660MW超临界机组给水加氧处理试验.pdf
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1、第3 7卷第 1期 2 0 1 5年 1月 华 电 技 术 Hu a d i a n Te c h n o l o g y V0 1 3 7 NO 1 J a n 2 0 1 5 6 6 0 MW 超 临界机 组给水加 氧处 理试 验 献 ( 华北电力科学研究院( 西安) 公司, 西安7 1 0 0 6 5 ) 摘要: 某电厂 6 6 0 MW超临界机组采用还原性全挥发处理方式进行给水处理 , 存在锅炉受热面结垢速率偏高、 锅炉化 学清洗周期缩短等问题。为解决上述问题 , 依该机组进行了给水加氧处理试验。试验表明, 加氧处理后 , 水汽系统铁的 质量浓度明显降低, 省煤器人口给水铁的质量浓度由
2、8 01 3 5 L降低至 1 0 L以下; 给水加氧后氨加入量减少 6 0 以上 , 精处理混床运行周期延长2 3倍, 预计周期制水量将超过 2 0万 t 。不但可减少精处理再生酸、 碱耗及 自用 水量, 而且可降低再生废液排放量, 有利于环保。 关键词: 超临界机组; 还原性全挥发处理方式 ; 给水加氧处理; 精处理混床 中图分类号: T K 2 2 3 5 文献标志码: B 文章编号: 1 6 7 41 9 5 1 ( 2 0 1 5 ) 0 1 0 0 0 5 0 4 0 引言 某电厂 6 6 0 MW 国产超临界表面式 间接空冷燃 煤发 电机组 , 于 2 0 1 1 年 3月通过
3、1 6 8 h试运行后投 入商业运行。该机组 目前给水处理方式为还原性全 挥发处理 ( A V T ( R) ) 方式 。A V T ( R) 是通过降低给 水的含氧量并加入氨提高水汽系统的 p H值, 同时 加入联氨除去给水剩余的氧, 使水汽系统处于还原 性条件下。给水 A V T( R) 时, 碳钢表 面形 成 F e O 保护膜 , 该氧化膜在高温水 中有较高的溶解度 , 使碳 钢制造的高压加热器 、 给水管 、 省煤器及疏水系统等 容易发生流动加速腐蚀 , 从而使给水 、 疏水的含铁量 较高, 由此带来锅炉受热面结垢速率偏高、 锅炉化学 清洗周期缩短 等 问题 。提 高水汽 p H值至
4、 9 5左 右 , 能够在一定程度上降低碳钢的腐蚀 和给水铁含 量。此时 , 凝 结水 中氨 的质 量浓 度 为 8 0 01 0 0 0 g L, 这会明显缩短混床运行周期 , 树脂再生频繁 , 再生剂的消耗量 、 自用水量及废水排放量等会大大 提高。 锅炉给水加 氧是 目前解 决超 ( 超 ) I 临界锅炉受 热面结垢 问题和汽轮机通 流部件沉积 、 腐蚀 问题 的 先进处理工艺 , 也是大型火力发 电机组 实现节能降 耗的有效措施之一。根据国内外有关电厂的运行经 验 , 给水加氧处理可以解决直流锅炉给水 和疏水含 铁量较高 、 水冷壁管结垢速率偏大以及精处理混床 氢型运行周期短等多方面的
5、问题。 1 给水 加氧处理 的原理 锅炉给水加 氧处理技术 的原理 : 当水的纯度达 收稿日期: 2 0 1 4 0 6 2 6 ; 修回日期: 2 0 1 40 9 2 7 到一定要求后 ( 一般氢电导率小于 0 1 5 Ix S c m) , 一 定浓度的氧不但不会造成碳钢的腐蚀 , 反而能使碳 钢表 面形成均匀致密的 F e O +F e O 双层结构 的 保护膜 , 从而抑制给水 、 疏水系统碳钢制设备的流动 加速腐蚀 。为了保证 给水加氧处理的水质 , 凝结水 应进行全流量精处理, 严格控制高速混床出水 电导 率小于 0 1 0 S c m。 2主要试 验结果及分析 2 1 水汽品质
6、查定 2 0 1 1年 4月 2 5日至 2 8日, 给水采用弱氧化性 全挥发处理( A V T ( 0 ) ) , 控制给水 p H值为9 2 9 5 , 在此工况下机组进行水汽品质全面查定试验 , 结果见表 1 。检测结果显示 , A V T ( O) 工况下 , 给水 、 过热蒸汽氢电导率均小于 0 1 0 Ix S c m, 主要杂质为 c l 一 及 F 一 , 但含量很低; C 1 一 来源于精处理混床氨型 运行时的排代泄漏 , F 一 主要来源于热力系统焊接点 含氟焊料 的溶 出物 。再热 蒸汽 氢 电导率较 高 , 在 0 2 I S c m左右 , 主要 由含量较 高的磷酸根
7、离子 引 起 , 磷酸根可能来源于取样管基建期磷 系防锈剂的 残留物 , 由于再热蒸汽取样流量较小 , 因此需要较长 时问才能冲洗干净 , 通过连续几天加强排污 , 再热蒸 汽氢电导率已逐渐下降到 0 1 0 lx S c m左右。 以上查定结果表 明, 机组水汽品质完全能够满 足 G B T 1 2 1 4 5 -2 0 0 8 ( 火力发电机组蒸汽动力设备 水汽质量 和 D I r T 9 1 2 -2 0 0 5 超临界火力发电机 组水汽质量标准 的要求, 也能达到给水加氧处理 对水汽品质的要求。 A V T ( O ) 工况下, 水汽系统腐蚀产物中铁的质 量浓度检测结果见表 2 。结果
8、表 明, 水汽系统铁 的 质量浓度偏高, 除氧器出口、 给水、 高压加热器疏水 6 华 电技 术 第 3 7誊 表 1 A V T ( O) 工况下水汽 系统氢 电导率和阴离子查定结果 ( 2 0 1 1年 ) 注 : 后 的数值为离子色谱仪对该离子测定值 的检 出限。 表 2 A V T ( O) 工况下水 汽系统腐蚀产 物中铁 的质量浓度测试 结果 ( 2 0 1 1年 ) L 铁的质量浓度均在 1 0 g L左右, 表明 A V T ( O) 工况 下水汽系统存在一定程度 的流动加速腐蚀现象 。 2 2给水加氧转换调试结果 2 0 1 1年 4月 2 8日, 1 6 : 1 2开始 向除
9、氧器 出口下 水管加氧 , 维持初始加氧量 1 0 01 5 0 g L; 1 6 : 1 6开 始向精处理设备 出口加氧 , 维持初始加氧量 3 01 5 0 L 。在精处理设备出17 1 加氧约0 5 h后 , 除氧器入 口氧含量开始明显升高 , 表 明低压给水 系统很快被 钝化; 0 4 2 9 T 1 9 : 0 0 , 通知主控关闭高加疏水连续 排气 门和除氧器排气 门。0 51 2 T 1 6 : 3 0 , 省煤器入 口给水取样点监测到氧含量升高, 表明给水系统实 现加氧工况的转换 , 随后继续进行氧量的平衡过程 。 由于取样管本身氧化膜转换也要 消耗氧 , 而取样流 量一般很低
10、 , 携带溶解氧量很少 , 因此取样管氧化膜 的转换需要较长时间, 即实际热力系统氧化膜转换 时间应 比检测到有氧时间短得 多。此外 , 省煤器入 口给水取样管在 1 7 I 1 1 平 台以上为 3 2 m m 的碳钢 , 管径较粗且管线较长( 估计超过 1 0 0 Il 1 ) , 取样管氧化 膜转换需要消耗较多的氧 , 因此省煤器人 口给水监 测到有氧的时间延长, 存在明显滞后现象。 2 3 p H值调整过程及结果 加氧调试初期阶段 , 机组加氨方式为凝结水和 给水两点加氨 , 即精处理设备 出 口母管和除氧器 出 口各一点 。在此加氨方式下 , 低压给水系统 p H值控 制较低 , 可
11、通过除氧器 出口加氨提高给水 p H值 , 这 种加氨方式主要用于低压加热器为铜材质 的系统。 由于低压给水加热器为不锈钢 , 因此可将加氨方式 改 为精处理设 备出 口一点加氨 , 以保证除氧器入 口 第 1期 杨彦科 : 6 6 0 M W 超临界机组给水加氧处理试验 7 较高的 p H值 , 从而有利于低压给水管路、 除氧器等 于凝汽器真空度 ; 另一方面 , 即使凝结水系统 由于空 设备的防腐 , 并节约给水加氨泵的运行和维护费用。 气 的漏人而处于有氧状态 , 但 由于凝结水温度较低 0 5 0 1 T 2 0 : 1 4停止给水加氨, 改 为精处理设 备 出 及 C O 的影响 ,
12、 金属表面难 以形成 良好的氧化膜 , 口一点加氨。 因此加氧前 、 后凝结水铁含量变化不大。由于凝结 5月 1 5日至 1 7日, 调整凝结水加氨泵 , 控制除 水全部经过精处理系统 , 因此 , 这部分铁不会进入锅 氧器入 口给水 电导率在 3 5 4 5 S c m, 以维持给 炉受热面而产生沉积。 水 p H值为 9 1 9 2 。从 5月 1 7日开始 , 进一步降 2 5 氢电导率变化原因分析 低凝结水加氨量 , 控制 除氧器入 口给水的电导率为 加氧转换过程中, 热力系统氧化膜一般会释放 2 5 3 5 S c m, 给水 p H值降至 9 0- 9 1 。 出少量杂质, 从而引
13、起水汽氢电导率的升高。5月 2 4 加氧调试过程水汽系统铁含量的变化 1 4日进行加氧转换的高含氧量试验时 , 水汽系统 的 炉前给水系统腐蚀产物铁的生成、 迁移量明显 氢电导率明显升高, 省煤器人 口给水氢电导率最高 降低 , 是加氧处理工艺优越性 的特征之一 , 也是给水 升至 0 2 7 4 I x S c m, 主蒸 汽的氢 电导率最高上升至 加氧处理效果 的最直接体 现。机组 加氧转换过程0 2 8 8 I x S c m。随着加氧转换完成 , 热力系统水汽氢 中, 水汽系统腐蚀产物铁含量的变化情况见表 3 。 电导率均恢复至正常水平, 小于0 1 0 S c m 。在加 由表 3可
14、知 , 完成加 氧处理 ( O T ) 后 , 省煤器入 氧转化初期阶段 , 引起水 汽氢 电导率升高的主要是 口给水铁的质量浓度由 A V T ( O) 工况下 的9 3 L 少量 的氟离子 、 氯离子、 硫酸根 、 磷酸根和二氧化碳 下降到 0 4 L, 而除氧器人 口、 出口铁的质量浓度 等杂质。当给水加 氧使 金属氧化膜状 态发生变化 也降至0 5 L以下。降低水汽p H值后铁的质量 时, 原先氧化膜中的含碳化合物会被氧化形成有机 浓度仍维持在很低 的水平 , 表 明炉前给水系统金属 酸和二氧化碳 ; 而氧化膜 物相变化时微孔中其他 阴 表面形成 良好 的保护性氧化膜。给水铁的质量浓度
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