基于发电机组高效运行的汽水品质监督要素分析

李芳

摘要：指出了电厂汽水品质监督的必要性，結合有效的监督方法，实施了对生产过程的可靠连续监督，对在线仪表异常进行了分析，提出了应对解决方案。以保持在汽水品质监督过程中，采取有效措施，校正水汽质量，为机组安全运行提供其保障，对同类型机组运行有借鉴意义。

关键词：人工检测;在线仪表;水汽循环;电导率;排污;氨水;磷酸盐;化验

中图分类号：TM621

文献标识码：A

文章编号：1674-9944（2018）10-0231-04

1概述

华能洛阳热电有限公司（简称：华能洛阳热电）一期采用2×135MW超高压、一次中间再热、双缸双排汽、单轴、双抽抽凝式汽轮发电机组，型号为CC110/N135-13.24/0.98/0.34;配备2×440t/h超高压、循环流化床锅炉，型号为HG-440/13.7-L.YM22;补给水处理为预处理、一级除盐、混床和软化处理，满足两台锅炉及当地供暖热水网的需要。

经化学处理过的补给水补入凝结水系统，由凝结水泵送至低压加热器，加热后送至除氧器除氧。除氧后的水，再由给水泵送至高压加热器，然后经省煤器进入锅炉，吸收燃料放出的热，转变为具有一定压力和温度的蒸汽，经过热器进一步加热后变成过热蒸汽，再通过主蒸汽管道进入汽轮机膨胀做功，使汽轮机带动发电机转动，做功后的蒸汽排入汽轮机凝汽器，被冷却成凝结水，完成一轮水汽循环。

水汽循环过程中，相关设备、管道及作为工作介质的水和蒸汽都有可能携带少量杂质，引起热力设备发生结垢和腐蚀，所以对水汽介质中的杂质含量，必须限定在标准规定之内，并且对其跟踪监督。保证机组安全经济运行，汽水品质监督显得尤其重要，华能洛阳热电采用数据在线监测与人工化验相结合的方法进行。

2存在问题

汽水品质异常，导致锅炉爆管，是火力发电机组异常打闸停机的主要原因之一，每次停机抢修，可使电厂遭受上百万的经济损失，影响安全运行记录;水冷壁腐蚀，省煤器点蚀（局部腐蚀），过热器和再热器的主要腐蚀，凝汽器电化学腐蚀和穿孔泄漏，其主要原因均是水汽品质下降不达标。

水汽循环系统的化学监督是保障火力发电厂安全、经济、稳定运行的重要环节和手段。水汽值班工应按有关规定和技术措施，正确地进行取样化验，根据化验结果和在线仪表数据及时调整炉内加药、给水加药、锅炉排污及除氧器疏水箱等的监督和排污工作，从而保证汽水品质在合格范围内。

3汽水品质监督解决方案

3.1人工化验

人工化验主要在机组启动、在线仪表数据异常和仪表检修时使用。进行水、汽质量汽监督人工化验时，取出具有代表性的水、汽样品很重要的，是正确进行水质、汽质监督的前提。

采集取样冷却器的水样时，调节取样阀，使水样流量在500～700mL/min，保持流速稳定，同时调节冷却水温度，使水样温度在25土5℃。

给水、炉水和蒸汽样品，正常运行情况下应保持常流水。采集其它水样时，特别是长期不用的，要先把管道中的积水放尽并冲洗后方能取样。

盛水样的容器必须是硬质玻璃或塑料制品，测定硅分析样品时，必须用塑料容器，采样前应先将瓶彻底清洗干净，采样时再用水样冲洗3次，才能收集样品。玻璃中含有硅成分，用玻璃器皿测定硅，可造成试验误差。

在生水管路取样时，应在生水泵出口处或生水流动部位取样。采集现场监督控制水样，一般应使用固定的取样瓶。

测定水中某些不稳定成分如溶解氧，游离二氧化碳时，应在现场取样测定。

水汽样品采集完后，按试验方法进行正确化验，化验时，检查核对所用药品是否正确，是否在保质期，所用玻璃器皿是否洁净，试验方法是否正确执行;化验完后，借助仪器对数据、结果进行科学分析。数据异常和超标，要重新取样，重新化验。直到数据真实可靠，才能向相关岗位和领导汇报。水汽监督人工检测的项目有硬度、pH、钠离子浓度、硅酸根浓度、磷酸根浓度、铁含量、电导率。

所用仪器和药品如表l，汽水质量标准见表2。

3.2仪器在线监测

为了在运行中能够正确、连续地监控系统中水汽质量，依靠在线分析仪表，以实现对水汽质量的全过程监督。采用汽水集中取样恒温装置，实现对热力系统的水汽品质进行监督分析。

在锅炉启动过程中，当锅炉压力升到1.18MPa时，进行汽水品质全面分析，品质合格后，方能投入化学在线仪表;不合格，严禁投用在线仪表，以免损坏仪表元件;当锅炉压力降到1.47MPa时，关闭汽水取样门和取样器冷却水门，停止有关化学仪表运行，关闭汽水取样装置。在线仪表详细情况见表3。

3.3化验常见异常情况分析与处理

3.3.1电导率测量

电导率与水中离子含量成正比关系，是水质检测控制指标之一。常见异常现象：显示数值偏大，与实测不符。原因及处理：离子交换柱氢离子树脂失效、样品水温度、流量波动大和电极极化等。判断氢离子树脂失效后，应对失效树脂进行再生处理，处理后及时更换。样品水温度、流量不稳定时，及时调整恒温装置取样器调节阀门，调准样品水温度、流量。电极极化时，对污染电极进行清理，同时，电导池也要用酸液浸泡和无硅水清洗。

3.3.2pH值测量

水汽系统的pH值是水质校正的重要参考依据之一，因此运行中的监督显得尤为重要。生产过程中，对各种设备运行工况的pH值都有具体规定。特别是，给水pH值不得低于9.0，否则将发生游离C02对金属腐蚀;炉水pH值不得高于10.0，否则锅炉汽包内将发生盐类暂时消失现象。

存在问题：测量失真。原因及处理：水样温度波动大、电极被测量液污染、长期不校验、斜率偏移、参比电极故障、测量电极老化。pH仪表温度补偿功能一般在25±5℃内有较好的效果，超过这个范围，补偿效果受限，测量结果就产生偏差。

运行中发现测量不准要及时检查取样架恒温装置工作状态，要检查取样架恒温装置温度设置是否合理。在机组停运或大小期间，pH电极应放在pH值6.86（25℃）的缓冲溶液中浸泡养护，不可放置在水样中，也不可裸露在空气中，因为电极是精密元件，极易被污染，降低测量准确性和使用期限。

pH仪表通常采用两点法进行定位，若在定位过程中发现两点定位偏差太大，首先检查测量电极是否污染，再检查参比电极是否故障，然后检查输入阻抗是否下降，最后再进行调节斜率。电极的常规使用周期为一年，运行过程中，每年更换老化的pH电极。

3.3.3钠测量

水汽中钠离子浓度是监督原水质量和蒸汽品质、判断凝汽器泄漏、监督阳离子交换装置是否失效等的主要参考依据，能有效反映电厂机组的积盐结垢腐蚀级别。

存在问题：表计显示值偏大，数据值漂移。原因及处理：检测溶液pH值小于10，氢离子干扰影响测定结果、被测样品液温度流量故障、参比电极氯化钾溶液结晶和用空，测量电极超期服役。

运行监督过程中，及时对在线钠表水样进行加入碱化剂（1：1二异丙胺溶液）处理，掩蔽氢离子，防止氢离子干扰，提高测量准确度。调整好恒温装置和冷却水的运行工况，确保样水流量和温度，满足钠表使用，水样流速基本恒定在100mL/min，温度稳定在20～40℃。运行期间，监督钠表钠测量电极使用年限，发现老化或反应迟钝，及时用电极专用活化液对其进行复活处理，然后用纯净水彻底冲洗电极，养护钠玻璃电极玻璃球，使其不干燥。

3.3.4溶解氧测量

凝结水和除氧器中的溶解氧指标超控制标准，可造成给水系统金属腐蚀。运行监督中溶解氧必须符合要求。

主要问题：表计显示值偏大，偏离真实值。原因及处理：运行期间，若发现氧表测量数据偏大，要及时检查运行工况，调节样水控制阀门和仪用浮子流量计，使样水流速、流量、温度满足氧表使用需求;及时清洗检测探头;用查漏仪查找水样管路密封状况和仪表接头是否有泄漏。每年更换氧膜和添加电极内电解液，每月两次进行空气校准验证。不用时保持氧膜洁净干燥，做好电极保养维护工作。

3.3.5硅酸根测量

主要问题：仪表显示值波动大、运行可靠性差。原因及处理：集控运行调整运行方式导致仪表用水样不稳定，发生断样和不能满足使用;水样仪表配套用药液配制有偏差;加药泵运行工况不稳定。调整水样流速，维持硅表水样不断样;监督检查仪表配套药液使用情况，发现药液不准，及时与相关部门沟通调换，药液不足时，要及时补充;定期用标准液校验硅表;检查仪表运行工况，系统有气泡时，及时采取可靠措施，紧固仪表管路各接头;两月一次对硅表加热器反应池例行养护;每年对硅表加药泵管进行更换，确保在线硅表运行的准确性。

3.4机组启动监督

3.4.1锅炉启动时的监督

锅炉启动过程中，按照启动节点计划，依据锅炉技术参数，对其流动水汽介质进行跟踪监督和水质校正。

水质校正包括：给水加氨处理、炉水协调磷酸盐处理和锅炉排污。给水加氨的目的是中和水中的C02，提高给水pH，防止发生游离C02的腐蚀;炉水协调磷酸盐处理是向汽包内添加Na3PO4和Na2HPO4，使炉水既有足够高的pH值和维持一定的PO34-含量，控制炉水中的Na/P04摩尔比（R）在2.3～2.8，它既能防止钙垢的形成，又能防止锅炉炉管的腐蚀;锅炉排污分为连续排污和定期排污。

连续排污是从汽包中炉水浓度最大的地点，连续不断的排出一部分浓度最大的炉水，其目的是防止因炉水含盐量过高而影响蒸汽品质，同时也排除炉水中的悬浮物;定期排污是定期地从锅炉水循环系统的最低点排放掉部分锅炉水，其目的是排除掉锅炉的底部的水渣沉积物和腐蚀产物，同时还有调节炉水水质的作用。具体操作见表4，汽水品质要求见表5。

3.4.2机组运行过程监督

机组正常运行期间，按规定的化验项目及时间，正确地进行水汽质量监测，控制水、汽品质在合格范围内。根据炉水品质，及时调整连续排污量，如遇到炉水浑浊或连排门有缺陷时，应适当增加定期排污次数;当锅炉负荷、汽温、汽压不稳定或超出力运行中，或蒸汽电导率表、二氧化硅表波动较大时，应加强炉水、蒸汽品质的人工化验，为异常处理提供可靠参考依据。

在运行中，如果由于水源水质突然变化或其它原因造成除盐水不合格，致使给水和炉水质量严重劣化。通过给水和炉水加药、锅炉排污和调整运行方式处理无效时，应降低锅炉出力降低发电负荷或停炉。加药系统设备规范见表6。

如果凝结水硬度超过标准，应根据泄漏情况分别采取必要措施。当凝结水硬度大于2.Oμmol/L时，应加强炉水的协调磷酸盐处理，加大锅炉排污力度，并及时通知汽机进行查漏堵漏处理;当凝结水硬度大于5.0μmol/L且72h处理不下來时，应要求汽轮机立即停运;当凝结水硬度大于20.0μmol/L且4h降不下来时，应通知汽机立即停机，进行停机查漏堵漏处理。

在异常处理的每一级中，如果在规定时间内不能恢复正常，则应采用更高一级的处理方法。对于华能洛阳热电的汽包锅炉，恢复标准值的办法是降压运行。

3.4.3机组停运监督

在停机前4h，加大氨水量和浓度，提高省煤器入口给水pH值至9.4～10.O;停炉后，迅速关闭锅炉各风门，挡板，封闭炉膛，防止热量过快散失;当汽包压力降之0.6～1.6MPa时，迅速放尽炉水，烘干锅炉。

停炉期间，每小时测定一次给水炉水和蒸汽的pH值;在保证金属壁温差不超过制造厂允许值的前提下，尽量提高放水压力和温度;当锅炉停用时间长，可利用凝汽器抽真空系统，对锅炉抽真空，以保证锅炉干燥;锅炉放水后，系统应无积水。

4结语

综上所述，汽水品质的监督，要严格按照机炉运行规程、化学运行规程做好汽水品质实时调整，注重人工检测、在线监测的综合运用，做好设备日常运行巡视检查、表计异常分析的处理。

在生产运行生产中，要依靠人工检测和在线仪表的有机结合，对全厂水汽系统水汽品质进行了可靠、连续、无死角检测监督。在机组启动、系统运行、异常解列和停运保护生产过程中，通过有效校正措施，做好加药和排污，保证汽水品质满足生产需要，防止结垢和腐蚀的发生，确保化学制水、锅炉和汽轮发电机组的安全、可靠、高效运行，提高公司经济效益。

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