廖亮 梁靜

摘要：本文針對某300MW火電廠#2機(jī)組爐水二氧化硅超標(biāo)現(xiàn)象，通過對比爐水左右側(cè)二氧化硅的數(shù)值，對化學(xué)在線儀表的準(zhǔn)確性、給水水質(zhì)、機(jī)組負(fù)荷變化情況及排污量進(jìn)行檢查，進(jìn)一步分析超標(biāo)原因，得出連排門卡澀開度不足從而排污量不夠是導(dǎo)致該機(jī)組爐水二氧化硅超標(biāo)的主要原因。

關(guān)鍵詞：火電廠;爐水;二氧化硅

中圖分類號：TD713? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

引言

某火電廠為300MW直接空冷機(jī)組，于2015年下半年投產(chǎn)發(fā)電。鍋爐采用亞臨界參數(shù)，自然循環(huán)、一次中間再熱循環(huán)流化床鍋爐，型號為DG1058/17.5-Ⅱ1。汽輪機(jī)為亞臨界參數(shù)、高中壓合缸、一次中間再熱、雙缸雙排汽、單軸、直接空冷凝汽式汽輪機(jī)。發(fā)電機(jī)為上海電氣集團(tuán)股份有限公司設(shè)計(jì)制造的QFSN-300-2型水-氫-氫冷卻、三項(xiàng)交流兩級同步汽輪發(fā)電機(jī)。原水取自附近煤礦的井下疏干水。預(yù)處理采用平流沉淀池，預(yù)處理出水經(jīng)過濾器、超濾、一二級反滲透以及EDI處理后進(jìn)入除鹽水箱。鍋爐給水采用加氨和聯(lián)氨處理[1]，爐水采用低磷酸鹽處理，凝結(jié)水精處理采用2×100%中壓粉末樹脂覆蓋過濾器和100%旁路系統(tǒng)。

1異常情況

2021年7月15日，2號機(jī)組停機(jī)檢修，8月5日啟動并網(wǎng)，正常運(yùn)行后汽水系統(tǒng)爐水左側(cè)二氧化硅超標(biāo)，最高達(dá)到216.9ug/l，平均值為120.7 ug/l，爐水右側(cè)二氧化硅平均值81.0 ug/l，左右側(cè)二氧化硅數(shù)值偏差大，左側(cè)數(shù)值大于右側(cè)數(shù)值40ug/l左右，按照GB/T12145-2016《火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動力設(shè)備水汽質(zhì)量》[2]的要求，鍋爐汽包壓力>15.6MPa，處理方式為爐水固體堿化劑處理時，爐水二氧化硅數(shù)值應(yīng)≤100 ug/l。自8月5日啟動后至8月20日爐水水質(zhì)恢復(fù)前，爐水左右側(cè)二氧化硅在線儀表測定水質(zhì)數(shù)值如表1所示，根據(jù)在線儀表測定的數(shù)據(jù)，每兩小時抄一次表，表1數(shù)值取左右側(cè)爐水二氧化硅每日最大值以及平均值。

鍋爐運(yùn)行時，為了使?fàn)t水中的含鹽量和含硅量維持在極限允許值以內(nèi)，和排掉爐水中的水渣，必須進(jìn)行連續(xù)排污和定期排污，定排主要是排除沉積在底部的水渣，連排的目的則是防止?fàn)t水中的含鹽量和含硅量過高且排除爐水中細(xì)微的懸浮的水渣。化驗(yàn)人員聯(lián)系值長加大連續(xù)排污，程控顯示爐水左側(cè)連排門開度30%，爐水右側(cè)連排門開度20%，8月10日爐水二氧化硅有所下降，但是仍然超標(biāo)，左側(cè)大于右側(cè)數(shù)值。

水中硅化物的存在是造成水垢的原因之一，硅酸鹽水垢的化學(xué)成分較復(fù)雜，絕大部分是鋁、鐵的硅酸化合物，常常勻整地覆蓋在熱負(fù)荷很高或水循環(huán)不良的爐管內(nèi)壁及汽輪機(jī)低壓缸葉片上。水垢由于其熱導(dǎo)率遠(yuǎn)比金屬小，致使影響過濾傳熱，造成熱量損失，同時也會使鍋爐產(chǎn)生局部過熱而損壞。水垢還會引起沉積物下面金屬的腐蝕，危機(jī)鍋爐的安全運(yùn)行。此外，硅化物由于能溶解在高壓蒸汽中，而被攜帶到汽輪機(jī)內(nèi)，在汽輪機(jī)的噴嘴和葉片上形成二氧化硅沉積物，危機(jī)汽輪機(jī)的安全運(yùn)行。因此，必須迅速查明爐水二氧化硅超標(biāo)原因。

2原因排查

2.1化學(xué)在線儀表的準(zhǔn)確性

檢查爐水左側(cè)汽水取樣系統(tǒng)，取樣管路暢通，高溫冷卻器無明顯泄露。加大取樣系統(tǒng)的排污力度，將水溫嚴(yán)格控制在（25±1）℃范圍內(nèi)，發(fā)現(xiàn)爐水左右側(cè)二氧化硅數(shù)據(jù)差值無明顯變化。與實(shí)驗(yàn)室臺式二氧化硅測定儀測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，左右側(cè)二氧化硅在線儀表數(shù)據(jù)均大10ug/l左右，但二者的測量結(jié)果仍相差40ug/l左右。在線儀表維護(hù)人員對爐水二氧化硅在線儀表進(jìn)行校驗(yàn)，并對在線儀表測量所需的藥劑進(jìn)行更換，儀表測量準(zhǔn)確性滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，但二者測量數(shù)據(jù)差值仍無明顯變化。將爐水左右側(cè)二氧化硅在線儀表測量通道互換，即左側(cè)水樣進(jìn)原右側(cè)水樣測量通道，右側(cè)水樣進(jìn)原左側(cè)水樣測量通道，測量結(jié)果也相互轉(zhuǎn)換，差值不變。因此排除化學(xué)在線儀表顯示不準(zhǔn)確的可能性。

2.2 給水水質(zhì)檢查

原水中的含硅化合物主要是以活性硅的形式存在，同時含有少量的膠體硅和惰性硅?；钚怨柚饕且怨杷猁}的形式存在于水中，能夠通過離子交換基本去除;而水中的膠體硅通常呈不安定狀態(tài)，它通常是由水中的正硅酸分子聚合而成的膠體硅酸，當(dāng)水中的pH值和溫度較高時可以轉(zhuǎn)化為溶解性的硅酸化合物，除鹽水進(jìn)人給水系統(tǒng)，水的pH值和溫度升高，水中的膠體硅向活性硅轉(zhuǎn)化，給水系統(tǒng)和爐水中就會出現(xiàn)活性硅含量升高的現(xiàn)象。在鍋爐排污力度不足的情況下，爐水濃縮加劇，爐水中的硅很快就會超標(biāo)，進(jìn)而影響蒸汽品質(zhì)。

對給水水質(zhì)進(jìn)行檢查，給水二氧化硅7.1ug/l，除鹽水二氧化硅4.5ug/l，給水水質(zhì)及除鹽水水質(zhì)均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，排除給水水質(zhì)異常;同一爐水，右側(cè)二氧化硅合格，左側(cè)不合格也排除了給水水質(zhì)異常的可能性。

2.3排污量核查

連續(xù)排污管設(shè)在鍋爐鍋筒液面，是含鹽量最大的部位，具有代表性。一根連排母管分成左右兩根排污管接至連排擴(kuò)容器，爐水取樣管分別接在這左右兩根連排管排污門之前，成為爐水左右側(cè)取樣管，接至取樣架系統(tǒng)，因此對鍋爐連排系統(tǒng)進(jìn)行檢查及排污量進(jìn)行核對檢查。

化驗(yàn)人員聯(lián)系值長加大連續(xù)排污后，程控顯示爐水左側(cè)連排門開度30%，爐水右側(cè)連排門開度20%，對排污量進(jìn)行核對檢查，調(diào)整兩個連排門開度，左側(cè)排污門調(diào)整為20%，右側(cè)排污門調(diào)整為30%，2小時后爐水二氧化硅在線儀表數(shù)據(jù)為：左側(cè)89.4ug/l;右側(cè)60.9ug/l;4小時后爐水二氧化硅在線儀表數(shù)據(jù)為：左側(cè)76.5ug/l;右側(cè)53.4ug/l。再調(diào)整兩個連排門開度，左側(cè)排污門調(diào)整為20%，右側(cè)排污門調(diào)整為20%，2小時后爐水二氧化硅在線儀表數(shù)據(jù)為：左側(cè)66.2ug/l;右側(cè)52.8ug/l;4小時后爐水二氧化硅在線儀表數(shù)據(jù)為：左側(cè)67.6ug/l;右側(cè)52.2ug/l。最后將兩個連排門開度均調(diào)整為10%，2小時后爐水二氧化硅在線儀表數(shù)據(jù)為：左側(cè)59.3ug/l;右側(cè)52.4ug/l;4小時后爐水二氧化硅在線儀表數(shù)據(jù)為：左側(cè)48.7ug/l;右側(cè)53.6ug/l。

經(jīng)過對連排門的開度調(diào)整后，爐水左側(cè)二氧化硅數(shù)值逐漸減小，平均值為52.3ug/l，右側(cè)爐水二氧化硅數(shù)值為46.9ug/l，兩個的差值也達(dá)到正常。

3結(jié)論

根據(jù)調(diào)整連排門后的左右側(cè)二氧化硅值及其他檢查結(jié)果表明：連排門卡澀開度不足從而排污量不夠是導(dǎo)致該機(jī)組爐水二氧化硅超標(biāo)的主要原因。程控顯示爐水左側(cè)連排門開度30%，爐水右側(cè)連排門開度20%，其實(shí)際開度并未達(dá)到30%，經(jīng)過反復(fù)的調(diào)整閥門開度后，連排門按照控制設(shè)定完全打開，連續(xù)不斷地將汽包中水面附近高濃度的鹽分的鍋水排除鍋爐外，使鍋水的堿度、溶解固形物符合鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

連排門采用調(diào)節(jié)閥，其流量的大小隨調(diào)節(jié)閥開度大小而增加或減少，調(diào)節(jié)閥經(jīng)常出現(xiàn)的問題是卡堵，常出現(xiàn)在新投運(yùn)系統(tǒng)和大修投運(yùn)初期，由于管道內(nèi)焊渣、鐵銹等在節(jié)流口、導(dǎo)向部位造成堵塞使介質(zhì)流通不暢，或調(diào)節(jié)閥檢修中填料過緊，造成摩擦力增大，導(dǎo)致小信號不動作大信號動作過頭的現(xiàn)象。若發(fā)現(xiàn)卡堵可迅速開、關(guān)調(diào)節(jié)閥，讓臟污從調(diào)節(jié)閥處被介質(zhì)沖跑，如一次不行，反復(fù)開關(guān)幾次。

參考文獻(xiàn)：

[1]李培元，周柏青.火力發(fā)電廠水處理及水質(zhì)控制[M].北京：中國電力出版社，2018.

[2]GB/T 12145-2016，火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動力設(shè)備水汽質(zhì)量[S].中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會發(fā)布，2016.

[3]DL/T805.5-2013，火力發(fā)電廠水汽化學(xué)監(jiān)督導(dǎo)則第5部分：汽包鍋爐爐水全揮發(fā)處理[S]. 國家能源局發(fā)布，2013.