150MWCCPP机组锅炉给水溶解氧超标原因分析及解决方案.pdf

2 0 1 3 年第 4 期 总 第 1 5 8期 冶 金 动 力 ME T A L L U R G I C A L P O WE R 4 5 1 5 0 MW C C P P机组锅炉给水溶解氧 超标原因分析及解决方案 闰树清， 范晓明， 阎 波， 李创国 ( 首钢迁钢公司电力作业部 ， 河 北迁安 0 6 4 4 0 4 ) 【 摘要】 给水溶解氧超标， 将给省煤器、 锅炉安全运行带来隐患。 针对这一情况 ， 对给水溶解氧超标原因进 行分析， 并提出解决方案， 使给水溶解氧含量降低至5 g L以下， 保证了热力设备安全运行。 【 关键词】 给水溶解氧超标； 原因分析； 解决方案 【 中图分类号】 T K 2 2 3 5 【 文献标识码】B 【 文章编号】 1 0 0 6 6 7 6 4 ( 2 0 1 3 ) 0 4 0 0 4 5 0 3 Ca u s e An a l y s i s o f Ex c e e d i n g S t a n d a r d o f Di s s o l v e d Ox y g e n i n W a t e r S u p p l y o f Bo i l e r f o r 1 5 0 M W CCP P Un i t YAN S hu q i n g ， FAN Xi a o mi n g ， YAN Bo ， LI Ch ua ng g uo P o w e r O p e r a t i o n D e p a r t m e n t ,S h o u g a n g Q m I r o n S t e e l C o ，L t d ，Q m a r t , He b e i 0 6 4 4 0 4 ,C h i n a ) 【 A b s t r a c t E x c e e d in g s t a n d a r d o f d i s s o l v e d o x y g e n i n w a t e r s u p p l y w il l r e s u l t i n h i d d e n t r o u b l e t o s a f e t y o p e r a t i o n o f e c o n o mi z e r a n d b o i l e r F o r t h i s r e a s o n ，t h e c a u s e s o f e x c e e d i n g s t a n d a r d o f d i s s o l v e d o x y g e n i n wa t e r s u p p l y a r e a n a l y z e d T h e r e l e v a n t s o l v i n g s c h e me i s p r o p o s e d ，wh i c h ma k e s d i s s o l v e d o x y g e n c o n t e n t i n w a t e r r e d u c e t o b e l o w 5 Ix g L a n d g u a r a n t e e s s a f e t y o p e r a t i o n o f t he t h e r ma l e q u i pme n t 【 K e y w o r d s 】 e x c e e d i n g s t a n d a r d o f d i s s o l v e d o x y g e n i n w a t e r s u p p l y ；c a u s e a n a ly s i s ； s o l v i n g s c h e me 1 前言 我公司 1 5 0 MW 燃气蒸汽联合循环发 电机组 于 2 0 1 1 年 3月 1日正式投产， 机组主体设备包括燃 气轮机 、 煤气压缩机 、 蒸汽轮机 、 发电机及余热锅炉 各一台， 余热锅炉高压蒸汽压力为 7 3 9 M P a ， 根据 G B T 1 2 1 4 5 1 9 9 9 火力发 电机组及蒸汽动力设备 水汽质量 规定， 锅炉给水溶解氧应7 tx g L 。为余 热锅炉配备喷雾式高压热力除氧器一台。机组投产 后 ， 给水溶解氧含量在 3 0 5 0 g L之 间， 远远大于 控制标准。给水溶解氧超标会引起金属氧腐蚀 ， 造 成金属表面形成许多小型腐蚀坑。腐蚀不仅减薄了 省煤器 、 锅炉等受热面管壁厚度 ， 严重时还会造成炉 管穿孑 L 。 如某 电厂给水溶解氧含量为 0 2 0 3 m g L ， 在投产一年内因省煤器管与炉管腐蚀泄漏停炉 2 2 次， 省煤器人 口腐蚀速度高达 4 7 m m a 。因此 解决 锅炉给水溶解氧超标问题对于发电机组的安全运行 具有重要意义。 2 给水溶解氧超标原因分析 2 1 分析测定方面 2 1 1 取样器泄漏导致溶解氧超标 给水取样器的冷却水是生产水 ， 取样器如有细 微渗漏 ， 生产水则会渗入给水样品中， 导致溶解氧超 标 。 对给水硬度进行 1 2 h的连续监测 ， 始终小于 1 g m o l L ， 说明溶解氧超标非取样器泄漏导致。 2 1 2 水样温度及其它元素干扰 溶解氧测定采用靛蓝二磺酸钠比色法， 测定时 水样温度不能超过 3 5，最好低于环境温度 1 3 ， 测温仪显示的水样温度始终在 2 5左右且低于 环境温度。水样中的铜能使测定结果偏高， 当水样 中的铜含量小于 1 0 tx g L时， 对测定结果影响不大。 对给水铜含量进行检测 ， 小于 5 g L 。 2 1 3 测定操作及分析试剂方面 在溶解氧测定过程中， 如果某些操作环节稍有 疏忽或者分析试剂失效均容易造成测量偏差。所 以 在同一时间段 内， 同一个人用相同的试剂 ， 反复多次 测定给水和凝结水溶解氧含量， 给水溶解氧始终超 冶 金 动 力 MEr A I LU RGI CAL P OWER 2 0 1 3 年第 4 期 总 第 1 5 8期 标， 而凝结水溶解氧小于 5 g ， L 。说 明操作方法及 分析试剂没有问题。 2 2 除氧器运行方面 2 2 1 喷雾式高压热力除氧器工作原理 除氧装置为喷雾一 鼓泡式结构 ， 要除氧的水首先 进入配水装置， 并通过 4只喷嘴将水喷成雾状 ， 在汽 液混合传热空间，液滴与加热蒸汽充分接触进行除 氧 ， 部分氧气和不凝性气体在此段除去 ， 并通过除氧 器顶部的排气管排出，然后初步除氧后的水流入水 箱内部的水槽 ，并在此与除氧蒸发器上升管的汽水 混合物通过多孔管在水槽内加热进一步除氧 ，经除 氧后的水从远离出水管水槽一侧流出，除氧合格的 水进入出水区， 从出水管流 向给水泵 ， 在水箱内溢出 的氧气和其它不凝结气体都 随上升蒸 汽进人 除氧 头， 从除氧头顶部的排气管排出除氧器。 在加热的过 程中， 水面上的水蒸气的分压力逐渐增加 ， 而其它气 体的分压力逐渐降低， 水中的气体就不断分离析出， 当水被加热到除氧器压力下的饱和温度时，水面上 的空气全部被水蒸气充满，各种气体的分压力趋于 零 ， 此时水中的氧气及其它不凝结气体即被除去。 除 氧水箱上设有再沸腾管， 在机组启动前， 或水质工况 恶劣时 ， 从备用汽源来的加热蒸汽 ， 通过再沸腾管加 热 已置于除氧水箱 中的需除氧的锅炉给水 。 2 2 2 从除氧器运行工艺条件逐一进行分析 为保证热力除氧器稳定运行 ，达到设计的除氧 效果， 除氧器运行时须同时满足以下工艺条件 ： 除氧 器进水温度 、 流量在额定参数下运行 ； 给水应加热至 除氧器内相应压力下的饱和温度 ；除氧器内保证有 足够的除氧时间；进入除氧器内的给水量保持基本 稳定； 从除氧器内解析出来的气体能够顺畅地排出。 2 2 2 1 除氧器进水温度及流量 除氧器设计进水温度 5 2 o C，进水流量2 4 0 t h 。检查除氧器实际运行数据：除氧器进水温度在 5 4 5 6 C， 进水流量在 1 9 6 2 0 6 t h ， 均在额定参数下 运行 ， 未发现超参数运行。 2 2 2 2 给水应加热至除氧器内相应压力下的饱 和 温度 常温 常压下 ( 2 0 o C， O 1 MP a )水的溶解氧约为 8 9 4 m g L ，远远大于除氧器出水溶解氧控制指标 ， 如果除氧器中的除盐水稍有加热不足 ，水中残留的 溶解氧就会大幅增加 。为了保证给水加热至除氧器 内相应压力下的饱和温度， 经过多次调整试验， 将除 氧器二次蒸汽加热及辅助加热管打开，这样水温已 达到相应压力下的饱和温度 ， 给水溶解氧未见好转。 2 2 2 3 除氧器内保证有足够的除氧时间 从除氧器设计结构上分析 ，除氧器内有足够的 除氧时间。 2 2 2 4 进入除氧器内的给水量保持基本 毹定 技术人员去现场检查进入除氧器的给水组成 ， 除盐水补水门在关闭状态 ，进入除氧器的水全部是 凝结水 。查看凝结水流量趋势图， 凝结水流量稳定 ， 除氧器进水均衡。 2 2 2 5 从 除氧器 内解析 出来 的气体能够顺畅地排 出 为确保从除氧器解析出来 的气体完全畅通地排 出， 技术人员对除氧器排气阀进行检查 ， 已经完全打 开而且不存在 阀芯脱落等故障 ，从除氧器排汽管看 排汽畅通。 由此得出除氧器运行工艺方面未发现导致溶解 氧超标 的原因。 2 3 水汽循环流程方面 2 3 1 C C P P 热力系统水汽循环流程见图 1 。 图 1 C CP P热力系统水汽循环流程图 2 0 1 3 年第4 期 总 第 1 5 8期 冶 金 动 力 MF r A I J I 琅G I C A L P O WE R 4 7 2 3 2 从水 、 汽循环流程上分析 从水汽循环流程看 ， 溶解氧合格 的凝结水送人 除氧器除氧后， 经高压给水泵送入省煤器 ， 给水取样 点在给水泵后， 除氧器出水没有取样点 ， 分析确定导 致给水溶解氧超标原因可能有两方面 ： ( 1 ) 凝结水泵出口管投加 除氧剂 ， 加药点离取样 点太近， 不足0 5 m 。 凝结水取样不具有代表陛， 不能 真实反应整个凝结水系统氧含量 ， 虽然检测凝结水 溶氧小于 5 g ， L ， 但实际上凝结水溶解氧可能不合 格。凝结水进入除氧器 ， 除氧器除氧效果不好 ， 导致 给水溶解氧不合格 。 ( 2 ) 凝结水溶解氧合格， 除氧器出水溶解氧也合 格 ， 但如果给水泵的密封水进入给水系统 ， 也会造成 给水溶解氧超标。因为给水泵密封水为闭式循环水 ( 即除盐水 ) ， 除盐水未经过除氧 ， 其溶氧含量大约在 8 m g L 。 通过密封水进入给水系统的除盐水量约 3 t l 1 ，大量未经过除氧的除盐水 导致 给水溶 解氧超 标。 2 4 针对上述可能原 因进行验证 停止向凝结水加除氧剂， 排除加药点与取样点 距离太近导致分析结果偏差的原因。经多次检测， 凝结水溶解氧始终小于 5 I g L ， 证明凝结水溶解氧 合格。 要保证备用泵的备用状态 ， 适当调小两台备用 给水泵的密封水量， 运行一段时间， 发现高压给水的 溶解氧从 3 0 g L降至 2 0 tx g L， 初步断定给水溶 解氧超标是 由于给水泵密封水带入系统 ， 此部分水 未经除氧造成给水溶解氧超标。 3 解决方案 3 1 运行中措施 在机组未停机前 ， 向给水泵密封水 即闭式循环 水投加化学除氧剂二甲基酮肟， 尽可能降低闭式循 环水的溶解氧含量 ， 保证机组正常运行 。 3 _ 2 停机检修设备改造方案 3 2 1 更改凝结水取样点位置 ， 使取样点距离加药 点达到 3 m以上 ， 保证凝结水取样具有代表性 。 3 2 2 从轴封加热器人 口母管引一路凝结水 ， 接至 给水泵密封水母管上 ， 加装一 阀门。将给水泵密封 水改为两路 ： 一路除盐水 ， 机组启动时用 ； 一路凝结 水 ， 机组启动后切换为凝结水 ， 避免未经除氧的除盐 水进入给水系统 。 3 2 3 除氧器出水总管加装取样点， 以便监测除氧 器出水溶解氧的含量。 4 改造效 果 2 0 1 1 年 6月 9日 C C P P机组投产后第一次停 机检修 ， 改造项 目得以实施 。 6月 1 2日启机 ， 测定高 压给水溶解氧含量小于 5 g ， L ， 给水溶解氧超标问 题得到彻底解决。 5 结束语 在火力发 电厂的热力系统 中， 水与蒸汽均含有 一 定杂质 ， 如果杂质含量在允许范围内， 则不会影响 设备的运行 。当超过允许标准时 ， 将会引起热力设 备腐蚀、 结垢或积盐。如凝汽器泄漏造成的水冷壁 管结垢爆破 ； 蒸汽质量不合格导致的过热器管积盐 超温爆破； 锅炉给水氧含量高造成的省煤器管与炉 管腐蚀泄漏。只有将各项水汽指标控制在允许范围 内， 才能保证热力设备的安全稳定运行。 【 参 考 文 献】 1 】 施燮钧， 王蒙聚， 肖 作善 热力发电厂水处理 M 】 北京： 中国电力出 版社 1 9 9 8 【 2 】 窦照英 化学诊断技术 M 北京： 水利电力出版社 1 9 9 0 3 】 火力发电厂水汽试验方法标准规程汇编【 M 】 北京： 中国标准出版 社 2 0 0 4 收稿 日期 ： 2 0 1 2 1 0 2 2 作者简介： 阊树清( 1 9 6 8 一 ) 女， 1 9 8 8 年毕业于北京钢铁学院分院热 能工程专业 ， 工程师 ， 现从事 电厂化学运行管理工作 。 ( 上接第 4 4页) 凝结水的特点 ，在汽轮机的未级 叶片的边沿采用抗腐蚀耐磨 的材料 ， 同时在易产生 凝结水的叶片和轴上开有导水槽， 将蒸汽做功过程 中产生的凝结水及时导 出汽缸 ， 避免对后面的叶片 产生水击 ， 保证汽轮机的稳定安全运行 。 5 结束语 利用钢铁厂生产过程 中产生的富裕煤气 、 低压 饱和蒸汽进行发电的技术安全、 可靠， 既避免了煤 气、 蒸汽的放散及其产生的污染 ， 同时节能减排的 效果显著 ， 具有很好的经济及环保效益。 【 参 考 文 献】 【 1 】 蔡发明， 邹永红 饱和蒸汽发电在钢铁厂的应用L 刀 节能与综述 2 0 0 9年增刊 2 江彦军饱 和蒸汽发电在天铁的应用叨 天津冶金 2 0 1 0 年第 6 期 【 3 李冬庆， 张华 ， 米静， 张恒春 转炉饱和蒸汽发电系统及其参数选 择叨 热力发电 2 0 0 8 年第 1 1 期 投稿 日期 ： 2 0 1 2 1 卜 1 3 作者简介： 祝百东( 1 9 8 2 一 ) ， 男， 工程硕士， 工程师， 现从事热能动力 工程设计工作。