浅析新建超临界直流炉机组汽水品质优化对策

浅析新建超临界直流炉机组汽水品质优化对策

单洪秋吴红梅

(青岛华丰伟业电力科技工程有限公司山东青岛266100)

摘要：介绍了摩洛哥JERADA1×350MW超临界空冷燃煤机组在整套启动过程中，以汽水品质优化实践为基础，通过分析影响汽水品质的因素，提出在安装过程控制，优化化验方法和分析仪器、化学清洗热力系统等优化措施，有效解决了整套启动过程中汽水品质差、合格速度慢、影响试运工期等问题，通过实施优化取得了显著效果，加快改善整套启动期间的水汽品质，缩短洗硅时间，大大节省水、煤、油等的消耗，对新建机组改善汽水品质有一定指导作用。

关键词：超临界直流炉；汽水品质；优化

1热力系统概述

1.1锅炉

摩洛哥JERADA电厂设计制造的350MW锅炉采用哈锅自主开发超临界锅炉技术。该锅炉为变压运行、一次中间再热、单炉膛、平衡通风、固态排渣、全钢架悬吊结构、露天布置的π型超临界锅炉，过热蒸汽流量1117.00t/h，过热器出口蒸汽压力25.40MPa.g，过热器出口蒸汽温度571℃，再热蒸汽流量898.91t/h，再热蒸汽出口压力4.970MPa.g，再热蒸汽出口温度569℃。带有内置式再循环泵的启动系统，采用低NOx燃烧技术，20只燃烧器分5层布置，采用切圆燃烧方式。

1.2汽轮机

汽轮机系东方汽轮机厂生产的型号：NZK350-24.2/566/566-2(合缸)，型式：超临界、一次中间再热、单抽、双缸双排汽、直接空冷凝汽式汽轮机。热力通流级数总共21级,其中:高压缸I调节级＋8压力级，中压缸8压力级，低压缸2×4压力级；给水回热系统：3高加＋1除氧＋4低加。高压内缸新设计为整体结构，材料为ZG1Cr10MoNiVNbN，从材质来看对蒸汽品质要求较高。

2热力系统杂质来源及危害

热力系统中的杂质主要来源于金属管道和容器在轧制、加工过程中形成的高温氧化轧皮,制造完成后涂覆的防护剂等各种附着物,在存放、运输、安装过程中生成的腐蚀产物,焊渣以及安装完成后残留的泥沙、尘土、水泥和保温材料的碎渣等各种杂物,此外还有机组运行时由于凝汽器泄漏随冷却水带入的盐类和由锅炉补给水带入的盐类以及金属本身腐蚀产物等。针对这些现状从建造、运输、存放到安装、调试等环节进行分析，提出相应的优化对策。

3汽水品质的控制及优化对策

3.1化学清洗控制

化学清洗的目的是去除热力设备在制造、运输、安装过程中产生的金属氧化产物及设备出厂时在金属表面涂刷的油脂保护层。在锅炉受热面上形成致密的钝化膜，防止金属在以后的试运和运行过程中再次腐蚀。清洁热力系统，使水质尽快达到下一步锅炉点火和蒸汽吹管的要求。新建机组化学清洗可依据《火力发电厂锅炉化学清洗导则》执行，制定严格的清洗方案，一般清洗分为炉前清洗和炉本体清洗，并均应进行酸洗和碱洗。化学清洗后设备内的有害残液、残渣应清除干净。特别是除氧器、水冷壁联箱进行重点检查清理。对给水泵、凝结水泵加装临时滤网，防止清洗过程中堵塞设备。化学清洗后如在20天内不能投入运行，应进行防腐保护。

3.2凝结水精处理控制

凝结水精处理系统是保证机组水汽品质的重要环节，吹管期间根据铁含量的多少，应尽快投入凝结水精处理系统，可起到快速改变冷、热态冲洗时的水质，可使锅炉水质尽快满足点火要求。投运初期系统中杂质较多，会加速阳床、混床进出口差压升高和制水周期缩短，应及时

3.3冷热态冲洗控制

1)本机组冷热态冲洗时对于无铜系统用氨水调节冲洗水pH值为9.0—9.5；

2)点火前冷态冲洗，冲洗凝结水及除氧器时，应检测凝结水和除氧器出水含铁量，当铁＞1000μg/L时冲洗水直接排放，当铁＜1000μg/L时进行循环冲洗并投入凝结水精处理系统运行，当铁＜200μg/L时低压给水系统冲洗完毕；高压给水系统至启动分离器冷态冲洗，取样分析启动分离器出水铁含量，其指标范围及处理方法与低压系统相同。

3)点火后热态水冲洗，进行热态水冲洗时，给水的铁＜100μg/L后，方可开始锅炉点火。热态冲洗过程中，当启动分离器出口铁＞1000μg/L时由启动分离器将水排掉；当铁＜1000μg/L时回收至凝汽器，并通过凝结水处理装置作净化处理，直至启动分离器出口铁＜100μg/L热态水冲洗结束。

3.4实验仪器的控制

调试前应确保所用检测仪器正常，所测指标能够完全反映水质情况。这样就要求在调试前应对所有检测仪器进行校验，通过标准液校验、绘制曲线等方法，使设备达到使用要求。同时还应对化验人员进行专业培训，使他们熟练掌握仪器的使用、原理、维护校验等工作。确保所测水质指标能够真实反映水质变化情况。

3.5汽水取样管线的控制

汽水管路调试初期管线会非常脏，这样很容易堵塞管路，造成取样管线无水样或取样困难等情况的发生，最终导致在线仪表读数的不准确，使水质判定失去在线监控依据。这样就要求在安装过程中保证取样管线的清洁度，防止杂物堵塞。在冷热态冲洗时，对降温减压架管线进行水冲洗，防止杂物进入取样系统污染在线仪表及滤网。吹管期间，应在降温减压架处利用排污阀重点针对汽侧取样管进行变流量冲洗，如遇堵塞应及时进行疏通清理。

3.6热力系统加药量的控制

热力系统调试前制定了详细的汽水品质监督方案，经审核批准后方可执行。整套启动前应控制给水pH9.0—9.5，N2H4余量10—50ug/L，同时对铁、电导率、溶解氧、硬度等进行分析。

3.7汽轮机冲转化学监督措施

在冷热态冲洗合格后，方可允许机组整套启动，锅炉点火后及时投入汽水取样装置，并对其进行彻底冲洗，防止管道堵塞。分析蒸汽品质达到标准后方可进行汽轮机冲转。

3.8洗硅的有效措施

直流锅炉对水质要求特别严格，新建机组试运行期间汽水品质往往很差，系统中存在许多杂质和污染物，其中主要是二氧化硅，进入汽轮机后，会形成沉积物引起积盐和腐蚀，因此新建机组试运时热力系统洗硅成为一项重要的环节。直流炉有它的特殊性，因此不能像汽包炉那样带负荷洗硅，所以在冷热态冲洗结束后可通过控制凝结水、疏水、给水、炉水中的硅化合物含量来完成洗硅，以保证蒸汽中SiO2含量尽快合格。

4整套启动机组汽水品质

经以上优化措施后，机组进入整套启动，整套启动蒸汽品质，其中9月29日2：00--14：30为0--50%负荷区间，从14：30开始负荷由50%缓慢升至100%满负荷运行，维持升压--升负荷--降压--降负荷变化，由50%至100%负荷前期二氧化硅升高明显，对给水和炉水进行了排污换水，硅含量慢慢呈下降趋势，直至合格。各项指标达到机组正常运行时的水汽标准，说明经一系列汽水优化措施后，在改善汽水品质上起到良好的效果，机组的运行效率提高，在防止机组热力系统腐蚀、结垢、积盐方面起到良好的作用。

5结论

1)直流炉在热力系统中凝结水精处理装置的安全稳定运行至关重要，大部分的硅化合物可经凝结水精处理装置除去。

2)超临界直流机组在试运过程中可采用以上控制方法和措施取到良好的汽水品质。这些措施可明显的缩短整套启动期间的洗硅时间，缩短汽水品质达标时间，大大节省水、煤、油、电等的消耗，可产生良好的经济效益。通过这些优化措施，可对同类型机组调试工作提供借鉴经验。

参考文献：

[1]李培元，火力发电厂水处理及水质控制[M].北京：中国电力出版社，2000

[2]DL/T956—2005火力发电厂停（备）用热力设备防腐导则[S].北京：中国电力出版社，2005

【作者简介】姓名：单洪秋工作单位：青岛华丰伟业电力科技工程有限公司职务：化学主管；

姓名：吴红梅工作单位：青岛华丰伟业电力科技工程有限公司职务：生技部副经理。