史智崗

（大唐國際運(yùn)城發(fā)電有限責(zé)任公司，山西運(yùn)城044602）

空冷發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)運(yùn)行方式對汽水品質(zhì)的影響

史智崗

（大唐國際運(yùn)城發(fā)電有限責(zé)任公司，山西運(yùn)城044602）

大型機(jī)組汽水品質(zhì)對機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行至關(guān)重要，在系統(tǒng)運(yùn)行方式、運(yùn)行參數(shù)改變過程中要加強(qiáng)汽水品質(zhì)監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)汽水品質(zhì)突變時(shí)要及時(shí)分析查找原因，并采取措施確保機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。大唐國際運(yùn)城發(fā)電有限責(zé)任公司2×600MW亞臨界直接空冷機(jī)組投產(chǎn)以來，出現(xiàn)幾次由于熱力系統(tǒng)運(yùn)行方式、參數(shù)的改變而導(dǎo)致汽水品質(zhì)突變的情況，因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)及時(shí)，并采取了措施，避免了汽水品質(zhì)的繼續(xù)惡化，相關(guān)經(jīng)驗(yàn)可為同類型機(jī)組的運(yùn)行提供借鑒。

空冷機(jī)組；運(yùn)行方式；汽水品質(zhì)

0 引言

大唐國際運(yùn)城發(fā)電公司安裝2臺(tái)600 MW亞臨界空冷機(jī)組，3大主機(jī)均為哈爾濱廠家生產(chǎn)。每臺(tái)機(jī)組輔汽系統(tǒng)均由汽輪機(jī)四段抽汽供給，2臺(tái)機(jī)組輔汽聯(lián)箱設(shè)有聯(lián)絡(luò)管，每臺(tái)機(jī)組聯(lián)絡(luò)管側(cè)均裝有電動(dòng)門，輔汽運(yùn)行方式可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整；每臺(tái)機(jī)組均配有連排擴(kuò)容器，連排擴(kuò)容器的排汽回收到除氧器，疏水通過調(diào)節(jié)水位排到定排擴(kuò)容器；每臺(tái)機(jī)組的軸封加熱器的疏水通過多級水封回收到排汽裝置。

1 汽水品質(zhì)惡化對機(jī)組的危害

1.1 受熱面通流部分結(jié)垢

鈣、鎂鹽類的溶解度，隨水溫升高而下降。當(dāng)水不斷加熱而蒸發(fā)時(shí)，含鹽濃度逐漸增加。當(dāng)超過飽和濃度后，便沉淀析出，在受熱面上形成水垢[1]。水垢的存在對機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和安全的危害主要表現(xiàn)為浪費(fèi)燃料；縮短鍋爐壽命，增加維修費(fèi)用；影響鍋爐水循環(huán)，水管內(nèi)壁結(jié)垢，流動(dòng)截面減少，增加流動(dòng)阻力，嚴(yán)重時(shí)會(huì)堵管，破壞水循環(huán)；影響鍋爐安全運(yùn)行，鍋爐正常運(yùn)行時(shí)，金屬表面受熱很快把熱量傳遞給水，兩者溫差約為30～100℃。結(jié)垢的鋼材溫度急劇升高，強(qiáng)度明顯下降，導(dǎo)致受壓部件過熱變形、鼓包、裂紋、爆管，甚至爆炸；另外蒸汽系統(tǒng)閥門發(fā)生積鹽，會(huì)造成汽輪機(jī)閥門卡澀。如果造成主汽門、調(diào)門等重要閥門卡澀，將會(huì)引起重大設(shè)備事故，汽輪機(jī)積鹽，其通流部分由于沉積物的存在，會(huì)使蒸汽的流道變小及表面光潔度變差，這不僅會(huì)使機(jī)組的效率下降，而且會(huì)增加推力軸承負(fù)荷，加速葉片腐蝕。

1.2 腐蝕金屬

溶于水中的氧(O2)和二氧化碳(CO2)氣體都會(huì)腐蝕金屬[2]。溶解的氧氣能局部腐蝕，多發(fā)生在凝結(jié)水、給水管道和省煤器中、上鍋筒的汽水分界面處、下降管和水冷壁管的下部。這些地方的金屬表面呈現(xiàn)凹坑。當(dāng)鍋水堿度過高時(shí)，則發(fā)生堿性腐蝕。鍋水中氯根、硫酸根等強(qiáng)酸陰離子過高，發(fā)生酸性腐蝕[3]。

隨著鍋水不斷濃縮，含鹽量及堿度增高，使大量膠體粒子上升到鍋筒蒸發(fā)面，形成微小汽泡不易破裂，又難以合并變大。這時(shí)就在鍋筒的蒸發(fā)面形成一層泡沫，形成汽水共騰，使蒸汽夾帶水分、鹽類和其他雜質(zhì)，蒸汽品質(zhì)變壞。所謂汽水共騰，即鍋筒內(nèi)水位波動(dòng)很大，產(chǎn)生泡沫，看不清水位。

2 幾起引起汽水品質(zhì)突變的情況

2.1 生水加熱器生水倒流引起的汽水品質(zhì)突變

機(jī)組正常運(yùn)行中，輔汽聯(lián)箱汽源由機(jī)組的四段抽汽供給，而四段抽汽的壓力隨機(jī)組負(fù)荷的變化而變化，生水加熱器為混合式加熱器，化學(xué)水泵到生水加熱器的壓力為0.48 MPa，而輔汽聯(lián)箱采用滑壓運(yùn)行，聯(lián)箱的蒸汽壓力隨機(jī)組的負(fù)荷變化而變化。機(jī)組負(fù)荷與四段抽汽壓力對應(yīng)關(guān)系見表1。

表1 機(jī)組負(fù)荷與四段抽汽壓力關(guān)系

機(jī)組負(fù)荷隨中調(diào)指令而變化，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷降低，四段抽汽壓力低于0.48 MPa時(shí)，生水就通過混合式加熱器的供氣管道倒流進(jìn)入輔汽聯(lián)箱而污染機(jī)組汽水品質(zhì)。機(jī)組負(fù)荷在510 MW時(shí)，生水加熱器投入運(yùn)行，輔汽聯(lián)箱汽源由四段抽汽供給，冷再供輔汽調(diào)門為全關(guān)自動(dòng)方式，設(shè)定壓力0.28 MPa，機(jī)組負(fù)荷降低到350 MW時(shí)，機(jī)組汽水指標(biāo)變化情況見表2。

表2 機(jī)組負(fù)荷變化引起汽水品質(zhì)變化情況

檢查輔汽聯(lián)箱溫度由306℃降到236℃，分析生水返流，立即開啟冷再供輔汽調(diào)門提高輔汽聯(lián)箱壓力后汽水指標(biāo)逐步恢復(fù)正常。輔汽系統(tǒng)運(yùn)行方式采取以下措施。

2.1.1 2臺(tái)機(jī)組正常運(yùn)行及化學(xué)制水設(shè)備停運(yùn)時(shí)

a）1號機(jī)組帶輔汽系統(tǒng)，四抽供輔汽電動(dòng)門開啟，冷再供輔汽電動(dòng)門開啟，冷再供輔汽調(diào)整門投自動(dòng)，設(shè)定壓力0.28 MPa，聯(lián)箱壓力隨機(jī)組負(fù)荷變化；1號機(jī)輔汽與2號機(jī)聯(lián)絡(luò)電動(dòng)門關(guān)閉。

b）2號機(jī)組輔汽自帶，四抽供輔汽電動(dòng)門開啟，冷再供輔汽電動(dòng)門開啟，冷再供輔汽調(diào)整門投自動(dòng)，設(shè)定壓力0.28 MPa，聯(lián)箱壓力隨機(jī)組負(fù)荷變化；輔汽與1號機(jī)組聯(lián)絡(luò)電動(dòng)門保持開啟。

2.1.2 2臺(tái)機(jī)組正常運(yùn)行及化學(xué)制水設(shè)備投運(yùn)時(shí)

a）1號機(jī)組帶輔汽系統(tǒng)，四抽供輔汽電動(dòng)門開啟，冷再供輔汽電動(dòng)門開啟，冷再供輔汽調(diào)整門投自動(dòng)，維持輔汽壓力0.5 MPa。

b）2號機(jī)組輔汽自帶，四抽供輔汽電動(dòng)門開啟，冷再供輔汽電動(dòng)門開啟，冷再供輔汽調(diào)整門投自動(dòng)，設(shè)定壓力0.28 MPa，聯(lián)箱壓力隨機(jī)組負(fù)荷變化；輔汽與1號機(jī)組聯(lián)絡(luò)電動(dòng)門保持開啟狀態(tài)。

2.1.3 任1臺(tái)機(jī)組停運(yùn)及化學(xué)制水設(shè)備停運(yùn)時(shí)

a）運(yùn)行機(jī)組帶全廠輔汽系統(tǒng)，四抽供輔汽電動(dòng)門開啟，冷再供輔汽電動(dòng)門開啟，冷再供輔汽調(diào)整門投自動(dòng)，設(shè)定壓力0.28 MPa，聯(lián)箱壓力隨機(jī)組負(fù)荷變化。

b）停運(yùn)機(jī)組輔汽聯(lián)箱供本機(jī)各系統(tǒng)電動(dòng)門關(guān)閉，并停電。

2.1.4 任1臺(tái)機(jī)組停運(yùn)及化學(xué)制水設(shè)備投運(yùn)時(shí)

a）運(yùn)行機(jī)組帶全廠輔汽系統(tǒng)，四抽供輔汽電動(dòng)門開啟，冷再供輔汽電動(dòng)門開啟，冷再供輔汽調(diào)整門投自動(dòng)，維持輔汽壓力0.5 MPa。

b）停運(yùn)機(jī)組輔汽聯(lián)箱供本機(jī)各系統(tǒng)電動(dòng)門關(guān)閉，并停電。

2.2 連續(xù)排污擴(kuò)容器滿水引起的汽水品質(zhì)突變

機(jī)組正常運(yùn)行中，連續(xù)排污（以下簡稱“連排”）擴(kuò)容器的排汽回收到除氧器，運(yùn)行中由于連排擴(kuò)容器水位自動(dòng)失靈，導(dǎo)致連排擴(kuò)容器滿水，流入除氧器，引起給水品質(zhì)指標(biāo)突變。表3為一次連排擴(kuò)容器水位表失靈致連排擴(kuò)容器滿水后機(jī)組汽水變化情況。

采取的措施如下。

a)加強(qiáng)連排擴(kuò)容器水位的監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)檢查處理。

b)定期對連排擴(kuò)容器水位自動(dòng)進(jìn)行擾動(dòng)試驗(yàn)，確保連排擴(kuò)容器水位能保持在正常的范圍。

c)增加連排擴(kuò)容器水位報(bào)警信號，當(dāng)連排擴(kuò)容器水位超出正常范圍時(shí)，能及時(shí)進(jìn)行報(bào)警提示運(yùn)行人員進(jìn)行處理防止聯(lián)排擴(kuò)容器滿水。

表3 連排擴(kuò)容器滿水前后汽水品質(zhì)變化情況

d)增加連排擴(kuò)容器水位高，連鎖關(guān)閉鍋爐連續(xù)排污電動(dòng)門，防止連排擴(kuò)容器反水到除氧器。

e)定期校對連排擴(kuò)容器就地和分布式控制系統(tǒng)DCS（distributed control system）水位計(jì)校對。

f)進(jìn)行鍋爐定期排污時(shí)，應(yīng)停止鍋爐連續(xù)排污，避免定排擴(kuò)容器壓力過高導(dǎo)致連排擴(kuò)容器排水管發(fā)生水塞，連排擴(kuò)容器滿水造成連排水流入除氧器，致使給水品質(zhì)惡化。

2.3 軸封加熱器疏水水封破壞漏空引起的汽水品質(zhì)突變

正常運(yùn)行中軸封加熱器的疏水對軸加的疏水口形成一個(gè)水封，依靠軸封風(fēng)機(jī)使軸封加熱器里形成微負(fù)壓（約為－6.3 kPa），若水位低于疏水口，則水封被破壞，凝汽器內(nèi)的真空為－90 kPa左右，將會(huì)直接將軸封加熱器中的汽—?dú)饣旌衔锢肽髦?，使凝結(jié)水溶氧量增大。軸封加熱器疏水經(jīng)多級水封進(jìn)入排汽裝置，多級水封的工作情況嚴(yán)重影響著排汽裝置的溶氧量，機(jī)組運(yùn)行中水封破壞時(shí)，空氣就會(huì)進(jìn)入排汽裝置引起凝結(jié)水溶氧量增加[4-5]。直接空冷機(jī)組的運(yùn)行過程中，機(jī)組背壓隨著環(huán)境氣溫、風(fēng)速、風(fēng)向的變化而變化，表4為一次機(jī)組的背壓從11 kPa降低到8 kPa時(shí)汽水指標(biāo)變化情況。

表4 機(jī)組背壓變化汽水品質(zhì)變化情況

通過對軸封加熱器疏水水封進(jìn)行注水后，汽水指標(biāo)逐步恢復(fù)到正常值，反映出軸封加熱器疏水水封在排汽裝置背壓降低時(shí)遭到破壞，注水后又水封恢復(fù)正常的情況。采取以下措施。

a）在機(jī)組背壓降低時(shí)，對軸封加熱器疏水水封進(jìn)行注水，恢復(fù)水封。

b）利用停機(jī)機(jī)會(huì)對軸封加熱器疏水水封進(jìn)行改造，增加吸上高度。

3 結(jié)論

在機(jī)組運(yùn)行中要能提前做好運(yùn)行方式、參數(shù)的改變而產(chǎn)生的影響的預(yù)見，在機(jī)組運(yùn)行中要能及時(shí)關(guān)注運(yùn)行參數(shù)的變化，并給與分析判斷，及時(shí)分析原因，采取措施，保證蒸汽品質(zhì)穩(wěn)定，確保機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

[1]馮進(jìn)利.超臨界鍋爐調(diào)試期間改善汽水品質(zhì)的優(yōu)化措施[J].河南電力，2007(2)：7-8.

[2]邱麗霞.直接空冷汽輪機(jī)及其熱力系統(tǒng)[M].北京：中國電力出版社，2006：221-223.

[3]梁瑞珽.集控運(yùn)行火電廠生產(chǎn)崗位技術(shù)問答[M].北京：中國電力出版社，2011：51-52.

[4]茆順涵.超(超超)臨界機(jī)組調(diào)試階段的化學(xué)汽水品質(zhì)控制[J].華東電力,2009，37（6）：1053-1055.

[5]彥云.軸封加熱器疏水系統(tǒng)優(yōu)化改造探討[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012(16)：130-131.

The Effect of Air-cooling Unit’s Operation Mode on Steam and Water Quality

SHI Zhigang
（Datang International Yuncheng Power Generation Co.,Ltd.,Yuncheng,Shanxi 044602,China）

The steam and water quality plays a crucial role in safe and economic operation of large unit.Therefore,it is necessary to strengthen monitoring on steam and water quality when the system's operating mode and parameters change.If the quality is found to change suddenly,causes must be identified timely and treatment should be carried out to ensure the unit's safe and economic operation. Since 2×600MW sub-critical direct air cooling unit was put into operation in Datang International Yuncheng Power Generation Co.,Ltd., sudden change of steam and water quality has occurred several times,which were found out and treated in time so as to have avoided deterioration of steam and water quality,hoping it can provide references for the same type of unit.

air-cooling unit;operating mode;steam quality

TK264.1

B

1671-0320（2017）01-0038-03

2016-07-10，

2016-10-19

史智崗（1974），男，山西萬榮人，1996年畢業(yè)于太原電力學(xué)校熱能動(dòng)力設(shè)備專業(yè)，工程師，從事電廠集控運(yùn)行工作。