電廠化學(xué)汽水監(jiān)督與爐水加藥處理技術(shù)的探討

華電內(nèi)蒙古能源有限公司土默特發(fā)電分公司 褚福強(qiáng)

化學(xué)汽水監(jiān)督在電廠工作中始終發(fā)揮著重要作用，在電廠中含有多種發(fā)電機(jī)組，各個(gè)機(jī)組在高效率運(yùn)作的同時(shí)本身的污垢容量相對(duì)較小，特別是很容易由于鹽垢、結(jié)垢，影響各個(gè)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況。需注意的是，電廠各個(gè)設(shè)備的許多金屬構(gòu)件本身的運(yùn)作條件要求較高，而多種參數(shù)和金屬允許的極限值裕度較小，而當(dāng)內(nèi)部介質(zhì)質(zhì)量難以達(dá)成規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，將會(huì)進(jìn)一步加劇設(shè)備腐蝕、結(jié)垢問(wèn)題，嚴(yán)重威脅電力設(shè)備的安全生產(chǎn)[1]。

盡管近年來(lái)人們對(duì)于化學(xué)監(jiān)督的重視力度不斷增強(qiáng)，且電廠化學(xué)汽水監(jiān)督也不像是電氣設(shè)備短路那樣想要采取措施就能夠立竿見(jiàn)影、取得理想效果，這就使得化學(xué)監(jiān)督工作往往受到諸多限制。從宏觀視角來(lái)看，我國(guó)許多電廠、特別是那些規(guī)格處于200MW以上的高壓電場(chǎng)，已相應(yīng)配備形成各種功能佳、性能完善的在線儀表監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，但系統(tǒng)本身應(yīng)用較少，難以有效發(fā)揮效果，促使電廠設(shè)備故障經(jīng)常發(fā)生，由于腐蝕、積鹽造成的停機(jī)檢修問(wèn)題也頻繁出現(xiàn)，因此想要切實(shí)加強(qiáng)保障電廠穩(wěn)定運(yùn)行，則需著重于化學(xué)監(jiān)督工作和自動(dòng)化建設(shè)，將設(shè)備管理工作落實(shí)于前期，切實(shí)避免在設(shè)備出現(xiàn)嚴(yán)重故障后再展開后續(xù)修理。

1 電廠化學(xué)汽水監(jiān)督

1.1 電廠設(shè)備選型與水質(zhì)監(jiān)督

隨著用電需求的增大發(fā)電廠裝機(jī)容量也在相應(yīng)增大，為確保電廠穩(wěn)定運(yùn)行，需切實(shí)保障電力供應(yīng)的穩(wěn)定可靠。對(duì)于發(fā)電廠化學(xué)技術(shù)，需工作人員全面監(jiān)督熱力系統(tǒng)的汽和水，定期進(jìn)行設(shè)備維護(hù)、維修，切實(shí)避免熱力設(shè)備由于長(zhǎng)期積鹽出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，還能在一定程度上減少結(jié)垢情況的發(fā)生，提高電廠化學(xué)汽水品質(zhì)?，F(xiàn)階段電廠化學(xué)汽水監(jiān)督也開始朝向系統(tǒng)化、規(guī)范化方向發(fā)展，應(yīng)用爐水加藥技術(shù)能有效保證鍋爐應(yīng)用性能，減少水質(zhì)造成的故障問(wèn)題。

當(dāng)前水資源匱乏突出、水質(zhì)惡化更加明顯，電廠需充分考量水質(zhì)變化因素，合理選擇電廠應(yīng)用設(shè)備和設(shè)計(jì)方案，并能展開全過(guò)程化學(xué)汽水監(jiān)督工作，當(dāng)濃縮倍率較高需及時(shí)展開補(bǔ)水、排水。需要注意的是，在電廠化學(xué)汽水監(jiān)督過(guò)程中需預(yù)先進(jìn)行模擬試驗(yàn)，從而合理選擇加藥種類、控制加藥量，促使循環(huán)水濃縮倍率能夠相應(yīng)提高。

1.2 凝結(jié)水氧含量控制

電廠實(shí)際運(yùn)行中，當(dāng)凝結(jié)水氧含量不斷增高，受熱面本身就更加容易受到介質(zhì)影響，促使腐蝕現(xiàn)象更加嚴(yán)重，而已經(jīng)遭受腐蝕的受熱面就會(huì)隨之形成細(xì)微顆粒，在鍋爐運(yùn)行中隨之進(jìn)入到鍋爐內(nèi)部，促使鍋爐內(nèi)部水冷壁沉積結(jié)垢，甚至造成鍋爐受熱面保管、機(jī)組停機(jī)等一系列故障。與此同時(shí)，如果汽輪機(jī)加熱器出現(xiàn)疏水現(xiàn)象，排水閥門、法蘭盤等設(shè)備不夠緊密，將會(huì)促使凝結(jié)水溶氧問(wèn)題發(fā)生。在此情況下，為從源頭處避免出現(xiàn)凝結(jié)水溶氧現(xiàn)象，則需合理把控凝結(jié)水氧含量，定期查漏凝汽器真空系統(tǒng)，具體應(yīng)用時(shí)可采用傳統(tǒng)的火焰方法、煙氣方法，也可運(yùn)用微正壓法，有效降低凝結(jié)水溶氧率[2]。

1.3 停爐防護(hù)

電廠化學(xué)汽水監(jiān)督需加強(qiáng)停爐防護(hù)工作，基于電廠實(shí)際工作情況合理制定停爐保護(hù)措施，并按照技術(shù)規(guī)范展開行動(dòng)，明確電廠鍋爐保養(yǎng)方式、靈活進(jìn)行參數(shù)控制，并能不斷加強(qiáng)業(yè)務(wù)練習(xí)，促使設(shè)備運(yùn)行人員都能形成強(qiáng)烈的責(zé)任意識(shí)，完善汽水監(jiān)督機(jī)制，保證汽水品質(zhì)達(dá)成標(biāo)準(zhǔn)，避免出現(xiàn)安全隱患。

1.4 機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程監(jiān)督

在電力行業(yè)發(fā)展過(guò)程中，大多數(shù)電廠設(shè)備故障問(wèn)題都發(fā)生在機(jī)組啟動(dòng)時(shí)期，促使設(shè)備化學(xué)腐蝕、參數(shù)超標(biāo)情況頻繁發(fā)生，要求電力工作者能認(rèn)識(shí)到機(jī)組啟動(dòng)階段的重要意義，著重于監(jiān)督啟動(dòng)過(guò)程，在機(jī)組啟動(dòng)時(shí)期多次進(jìn)行汽水檢驗(yàn)，并能在第一時(shí)間進(jìn)行排污處理，切實(shí)提高水汽品質(zhì)。為強(qiáng)化機(jī)組性能、保證設(shè)備安全運(yùn)行，則需嚴(yán)格展開爐水檢測(cè)，促使?fàn)t水性能達(dá)標(biāo)。具體來(lái)講，在機(jī)組啟動(dòng)階段，需檢測(cè)汽機(jī)蒸汽品質(zhì)，如汽機(jī)沖轉(zhuǎn)前并未達(dá)成蒸汽標(biāo)準(zhǔn)，則不能將其用于沖轉(zhuǎn)工作；檢測(cè)給水水質(zhì)，促使給水水質(zhì)達(dá)標(biāo)，如爐水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)甚至出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，則需合理調(diào)節(jié)給水水質(zhì)，適當(dāng)添加爐水加藥含量，并能定期進(jìn)行定排、連排，直到爐水保持澄清狀態(tài)；凝結(jié)水水質(zhì)也需合理把控，只有凝結(jié)水水質(zhì)達(dá)到回收標(biāo)準(zhǔn)，才能展開后續(xù)回收工作。已用于凝結(jié)水精處理的水質(zhì)含鐵量需控制在1000μg/L以下，如水質(zhì)含鐵量過(guò)高則需直接將其沖洗排放[3]。

1.5 化學(xué)在線儀表監(jiān)督

對(duì)于電廠化學(xué)汽水監(jiān)督，應(yīng)用各種化學(xué)儀表進(jìn)行監(jiān)督是當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的監(jiān)督方法，特別是那些本身容量大、參數(shù)高的發(fā)電機(jī)組，應(yīng)用化學(xué)在線儀表能顯著提高檢測(cè)效率、有效應(yīng)對(duì)多種設(shè)備故障。

2 爐水加藥處理技術(shù)

2.1 技術(shù)背景

對(duì)于爐水加藥處理技術(shù)，爐水磷酸鹽處理技術(shù)是應(yīng)用最為廣泛地使用方式。鍋爐爐水物質(zhì)多樣，含有大量硬物質(zhì)，其中就包括鈣、鎂離子等鹽類成分，在鍋爐日常使用過(guò)程中，這些硬物質(zhì)隨著溫度升高促使鍋爐表面將會(huì)相應(yīng)形成水垢。應(yīng)用磷酸鹽處理技術(shù)能起到軟化水質(zhì)的作用，切實(shí)影響水垢形成。通過(guò)添加氫氧化鈉、磷酸鹽能靈活調(diào)節(jié)爐水酸堿度，也能顯著降低爐水成本中鈣鎂離子所占比例，從根本上應(yīng)對(duì)水垢問(wèn)題。

爐水磷酸鹽處理方式有著較為長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展歷史，最初添加磷酸鹽適用于應(yīng)對(duì)鈣鎂水垢，當(dāng)鍋爐參數(shù)不斷增高，鍋爐腐蝕、結(jié)垢情況更加明顯，對(duì)于爐水加藥處理的技術(shù)要求也就更高。后來(lái)開始應(yīng)用高純水進(jìn)行處理，在一定程度上減少鈣鎂水垢生成的可能性。磷酸鹽處理方法的實(shí)質(zhì)在于添加磷酸根，促使水中形成化合物并以水閘形式直接排出。但在電廠實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，磷酸鹽很容易和氧化鐵相互反應(yīng)、沉積形成氫氧化鈉，在爐水PH值調(diào)節(jié)的同時(shí)鍋爐堿性增強(qiáng)，堿性腐蝕現(xiàn)象更加突出，金屬脆性腐壞問(wèn)題相應(yīng)出現(xiàn)。在此情況下，為有效應(yīng)對(duì)爐水堿性過(guò)強(qiáng)問(wèn)題，則又開始相繼推出添加磷酸鹽和氫氧化鈉的爐水加藥處理方式，采用此方式能有效克服單純添加磷酸鹽方式的不足，在實(shí)現(xiàn)鍋爐防垢、防腐的基礎(chǔ)上，還能提高爐水緩沖性能。

2.2 爐水磷酸鹽處理的主要特點(diǎn)

通常在電廠爐水中想要保障鍋爐安穩(wěn)運(yùn)行，最為有效的方式便是調(diào)節(jié)Na離子含量比例。針對(duì)當(dāng)前階段爐水磷酸根比例過(guò)高情況，需結(jié)合電廠實(shí)際工作情況勘測(cè)水質(zhì)信息，促使磷酸根濃度能處于合理范圍內(nèi)。一般如爐水水質(zhì)相對(duì)較為穩(wěn)定，想要切實(shí)防止水垢生成，便可通過(guò)降低磷酸根濃度、調(diào)節(jié)酸堿度的方式，把控爐水水質(zhì)。

在電廠運(yùn)作過(guò)程中，鍋爐水長(zhǎng)期處于沸騰狀態(tài)、水質(zhì)堿性較強(qiáng)，添加磷酸鹽溶液，便會(huì)促使鈣離子與磷酸鹽相反應(yīng)、進(jìn)而生成堿式磷酸鈣，本身質(zhì)地松軟、很少依附在鍋爐表面，能隨著鍋爐水流輕易排除，更不會(huì)形成水垢。而且隨著鍋爐溫度的提高磷酸鹽能直接于金屬表面構(gòu)建形成磷酸鐵保護(hù)膜，這層保護(hù)膜能夠強(qiáng)化鍋爐本身的防腐功效。

2.3 處理要點(diǎn)

爐水磷酸鹽處理過(guò)程復(fù)雜，處理環(huán)節(jié)多、操作要求高。每個(gè)環(huán)節(jié)的功能、特性都存在諸多差別：傳遞環(huán)節(jié)。用于達(dá)成電離平衡、電解平衡，當(dāng)添加一定含量藥劑后，這些藥劑將會(huì)在爐水中進(jìn)行快速擴(kuò)散、達(dá)成平衡。整個(gè)平衡時(shí)間快、效果好，可看作純比例調(diào)節(jié)；純延遲過(guò)程。包括水流過(guò)程和流動(dòng)過(guò)程，加藥點(diǎn)到取樣點(diǎn)即為水流過(guò)程，取樣點(diǎn)到探頭出水樣即為流動(dòng)過(guò)程。水流過(guò)程時(shí)間較快，往往只需幾十秒，而流動(dòng)過(guò)程時(shí)間較慢，短則幾分鐘、長(zhǎng)則十幾分鐘，流動(dòng)時(shí)間與流速、管段長(zhǎng)度相關(guān)；一階慣性過(guò)程。一階慣性時(shí)期當(dāng)水樣到達(dá)探頭位置，儀表則呈現(xiàn)為一階慣性，如增大儀表信號(hào)輸出上下限，將會(huì)有效減小慣性影響，在線儀表測(cè)量敏感性也會(huì)相應(yīng)下降[4]。

2.4 注意事項(xiàng)

采用平衡磷酸鹽處理方式，能有效應(yīng)對(duì)多種鍋爐質(zhì)量問(wèn)題，提高蒸汽品質(zhì)和設(shè)備應(yīng)用性能，在進(jìn)行爐水加藥處理時(shí)也需合理把控各個(gè)環(huán)節(jié)，嚴(yán)格規(guī)范行為操作。

首先，靈活調(diào)整磷酸根濃度。磷酸根濃度高低將會(huì)直接影響到爐水加藥處理效果，如濃度過(guò)低難以達(dá)成理想效果，如果濃度過(guò)高不僅難以發(fā)揮酸堿平衡的功效，反而會(huì)增大鍋爐排污難度，促使?fàn)t水中含鹽量增加，蒸汽品質(zhì)也會(huì)相應(yīng)降低；其次，合理把控給水硬度。需結(jié)合給水硬度進(jìn)行操作，當(dāng)給水硬度高于5ugN/L、低于35ugN/L，則需盡可能減少磷酸鹽的含量，并能進(jìn)行定排處理。當(dāng)給水硬度高于35ugN/L，則需停止進(jìn)行污水加藥處理工序，切實(shí)避免磷酸鹽添加含量過(guò)高、反應(yīng)形成水垢污漬。當(dāng)進(jìn)行爐水加藥處理時(shí)也需秉持少量多次的理念進(jìn)行，促使磷酸鹽濃度始終處于控制范圍內(nèi)；最后，定期進(jìn)行鍋爐檢查，如電廠鍋爐結(jié)垢嚴(yán)重，則需先將污垢處理干凈，才能后續(xù)進(jìn)行加藥處理。