空下降率>0.2KPa/min，#4機組真空嚴密性試驗不合格。

在對#4機組真空部分進行排查后，發(fā)現(xiàn)#4機組在低負荷運行時，常出現(xiàn)兩臺小機低壓軸封壓力為0或負值，是否存在軸封汽量不夠軸封不嚴漏真空的現(xiàn)象，在通過提高軸封母管壓力和關小兩臺小機軸封回汽手動門的情況下提高兩臺小機軸封壓力，觀察機組真空沒有明顯變化。

進一步從低負荷時對機組真空的影響進行分析，我廠兩臺小機軸封回汽管道上均有一路疏水去往A凝汽器疏水擴容器。如果軸封回汽量隨著負荷降低而至凝汽器的疏水管疏水量或汽量變小而抽吸兩臺小機空氣側(cè)端的空氣進入凝汽器，同時兩臺小機低壓軸封處因壓力不夠而漏入空氣，將加劇小機低壓軸封處吸入空氣，從而影響凝汽器的真空。

在將A、B小機軸封回汽管道疏水手動門關閉時，機組真空明顯升高最大0.4KPa。為了驗證其影響，將A、B小機軸封回汽疏水門進行“關-開-關”操作后，發(fā)現(xiàn)每次將兩臺小機軸封回汽管疏水手動門關閉后，兩個凝汽器真空都有顯著的提高，再重新打開疏水手動門后，真空又恢復到原先的水平?？梢妰膳_小機軸封回汽管疏水手動門確實會影響機組真空，打開后從小機軸封處吸入空氣進入凝汽器，造成凝結(jié)水溶解氧氧含量上升。

1.1.2 我廠二期工程2×1000MW機組抽真空系統(tǒng)設置三臺50%容量的偏心輪水環(huán)式真空泵，如果真空泵不能及時抽出凝汽器中的氧氣等不凝結(jié)氣體，也會使凝結(jié)水溶解氧含量增大。

我廠真空泵密封水采用海水進行冷卻，由于海水中不可避免的會有水草跟微生物，經(jīng)常造成冷卻器海水側(cè)堵塞，從而使真空泵密封水得不到有效冷卻，溫度上升。然而真空泵在工作過程中，葉片間為真空狀態(tài)，一旦密封水溫度上升，達到了葉片間壓力下的飽和溫度，則大部分密封水會在葉片間汽化，占據(jù)一部分空間，從而造成真空泵出力降低，不能及時的抽出凝汽器中的不凝結(jié)氣體，使得凝結(jié)水溶解氧含量上升。

案例三：

圖1是我廠#3機組16年4月17日凝結(jié)水出口母管溶解氧含量變化圖，4月16日中班發(fā)現(xiàn)#3A真空泵密封冷卻水溫度高，停運#3A真空泵并許可工作票對其密封水冷卻器海水側(cè)進行清理，結(jié)票后啟動#3A真空泵運行，通過圖六、圖三對比可以看出，同負荷下凝結(jié)水出口母管溶解氧含量下降6μg /L，凝汽器真空上升0.6Kpa，之后凝結(jié)水出口母管溶解氧含量一直維持在10μg /L以下，達到期望值。

1.2 凝結(jié)水過冷度的影響

在氧氣分壓不變的情況下，溶解氧的飽和含量隨凝結(jié)水過冷度的降低而降低，低溫下溶解氧的飽和含量隨溫度變化更加顯著。

由于低壓缸排汽自上而下流動過程中會有阻力產(chǎn)生，從而下部蒸汽壓力會低于上部蒸汽壓力，下部凝結(jié)水溫度低于上部溫度，從而產(chǎn)生過冷卻；蒸汽凝結(jié)成液滴后，在凝汽器鈦管間流動過程中繼續(xù)被冷卻，凝結(jié)水溫度下降，低于其飽和溫度，產(chǎn)生過冷卻。

凝汽器熱水井水位過高，淹沒鈦管，被淹沒的鈦管中的冷卻水會繼續(xù)對凝結(jié)水進行冷卻，使得凝結(jié)水溫度下降，從而產(chǎn)生過冷卻，凝結(jié)水的溶解氧含量增加；循環(huán)水溫度過低或循環(huán)水量過大，凝結(jié)水同樣容易被過度冷卻，溶解氧含量相對增加。

1.3 凝補水溶解氧含量的影響

機組正常運行時，凝汽器補水來自凝補水箱中的化學除鹽水，若化學除鹽水未經(jīng)過除氧處理，或者凝補水箱中的凝補水長期與空氣接觸，造成凝補水溶解氧含量上升，當溶解氧含量較高的凝補水補入凝汽器，若凝汽器補水霧化除氧裝置存在缺陷，無法正常除氧，一定程度上也會造成凝結(jié)水溶解氧含量的上升。

2 應對及改進措施

（1）發(fā)現(xiàn)真空系統(tǒng)泄露，凝結(jié)水凝結(jié)水溶解氧含量上升，對真空系統(tǒng)進行查漏，多留意凝結(jié)水溶解氧含量上升期間真空系統(tǒng)有無相關操作，要對機組真空以及軸封部分全面分析，特別是像#7、8低加水位計相關法蘭處，以及小機軸封回汽管疏水手動門這種平時不容易考慮到的地方。

（2）由于小機軸封回汽管道手動隔離門安裝在7m層，其布置呈U型，若不經(jīng)常疏水極易導致軸封回汽不暢，尤其在機組啟動過程中，使小機軸端冒水汽，嚴重時造成小機油系統(tǒng)進水對小機安全運行造成威脅。而回汽管道疏水又是直接去往凝汽器疏擴，如果疏水門長期打開，凝汽器的真空極易使軸端漏入空氣，影響真空。建議對兩臺小機軸封回汽管進行改造，從經(jīng)濟性角度考慮，將其疏水和主機軸封回汽母管疏水匯合回收，設置水封回收至凝汽器，或參考主機軸封回汽母管疏水設計理念，將兩臺小機軸封回汽管疏水改為U型管水封外排疏水，或改為可靠的自動疏水器自動疏水，或?qū)⒒仄躑型布置改造為直管道取消疏水管。而在對系統(tǒng)改造前先將疏水門關閉，并定期打開疏水門對兩臺小機軸封回汽管道進行疏水。

（3）在與凝汽器相連的相關閥門法蘭處涂抹油脂，并包裹薄膜進行密封，防止泄漏。

（4）加強對凝汽器抽真空系統(tǒng)的巡查和運行監(jiān)視（密封水溫度、密封水冷卻器出口壓力、汽水分離器水位等），保持真空泵處于良好工作狀態(tài)。

（5）機組正常運行控制凝結(jié)水過冷度不超過0.5℃，凝汽器端差不超過3℃，循環(huán)水溫升控制在9℃范圍內(nèi)。根據(jù)負荷及循環(huán)水溫度及時調(diào)整循環(huán)水泵運行方式，避免長時間在低負荷下保持多臺循環(huán)水泵運行，造成凝結(jié)水過冷度增大。

（6）運行中注意監(jiān)視凝汽器水位調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)正常，否則立即切至手動調(diào)整凝汽器水位不過高。

（7）確認正常運行時凝汽器補水由運行補水供給，且霧化除氧裝置工作良好，啟動補水閥門無內(nèi)漏。

（8）凝結(jié)水溶解氧含量高重點排查對象：凝結(jié)水泵進口濾網(wǎng)排空、放水門；凝結(jié)水泵密封水；熱井放水門；給水泵、軸封多級水封；7、8號低加水位計；凝汽器水位計；真空破壞門；抽真空泵液體溫度；疏水法蘭；軸封及低壓缸（包括小機）排汽。

3 結(jié)論

凝結(jié)水溶解氧含量超標會對機組安全、經(jīng)濟運行造成威脅。實際機組運行中發(fā)生溶解氧含量超標事件大部分都是機組真空部分漏入空氣造成，然而真空查漏考驗運行人員對機組系統(tǒng)的熟悉程度。本文通過幾個具體案例分析，論述了低壓加熱器水位器法蘭處泄露、軸封回汽疏水管路設置不合理，以及真空泵冷卻器堵塞等問題均可能導致凝結(jié)水溶解氧含量上升甚至超標，為今后解決凝結(jié)水溶解氧含量超標問題提供幾個應對措施，提高機組運行的安全性及經(jīng)濟性。

【參考文獻】

[1]張正峰.凝結(jié)水含氧量超標原因分析[J].陜西電力，2002，30（1）：66-67.

[2]張勇.橋電二廠125MW機組凝結(jié)水含氧量超標原因與處理 [J].青海電力，2000（3）：17-21.

[3]李強.C100/N125型汽輪機凝結(jié)水含氧量超標原因分析及系統(tǒng)改造[J]煤炭技術，2006，25（3）：119-120.

[4]黃占清.330MW機組凝結(jié)水含氧量大的原因分析[J].內(nèi)蒙古電力技術，2004，22（4）：27-28.

[5]靖長財.汽輪機凝結(jié)水溶解氧量高的原因分析及對策[J].華北電力技術，2002（4）：44-46.

[6]張月仙.提高凝結(jié)水溶解氧合格率的改進措施[J].寧夏電力，2011（2）：64-66.

[7]唐建偉.錦界電廠1號機組凝結(jié)水及補水除氧改造分析[J].華北電力技術2011（11）：35-36.