超临界直流炉停炉后的真空干燥法保养分析

2011-08-21马士东马运平朱道华

黑龙江电力 2011年6期

马士东，马运平，朱道华，操亮

(安徽华电宿州发电有限公司，安徽宿州234101)

0 引言

某电厂一期工程安装2台600 MW超临界燃煤汽轮发电机组。锅炉为东方锅炉集团有限公司制造的DG－1913/25.4－II3型直流炉，采用超临界压力变压运行、单炉膛、一次中间再热、尾部双烟道、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构、Π型布置。由于该锅炉有时处于临修或调停备用状态，在停运期间如果没有采用适当的保护措施，进入锅炉内的氧气就会造成潮湿的金属表面产生严重的氧腐蚀。因此，对2台超临界锅炉停运期间应该采取适当的防腐措施，即真空干燥保养，以延长锅炉设备的使用寿命。

1 影响腐蚀的因素

实践证明，运行中的锅炉比冷备用的锅炉(即使采取了保养措施)因腐蚀而造成的损失小。锅炉在冷备用状态所受到的腐蚀主要是氧化腐蚀(此外还有CO2腐蚀等)。影响锅炉氧腐蚀的因素如下:

a.溶解氧的浓度。水中的含氧量越高，金属的腐蚀性越严重，而溶解氧的浓度与系统的水温、补水量有直接关系。金属铁受水中溶解氧的腐蚀是一种电化学腐蚀，铁和氧形成2个电极，组成腐蚀电池。铁的电极电位总是比氧的电极电位低，铁是阳极，会受到腐蚀。锅炉水中只要有溶解氧存在，就会造成金属氧化腐蚀，而且锅水溶解氧越多，金属铁腐蚀越严重。

b.pH值。pH值是表示水中氢离子浓度的负对数，故pH值越低，水中氢离子浓度越高，而氢离子是去极化物，会加速金属的腐蚀速度。当水中有溶解氧存在时，pH值增大(pH=10～13)，腐蚀速度明显下降，这是因为氢氧离子浓度增高，在铁的表面会形成保护膜，使腐蚀速度下降。

2 真空干燥防腐保养

锅炉停炉保养的目的主要是为了防止或减轻锅炉受热面管的腐蚀，基本原则如下:

a.不让空气进入锅炉的汽水系统;b.保持停用后锅炉汽水系统金属表面干燥;c.在金属表面形成具有防腐作用的薄膜，以隔绝空气;d.使金属浸泡在含有除氧剂或其它保护剂的水溶液中。冷备用锅炉保养时常采用的防腐方法有湿式防腐、干式防腐和气体防腐等方法。大容量锅炉一般采用湿式保养法和氮气置换法。湿式保养法比较简单，监视方便，但在冬季必须采用防冻措施;氮气置换法在有冻结危险时，使用较为方便，但需要有操作经验和技术。

锅炉采用哪种保养法应根据锅炉停炉时间长短和附属设备情况来决定。现场实践检验表明，超临界锅炉在停运期间保养宜采用干法保养，这样可以延长锅炉使用寿命。真空干燥防腐保养是在干式保养法的基础上研究出来的保养方法。

2.1 真空干燥保养系统结构

图1为带高压、低压旁路的中间再热机组真空干燥系统结构示意图。

图1 真空干燥系统示意图

2.2 真空干燥保养操作步骤

a.停炉前2 h，加大给水系统加氨量(此时应将化学精处理解列)，提高省煤器入口给水pH值至9.4～10.0(取消原来的加联氨工况)。

b.锅炉停运后，迅速关闭锅炉各风门、挡板，封闭炉膛，防止热量过快散失。

c.当锅炉压力降至运行规程允许的放水压力时(0.8 MPa)，迅速放净炉水。

d.放水结束后，关闭所有炉侧的放水、疏水、向空排气和排污门。

e.按正常开机前的方法启动凝汽器真空泵，建立凝汽器真空(汽轮机停机时和停机后，凝汽器也可根据运行工况不破坏真空，保持凝汽器的真空状态)。

f.打开高压、低压旁路门，对锅炉再热器、过热器、水冷壁和省煤器进行抽真空。

g.在过热器出口联箱、前屏过热器出口联箱、启动分离器等处安装真空表，监测真空干燥过程中系统的真空变化情况，要求所安装的真空表能够满足0.053 MPa真空的测量要求。

h.维持抽真空过程(启动分离器处真空0.053 MPa)，并维持3 h。

i.每间隔0.5 h依次开启省煤器、水冷壁、过热器等部位的空气门，进行空气置换，并维持真空0.053 MPa，要求最后1个空气门开启后维持抽真空2 h。该过程应严密监视炉管壁温下降速度不能超过规定值(控制汽水分离器金属降温速度≤2℃/min，金属温度偏差≤50℃ )。若出现温度下降过快的情况则暂时停止真空干燥工作。

j.干燥过程结束后，关闭高压、低压旁路门，开启向空排汽门，破坏锅炉一、二次系统真空，破坏凝汽器真空，系统恢复正常。开启锅炉本体各疏放水门、放空气门。

k.其它停炉(机)保护措施执行安徽华电宿州发电有限公司发布的《停(备)用热力设备防锈蚀保护制度》，及时做好凝汽器(汽侧、水侧)、除氧器、高低加及凝结水、给水系统放水工作。化学专业做好精处理树脂再生备存工作。

2.3 真空干燥保养操作注意事项

a.停炉期间连续监督给水、蒸汽的pH值。

b.在保护期间，宜将凝结水精处理系统退出运行。

c.锅炉降压、放水过程中，应严格控制启动分离器上、下壁温差不超过制造厂的运行值和运行规程要求。

d.在实施对系统抽真空时，应将系统中所有不允许在真空条件下工作的压力表和压力变送器的一、二次阀关闭，以防止其损坏。在完成干燥、真空破坏后，应及时将这些阀门恢复到原有状态。

e.对高压、低压旁路门进行手动开启时，可能受到正常运行中开启这些阀门所需条件的限制，可临时解除闭锁条件或强制开启，但工作完成后必须及时恢复。

f.干燥过程结束后，应将凝汽器水、汽侧的水放净，并分别通风干燥。

3 防腐效果检验

锅炉受热面管材腐蚀速度主要取决于pH值与溶解氧的扩散速度。当pH值小于4时，金属表氧化膜会全部溶解，金属直接与酸性介质接触，加大了酸性腐蚀的速度;当pH值大于13时，金属表面的氧化膜又会被碱直接溶解，使金属表面的碱性腐蚀快速增加。某电厂在未采用真空干燥保养前，沿用的是湿法保养，由于停炉前给水、凝结水的pH值控制不当，再热器、过热器部分管段存水未放净，多次启停炉后加剧了腐蚀和氧化皮的脱落形成速度。2009年2月，2号机调停备用开机后，对3号高加正常疏水调门、危急疏水调门全开，水位偏高，对高加解列。对疏水调节门解体检查时发现，门芯已被脱落的氧化皮堵塞。经化验分析，认为是停炉保养pH值控制不当导致腐蚀的氧化皮脱落所致。对1号、2号炉实施真空干燥保养后，停炉前2 h严格控制给水系统加氨量(此时应将化学精处理解列)，提高省煤器入口给水pH值至9.4～10.0(取消原来的加联氨工况)。2010年5月2号机小修时，对炉管进行割管检查，没有再出现氧化皮脱落堵塞调门门芯的现象。