260 t／h锅炉给水溶解氧超标问题的原因分析与处理.pdf

第 3 7卷第 3 期 2 0 1 5年 6月 甘肃冶金 GANS U METALL URGY Vo l _ 3 7 No 3 J u n ， 2 0 1 5 文章 编号 ： 1 6 7 2 4 4 6 1 ( 2 0 1 5 ) 0 3 0 0 5 7 0 2 2 6 0 t h锅炉给水溶解 氧超标 问题 的原 因分析与处 理 韩 冲， 姬抱平， 孙艳丽， 冀静 ( 河北钢铁集团邯钢公 司能源中心， 河北邯郸0 5 6 0 1 5 ) 摘要： 对邯钢 2 6 0 t h发电锅炉的工艺现状进行了介绍 ， 简述了发电锅炉直接外供低压蒸汽时除氧系统出现的问 题。针对相应问题进行了分析， 通过对除氧器给水系统改造 ， 结合系统运行方式的调整， 锅炉给水溶解氧含量最终 恢复 到了正常范围。 关键词： 旋膜式除氧器； 锅炉； 给水； 溶解氧 中图分类号 ： T K 2 2 3 5 文献标 识码 ： A Ca u s e s An a l y s i s a n d Tr e a t m e n t o f Un d u e Ox y g e n Co nc e n t o f 2 6 0 t h Bo i l e r Fe e d W a t e r HAN C h o n g ，J I B a o p i n g ，S UN Ya n l i ，j I J i n g ( E n e r g y R e s o u r c e C e n t e r ，H a n d a n I r o n a n d S t e e l C o m p a n y ，H e b e i I r o n a n d S t e e l G r o u p ，H a n d a n 0 5 6 0 1 5 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ：T h e a r t i c l e i n t r o d u c e d t h e t e c h n o l o g y s t a t u s o f 2 6 0 t h u t i l i t y b o i l e r I t a n a l y z e d t h e p r o b l e ms i n d e a e r a t o r s y s t e m wh e n t h e u t i l i t y b o i l e r d i r e c t l y s u p pl i e d t h e s t e a m p i p e s wi t h l o w p r e s s u r e s t e a mBa s e d o n t h e t r a ns f o r ma t i o n o f d e a e r a t o r f e e d w a t e r s y s t e m a n d t h e o p e r a t i o n mo d e a d j u s t m e n t ，t h e d i s s o l v e d o x y g e n c o n t e n t o f b o i l e r f e e d w a t e r f i n a l l y r e t u r n e d t o no rm a l r a n ge Ke y W or d s：r o t a t i n g wa t e r f i l m t y p e d e a e r a t o r ； bo i l e r； f e e d wa t e r ； d i s s o l v e d o x y g e n 1 引言 在锅炉给水处理工艺过程中， 给水 除氧是一个 非常关键 的环节。给水 中溶解氧的存在是锅炉发生 化学腐蚀和电化学腐蚀的主要因素。给水中溶解氧 随着水的流程逐渐与金属发生反应 ， 首先腐蚀的是省 煤器 ， 省煤器的氧腐蚀使得给水 中的含铁量增加 ， 随 后进入汽包和水冷壁， 水冷壁管结氧化铁垢的速度与 给水含铁量成正 比， 氧化铁垢不但导热性能差， 使水 冷壁管因冷却不好而过热损坏， 而且还会在氧化铁垢 下产生垢下腐蚀 ， 造成管壁减薄， 加速水冷壁管的损 坏 ， 影响锅炉的可靠性 。同时 由于溶解氧的存在， 还 会使热阻增加， 传热恶化， 降低机组的热经济性。因 此对锅炉给水进行除氧对提高热力设备的安全性 、 可 靠性和机组的热经济性有着非常重要的意义。 2 现状与存在 问题 邯钢老区 1 # 6 0 MW 发 电机组配套一 台 J G - 2 6 0 9 8 一 Q型 自然循环全燃高炉煤气 锅炉 ， 额定蒸 发量 2 6 0 t h 。该机组的除氧器选用高压旋膜式除氧器 ， 型号 G C M-2 7 0 ， 额定出力 2 7 0 t h ， 额定工作压力 0 4 9 MP a ( 表压 ) ， 额定工作温度 1 5 8 c 【 = ， 水箱有效容 积 8 0 1T I 。2 0 1 3年 3月 ， 该发 电机组 的汽轮机停机 转大修 ， 为保证厂区生产用汽 ， 锅炉由原来 向汽轮机 供汽 ， 转变为直接向厂区低压管网供汽 。运行方式 改变后 ， 锅炉给水溶解氧指标出现超标 ， 溶解氧含量 波动大 ， 给水溶解氧含量在 1 O 8 0 L之间波动 ， 超过了锅炉给水溶解氧指标7 g L的要求 。 3 问题分 析 3 1 旋膜式除氧器的工作原理 旋膜式除氧技术是以机械方式使待处理水形成 旋转膜 ， 利用热力除氧原理达到除氧的 目的。此种 除氧器在上部的汽水室均匀布置了产生旋膜的旋膜 发生管 ， 水在压力作用下从旋膜管上部 的下倾切 向 小孔以很高速度切向进人管内， 形成中空的旋转液 5 8 甘肃冶金 第 3 7卷 膜 ， 液膜沿管壁旋转流动而下 ， 达到管的出 口时， 由 于离心力的作用形成旋转水膜裙 ， 加热蒸汽 由下逆 水膜裙向上流动 ， 先对水膜裙内外两侧加热 ， 然后进 入旋膜管对旋膜加热。大量汽化潜热很快将水膜加 热至饱和温度 ， 使水 中含有的不凝结气体大部分逸 出， 自顶部出气 口及时排出。 3 2 原因分析 ( 1 ) 除氧器负荷变化 ， 进水量小。锅炉供汽轮发 电机组运行时 ， 负荷基本保持 在 2 5 0 2 6 0 t h的状 态运行， 同时除氧器的运行工况也保持在满负荷状 态运行 ； 该工况下 ， 进入除氧器的水流量较大 ， 除氧 器 内旋膜发生管形成的水膜裙完整而稳定 ， 加热蒸 汽与水膜裙之间完全充分接触 ， 除氧器的水 能快速 达到饱和温度 ， 使水 中所含的氧很迅速逸出， 后经除 氧头的出气 口排走 。 锅炉改为直接 向厂 区低 压管 网供汽后 ， 负荷基 本保持在 7 0 8 0 t h的状态运行 ， 同时除氧器 的运 行负荷也下降 ， 进入除 氧器的水流量也 大量减少 。 按照除氧器设计要求， 除氧器必须在设计额定负荷 的 5 0 以上运行才能形成完整 而稳定的水 膜裙 ， 并 获得理想 的除氧效果。由于水量的严 重不 足， 导致 旋膜发生管的起膜作用失效 ， 不能形成完整而稳定 的水膜裙 ， 加热蒸汽和水膜之间换热效果差 ， 除氧器 的水不能迅速达到饱和温度 ， 水 中的溶解氧无法快 速逸出， 而是随水流进 入除氧水箱 ， 造成 除氧效 果 差 。这是造成锅 炉给水溶解 氧指标超标 的主要原 因 。 ( 2 ) 除氧器来水水质变化 ， 排气 阀开度小。运行 方式改变之前 ， 除氧器的来水主要是汽轮机凝 汽器 的冷凝水 ， 其溶解氧含量在 1 0 L， 只有 1 0 t h左 右的精脱盐水作 为整个 发 电系统 的补水 进入 除氧 头。运行方式改变后 ， 除氧器 的来水全部为精脱盐 水 ， 而精脱盐水溶解 氧含量在 3 0 0 0 g L以上 ， 精 脱盐水溶解氧含量 比冷凝水溶解氧含量高出很多 ， 在除氧器进水量相同的情况下 ， 对除氧器 的除氧能 力要求更高。在运行方式改变前后 ， 除氧器 的排气 阀开度并未进行相应调整 ， 造成除氧头 内部逸 出的 氧气无法快速排出， 除氧器内氧气分压力大 ， 除氧水 溶解氧含量高 。这是造成锅炉给水溶解氧指标超标 的又一个原因。 ( 3 ) 除氧器进水量存在较大波动。由于除氧器的 来水一部分通过精脱盐水母管直接供给， 另一部分 通过疏水泵供给。疏水泵启停与疏水箱水位存在连 锁关系， 当疏水箱水位高时， 疏水泵会 自动启动， 把 疏水箱 内的水打人除氧头 ， 当疏水箱水位低于 1 0 0 0 mm时 ， 疏水泵 自动停止运行 ， 疏水泵 的频繁启停造 成进入除氧器水量频繁波动 ， 除氧器压力变化频繁。 为了保证除氧器 的压力 ， 加热蒸汽量需要不断调整 ， 而加热蒸汽进汽调节阀 自动调节一定程度上存在调 节滞后 ， 使得除氧头水间断性处于不饱和状态 ， 水内 溶解氧含量波动较大。这是造成锅炉给水溶解氧波 动的主要原 因。 4 技术改造及措施 4 1 给水泵再循环管路改造 ， 加大除氧器进水量 针对除氧器进水量不足 ， 旋膜发生管不能形成 水膜裙 问题 ， 通过改管 ， 将给水泵再循环水引入除氧 器 ， 提高除氧器的进水量 ， 促进旋膜发生管形成水膜 裙 ， 改善热交换效果 和除氧效果。具体改造方案如 图 1 所示 ， 用一路 1 0 8 m m管将给水泵再循环管和 冷凝水管连通 ， 在新加管道上 和给水泵再循环管上 各增加一道 阀门， 阀 门具体安 装位置如 图 l所示 。 运行时关闭阀门 a ， 打开阀门 b ， 将 给水泵再循环水 引入除氧器 ， 通过调整给水泵再循环 门开度 ， 使除氧 器的进水量满足设计要求 ， 水 在旋膜发生管 内可 以 形成完整水膜 ， 能够迅速达到饱和温度 ， 水内溶解氧 及时析出。同时高压给水泵水温为 1 4 0 ， 一定程 度上提高了除氧器进水水 温， 获得了更好 的除氧效 果 图 1 改造后 工艺 系统 图 珞 缎 4 2 除氧头排气管阀门开度调整 ， 加大排气量 针对精脱盐水来水溶解氧含量高特点， 结合现 场情况 ， 对除氧头排气管阀门开度进行调整 ， 排气 阀 门开度在原有开度基础上开大 3扣 ， 增加除氧器 的 排气 ， 保证逸 出的溶解氧能够顺利排 出。 4 3 疏水泵运行方式调整 。 保证补水持续稳定 适 当调整精脱盐母管 向疏水箱 的补水量 ， 结合 ( 下转第 7 2页) 厶 S 螈 鲍跏 l el ：U i一 q 0 7 2 甘肃冶金 第 3 7卷 水平厚度 1 1 r n 。 矿石构造主要有文层状构造 、 浸染状构造、 不规 则 网状构造 、 角砾状 、 斑点状等 。 原生结构有呈莓球状或 团块 状、 有他 形一 半 自 形 中一 细粒结构 ， 交代溶蚀结构 、 碎裂结构 ， 交代生 物结构等。 矿石属简单硫化物型 ， 矿物组分简单 ， 已知金属 矿物有方铅矿、 闪锌矿、 黄铜矿、 黄铁矿； 脉石矿物有 方解石 、 透辉石、 石英 、 铁白云石及少量绢云母 、 炭质 等。 矿石主要化学成分 为铅 、 锌 、 铜 ， 伴 生有 害元 素 砷 、 氟、 铁等在精矿 中的含量均低于规定指标。 2 4 控矿条件分析 2 4 1 成矿控制 因素 截山庙铅锌矿位于敦煌一 阿拉善右旗构造带的 北侧西段 ， 甜水井花岗闪长岩基北侧外接触带 。赋 矿地层为前震旦系敦煌 群中组一段地层 ， 含矿岩石 为透辉石化大理岩和云母石英 片岩 ， 铅锌矿化主要 受岩石层位和断裂裂隙系统控制。 2 4 2矿化 点 成 因 ( 1 ) 测 区含矿断裂属层间断裂 ， 位于透辉石化大 理岩与石英云母片岩接触部位 ， 前者表现为刚性层 ， 而后者为软弱层 ， 二者物性参数 的巨大差异极易形 成层间滑动带 ， 造成含矿热液的大量迁移释放 ， 形成 矿体 。矿体产 出于 F 1 断裂上盘中。 ( 2 ) 矿体膨缩 ， 矿体构造较模糊 ， 出现角砾状 、 网 脉状构造。裂隙中充填有方铅矿、 黄铁矿脉， 脉体具 膨缩 、 分枝现象。矿化与热液的充填交代作用有关 。 ( 3 ) 截山庙铅锌矿化点位于甜水井花岗闪长岩基 北侧外接触带 ， 从矿化 点的分布特征及热液蚀变 的 一 系列特征表明成矿从南 向北 由高温向低温过渡 。 而截山庙铅锌矿化点处于 中温梯度带上 ， 为 中低温 热液矿化点。 综上所述 ， 认为截山庙铅锌矿化 点属于接触交 代型。矿化同时受构造裂隙系统的控制。 2 4 3 找矿远景及找矿方向 ( 1 ) 发现的截山庙铅锌矿化点总体见矿情况不够 理想。铅锌矿化体均为单孔或单工程见矿 ， 而且矿 化体真厚度小于矿体可采厚度。从地表矿化特征和 深部钻孑 L 见矿情况来分析矿体 向深部仍有延深 ， 品 位有增高之趋势 。矿带向西和向东继续延伸 ， 因此 ， 区内地质找矿有很好的前景。 ( 2 ) 在该成矿带上 ， 应注重 已发现的化探异常， 特 别是近期国际国内在片麻岩中金 的突破 ， 为在该 区 寻找金开了好头。 ( 3 ) 在上述异常地段 ， 对各类异常进行详细查证 ， 了解异常源 ， 对蚀变带 ( 层 ) 进行槽 探揭露 ， 力争 发 现矿 ( 化 ) 体。 参考文献： 1 王锦涛 ， 程绍岩， 等 甘肃省瓜州县截山庙铅锌矿化点 普查报告 R 2 0 1 0 4 收稿 日期 ： 2 0 1 5 0 3 - 1 1 作者简介 ： 张义东 ( 1 9 6 8 一 ) ， 男 ， 地矿工程师。长期从事野外地质勘查 工作 。 ( 上接第 5 8页) 水箱水位变化 ， 重新调整疏水泵出口阀门开度 ， 使疏 水箱水位达到基本稳定 ， 保证疏水泵连续运行 ， 持续 向除氧头供水 ， 使除氧器进水量稳定。 5效果 经实践运行表 明 ， 改造调 整后 的 2 6 0 t h锅 炉 除氧在低负荷状态下运行时 ， 能够保证给水溶解氧 含量指标要求 ， 除氧效果 良好 ， 该工况下的除氧器出 水氧含量达到 7 g L以下 ， 完全达到锅炉水质标准 要求， 避免了锅炉的氧腐蚀， 保证锅炉长周期稳定运 行 。 6 结语 锅炉除氧效果的好坏与除氧方式及实际运行情 况密切相关， 针对高压旋膜除氧器低负荷状态溶解 氧含量高问题， 可以从给水泵再循环管上引支管至 除氧器 ， 在机组低负荷运行时 ， 通过给水泵再循环管 向除氧器供水 ， 增大除氧器进水量 ， 保证旋膜除氧器 发生管 内足够水量形成水膜 ， 结合运行调整 ， 可获得 良好除氧效果 ， 使得高压旋膜除氧器运行工况范 围 更广。 参考文献 ： 1 丁明舫， 崔百成， 路其虎， 等 锅炉技术 问答 1 l O O题 M 北京： 中国电力出版社， 2 0 0 1 2 杨杰， 郑力会 ， 周建平， 等 旋膜除氧技术在注汽锅炉 给水处理中的应用 J 石油机械 ， 2 0 0 7 ， 3 5 ( 1 2 ) ： 4 5 收稿 日期 ： 2 0 1 3 - 1 0 2 0 作者简介 ： 韩冲 ( 1 9 8 4 一 ) ， 男 ， 2 0 0 6年毕 业于河 北理 工大学 热能 与 动力工程专业 ， 助理工程师。主要从事设备维修工作。 鸶 瀑 E , 蝴 iG 一S L Y JL I26 ：e o m