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300MW直接空冷发电机组凝结水溶解氧超标原因

凝结水溶解氧含量是汽轮机凝结水的重要技术监督指标，凝结水溶解氧含量超标对凝结水系统排汽装置、凝结水泵、凝结水管道、阀门、轴封加热器、低压加热器等设备造成氧化腐蚀，长时间运行会对机组的安全性、经济性造成极大危害，降低回热设备的换热效率，使凝结水系统设备寿命大大缩短。某300MW直接空冷发电机组凝结水溶解氧含量长期大于100ug/L，通过对凝结水过冷度及机组真空严密性的治理，解决了凝结水溶解氧含量长期超标问题。
1、凝结水溶解氧含量超标原因分析
机组真空严密性不合格导致空气大量漏入排汽装置，溶解至凝结水中，造成凝结水溶解氧含量超标；凝结水补水为过冷的除盐水，过冷的补水中含有大量氧气及不凝结气体，这些氧气及不凝结气体无法从补水中析出，从而导致凝结水溶解氧含量超标。
2、凝结水过冷的原因
凝结水过冷度表征凝结水的过冷却程度，一般要求其过冷度不超过0.5-1℃。过冷度增加，凝结水溶解氧量也随之增加，因此过冷度不仅影响低压给水系统的腐蚀，而且也影响排汽装置空气漏入量的估算以及机组的经济性和安全性。
过冷的原因：由于蒸汽从排汽口向下部流动时产生阻力，造成下部蒸汽压力低于上部压力，下部凝结水温度较上部低，从而产生过冷，凝结水降温从而低于其饱和温度，产生过冷，空气漏入后空气分压力增大，蒸汽的分压力相对降低蒸汽仍在自己的分压力下凝结，使凝结水温度低于排汽温度，产生过冷，如果真空泵不能及时抽出，增大了传热阻力，也使过冷度增大，从而使凝结水溶解氧含量增大。
3、空气漏入的原因
在过冷度为零时，空气的漏入量为0.17m3/min，这时凝结水的溶解氧量为7微克/升，当空气漏入量为0.283m3/min，凝结水的溶解氧量为14微克/升，空气漏入排汽装置，增大了空气的分压力，因而增加了空气在水中的溶解度，使凝结水中溶解氧含量增加，凝结水溶解氧量随空气漏入量增加而增加。
空气的漏入的原因：水中溶解氧量取决于温度、海拔高度，真空系统漏入的空气带入的氧，这是凝结水溶解氧的主要来源，机组真空严密性不合格，如真空系统的设备因振动、塑性变形、膨胀不均等，出现裂纹、断裂等，使空气进入，以及阀门盘根和管道的接头等漏泄，导致漏入的空气量大大增加。
排汽装置内空气等不凝结气体的进入是不可避免的，首先尽最大努力减少空气的进入，然后将进入的不凝结的气体及时排除，防止氧气重新溶解于凝结水中。
4、减少凝结水溶解氧量采取的对策
凝结水溶解氧含量超标威胁机组的经济性和安全性，凝结水溶解氧量较大时，会引起凝结水系统的腐蚀，还会将腐蚀物带入给水系统，影响给水水质。因此从检修、运行维护等各方面要引起足够的重视，减少凝结水系统的腐蚀，提高机组的经济性和安全性。
（1）检修中：机组检修中检查排汽装置内的补水除氧装置；消除重要阀门内漏缺陷，如高压加热器的危急疏水门、给水管道的放水门等减少汽水损失，以减少排汽装置的补水量；对真空系统灌水查漏，重点检查排汽装置喉部、低压抽汽蒸汽管道、低压缸法兰结合面；对排汽装置水位调节阀和轴封压力调节阀进行检修；对真空泵进行检修，保持真空泵效率，以便及时抽出排汽装置内不凝结气体。
（2）运行中：运行中加强对过冷度、背压等参数监视，将排汽装置水位自动调节阀投入运行保持水位在正常范围内，防止水位过高；轴封压力调节阀投入运行，控制在规定值内，防止空气从低压轴封漏入；分析机组负荷变化时，凝结水溶解氧量变化的规律，查找系统问题及时处理缺陷。
5.凝结水溶解氧含量超标治理方法
（1）排汽装置凝结水补水管加装雾化喷淋装置，解决补水过冷问题，及时去除补水中携带的氧气及不凝结气体：
原有机组排汽装置凝结水补水系统图如图1所示，分为补水管路A、补水管路B，补水管路A采用φ159×4不锈钢管，补水管路A、补水管路B汇集至φ219×6母管后进入排汽装置。
改造方法：将原有补水管路A与汇集母管断开，汇集母管侧焊接堵板进行封堵，将补水管路A分为2路，第1路采用φ76×4不锈钢管，并安装1个DN65隔离阀；第2路采用φ89×4不锈钢管，并安装1个DN80隔离阀，保证设备在不同情况下可以合理的补水，如图2所示：
第1路补水管进入排汽装置后连接至排汽装置喉部位置，第1路补水管采用φ76×4单管布置形式，单管上均匀布置12个3t/h雾化喷嘴（喷射长度为0.8m-1m），总补水量为36t/h，补水管道雾化喷嘴安装喷射角度为60º，第1路补水管在补水流量不小于10t/h、管道压力不低于0.2MPa的条件下保证正常的雾化喷淋效果。
第2路补水管进入排汽装置后连接至排汽装置下部，如图3所示，排汽装置内部第2路补水管采用φ89×4不锈钢单工字布置，单工字上均匀布置30个3t/h雾化喷嘴（喷射长度为0.8m-1m），总补水量为90t/h，补水管道雾化喷嘴安装喷射角度为90º，第2路补水管在补水流量不小于40t/h、管道压力不低于0.2MPa的条件下保证正常的雾化喷淋效果。
（2）进行真空系统严密性查漏、堵漏工作，使机组真空严密性在100Pa/min以内，空冷凝汽器系统庞大，真空查漏困难，采用正压式查漏方法可有效查找系统漏点，空冷凝汽器正压查漏试验方法如下：
1）试验要求：
仪表要求：压力测量设备精确度±1.0mbar或更高；压力测量设备精确度±0.5°C或更高；所有设备都应校准并带有有效刻度。
2）打压试验的现场条件
①将系统原有真空表更换为正压的压力表。
②将各分配管蒸汽隔离阀阀门开启，参与打压试验系统包括：排汽管道、配汽管道、凝结水收集管道、连接到凝结水箱的凝结水管道、排汽管道与凝结水箱之间的平衡管道、连接到水环真空泵的抽真空管道等。
③将空冷凝结水回水管道至排汽装置电动门关闭。
④在汽机房外空冷排汽管道开口并增设盲板(盲板厚度不小于40mm，并焊接加强筋)。
⑤在空冷凝汽器入口管道（堵板试验侧）安装一只针形阀及压力表，记录试验过程中的压力值。
⑥将空冷排汽管道上的3个爆破膜拆卸下来保存好，用法兰堵板进行封堵。
⑦空冷抽真空管道至水环真空泵入口处用盲板封盖好。
⑧将系统中所有排水、放气口封堵，并做好记号。
⑨安装3支以上温度计，分别测量环境温度、空冷集箱温度。
3）打压试验方法
①采用气压法进行气密性试验，试验压力控制在0.03-0.04MPa。
②系统加压过程中，发现任何泄漏，必须立即泄压并进行漏点处理。
③达到气密性试验的压力设定值后，停止输入压缩空气，并关闭压缩空气隔离阀门，观察压力表显示的压力值必须保持恒定，每隔1小时记录一次系统压力及环境温度。
④对所有处在测试压力下的部件进行全面检查，看是否存在裂纹、泄漏、变形。
⑥试验持续24小时，以便开始和结束时环境温度相同，从而得到正确的试验结论。
⑦历时24小时压降不应大于0.01MPa。
⑧完成气密性试验后，打开临时放气阀将系统泄压并将所有临时设施拆除，恢复所有阀门、管道和仪表。
4）缺陷处理
如果允许的压力降超过规定值必须彻底检查泄漏，通过以下步骤完成：
首先检查可能由通风引起的不正常噪音，检查所有法兰、人孔等。
其次检查凝结水联箱和翅片管束连接焊缝，使用肥皂水检查泄漏，检查汽轮机排汽管道,空冷排汽支管和蒸汽分配管主焊缝.使用肥皂水检查泄漏，标记所有泄漏点并进行记录。
如果检查除空冷膨胀节和高空管道的其他部分已无明显漏点后压力降仍超过规定值，需安排专人并采用吊笼检查空冷蒸汽分配管膨胀节和高空管道。
6.治理效果
通过对排汽装置凝结水补水加装雾化喷淋装置，解决了补水过冷问题，通过真空系统严密性查漏、堵漏工作，减少真空系统空气的漏入，凝结水溶解氧含量降低至100ug/L以下安全运行，通过对系统的治理，提高了凝结水系统各设备运行的经济性、安全性，为机组长期安全稳定运行奠定了坚实基础。

-全文完-