火电机组启动阶段化学监督控制方案浅议

刘洁琼

(甘肃电投张掖发电有限责任公司，甘肃张掖734000)

火电机组启动阶段化学监督控制方案浅议

刘洁琼

(甘肃电投张掖发电有限责任公司，甘肃张掖734000)

火电机组热力设备的结垢、腐蚀、积盐问题，通常在机组启动阶段最为严重，如何有效防止启动阶段水质劣化对热力系统设备造成的严重危害，是长期以来困扰化学监督工作的一项重要难题。从防止腐蚀、结垢、积盐三个方面，对化学监督控制措施进行系统阐述，形成整套的机组启动阶段化学监督控制方案，经过实践验证行之有效，对解决同类型火电机组启动阶段水质劣化对热力系统设备的危害，具有广泛的应用性。

启动阶段;控制方案;方法改进;效果检验

0 引言

对于火力发电厂来说，化学监督工作的好坏直接关系到机组的安全、经济、稳定运行。由于机组并网时间的不确定，缺乏化学监督控制方案或方案不够全面等原因，国内电厂大部分机组启动阶段水汽品质的调整控制都存在着较大困难，长期困扰着电厂化学监督工作，几乎每一次的启动过程中总有相当部分的水汽指标较长时间超标，使热力系统产生不同程度的腐蚀、结垢、积盐。

1 机组启动阶段水质恶化原因分析

1.1 腐蚀成因分析

根据电位－pH关系可知，介质pH值对金属表面的氧化钝化膜的溶解度和溶解动力学有影响。通过水质调节以减缓金属腐蚀速度，从本质上说，就是在金属表面维持和不断修复氧化钝化膜的过程，而氧化钝化膜在水中的溶解度是与水的pH值有密切相关的。火电厂除盐水pH值偏低、呈微酸性，在水循环过程中易引起系统腐蚀。因此，必须提高进入热力系统的除盐水pH值，防止系统腐蚀。

1.2 结垢物质来源分析

设备检修后会残留部分杂质，启动阶段冲洗方法不科学易造成炉水硬度大。锅炉点火后，在受热面与水接触的金属表面上生成一些坚硬的、称为水垢的固态附着物。因此，应控制炉水的硬度峰值和不合格时间，以遏制热力系统设备结垢现象。

1.3 积盐成因分析

由于SiO2在蒸汽和水中的溶解具有特殊性:当压力升高时溶解量增大，当压力降低时SiO2从中释放出来而沉积于金属表面。高温、高压蒸汽溶解的SiO2如果超标，在汽轮机缸体内由于压力下降，就会导致大量的盐分析出，沉积在中低压缸的叶片上。为了避免汽轮机叶片积盐，通常采用“恒压洗硅”方式来降低蒸汽中溶解的SiO2含量。

2 启动阶段水质劣化对机组系统的危害

启动阶段，未经化学处理的除盐水直接进入热力系统，在高温高压下分解产生二氧化碳、有机酸甚至强酸等酸性物质，破坏金属表面形成的氧化膜，导致保护膜的大面积破坏，使基体遭到侵害。

较高的炉水硬度的长时间存在，会使锅炉设备发生较严重的结垢，导致锅炉四管传热效果不良，造成局部爆管甚至进一步停机。同时造成燃料消耗量增加、锅炉效率降低、经济性变差。叶片上积盐直接增大汽轮机轴向推力，降低机组的安全性;叶片上积盐也使汽轮机的效率下降，也限制了机组的负荷，对发电厂的经济性影响很大。

3 启动阶段化学监督控制方案

经过上述理论分析后，张掖电厂对凝输泵上水加药系统进行了技术改造，提出了300MW机组启动阶段化学监督控制方案。

3.1 冷态化学冲洗控制

针对微酸性水进入系统造成腐蚀的问题，对凝输泵出口进行了技术改造(加氨处理)，对上水方式进行优化，上水阶段转变为化学冲洗阶段。通过凝输泵或前置泵上水均变成了经过加氨处理，有效地防止了热力系统的酸性腐蚀。

为使炉水硬度尽可能在短时间内合格，分析认为传统磷酸盐加药方法具有滞后性，决定将磷酸盐加药时间由点火时提前至炉底部加热投运之时，并维持磷酸根含量在1.5～2.5mg/L之间，通过化学冲洗与排污处理，将炉水硬度控制在2.5μmol/L、铁含量1000μg/L以下，方可允许锅炉点火。

3.2 启动过程控制

为了保证启动阶段各水质指标尽早合格，特做如下规定:自锅炉点火开始依次每4h分析各水样铁含量直至合格;汽轮机冲转前半小时分析蒸汽的SiO2、钠、铁、铜含量，过热蒸汽指标合格后方可允许冲转;按照冲转时间依次每隔4h分析蒸汽的铁、铜含量，直至合格为止;每小时手工分析一次水汽品质，对于不合格指标应增加试验次数跟踪监督，以便及时判断热力系统中是否有结垢和腐蚀现象发生。

锅炉点火后全开连排，随着汽包压力的不断升高，连排开度根据炉水硬度、pH值、电导率、磷酸根含量综合分析后调整开度。点火后以每小时定排一次为宜，在水质指标异常或恶化的情况下，适当增加定排次数或时间，指标合格后定排恢复正常。

3.3 恒压洗硅控制

为了保证蒸汽品质，防止在汽轮机叶片及通流部分发生积盐现象，必须严格执行恒压洗硅，尽可能降低炉水中SiO2含量，减轻水汽分离过程中蒸汽的溶解性和机械性携带［2］。

3.4 化学指标分析控制

在化学冲洗过程中，调整加氨量控制各水样pH值在9.0～9.5之间;冷态冲洗过程中，当炉水水样清澈透明且硬度≤2.5μmol/L、铁含量≤1000μg/L时，方可允许锅炉点火;当锅炉点火后，调整炉水磷酸盐加药量和排污量，使炉水硬度尽可能在最短时间内降至零;通过恒压洗硅，控制炉水SiO2含量在较低含量运行;当凝结水符合回收标准，经系统循环，投运精处理高速混床、在线分析仪表。

4 效果分析

控制方案实施前后效果对比分析见表1。

表1 控制方案实施前后效果对比

2013年张掖电厂实施300MW机组启动阶段化学监督控制方案，效果较好。例如6月7日1号机组启动过程中执行该方案后的水汽品质来看，炉水硬度峰值仅2.2μmol/L，点火后5h内炉水硬度降到零，在该次机组启动阶段节省除盐水耗量。炉水pH值均在9.0以上，炉水硅含量均在200μg/L以下。从1、2号机组数次启动过程中运用情况来看，即节省了除盐水，又能使水汽指标在最短时间内合格，达到了实施控制方案的预期效果。

［1］DL/T 561－2006，火力发电厂水汽化学监督导则［S］.

［2］GB 12145－2006，火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准［S］.

［3］DL 163－2006，火力发电厂水汽质量标准［S］.

［4］DL/T 246－2006，化学监督导则［S］.

［5］李培元.火力发电厂水处理及水质控制［M］.北京:中国电力出版社，2006.

［6］曹长武，宋丽莎.火力发电厂化学监督技术［M］.北京:中国电力出版社，2005.

Brief discussion on chemical supervision control scheme of thermal power units start－up phase

The scale，corrosion and salt accumulation problems of thermal equipment in thermal power usually occurred severely in the unit start－up phase，how to effectively prevent the serious harm to the thermal system equipment by water quality deterioration in startup phase，is an important problem to the chemical supervision.The chemical supervisory countermeasures are elaborated from prevent corrosion，fouling，salt accumulation three aspects and a comprehensive set of supervisory control program are formed.The application has proven it is effective in resolving the hazards thermal system equipment caused by water quality deterioration in the start－up phase of thermal power units and provide reference.

start－up phase;control scheme;method;effect

TK223

B

1674－8069(2015)04－058－02

2015-02-14;

:2015-05-19

刘洁琼(1982-)，女，甘肃白银人，化学专工，主要从事电厂化学工作。E－mail:liujq0613@163.com