光热机组的日常停机保护技术的研究及应用

吴红梅 王兆辉 张成亮 乔广文

摘  要：光热电站项目作为新型清洁能源项目，具有燃煤、燃油、燃气电站所不具备的优势，它可以极大地节约资源，保护环境。槽式光热电站利用导热油作为传热介质，槽式反射镜加热导热油后，热量由导热油分别传递给熔盐和水。储热系统设计为双罐熔盐储热，其容量可以保证在没有阳光的情况下汽轮机至少7h的持续发电，该文针对光热机组在每天夜间停运的情况下，如何保证次日正常启动，减少夜间停机对机组正常运行的影响，提出了相应的解决措施。

关键词：腐蚀 HTF（导热油） pH  电导率  控制

中图分类号：TM91                文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）12（b）-0036-02

槽式光热电站采用HTF导热油作为传热介质，白天导热油将槽式反射镜收集到的热量传到蒸汽发生系统，SGS产生用于汽轮机发电的蒸汽。同时HTF系统将部分能量储存在熔盐储热系中，以备在没有太阳时持续发电。夜间，镜场停止工作，储热区熔盐加热导热油，导热油再传递热量到蒸汽发生器。努奥二期储热系统设计为双罐熔盐储热，其容量可以保证在没有阳光的情况下汽轮机至少7h持续发电，不足以持续到次日。因此，机组每天均需启停一次。

机组采取直接空冷模式，空冷岛材质主要为碳钢。除盐水补水管道为碳钢。

1  现场情况描述

努奥二期CSP电站2018年初试运，给水pH控制值为8.8～9.3;炉水pH控制值为9～10;炉水铁控制值为400μg/L。通过观察，试运以来，每次启动前冲洗，均会占用大量冲洗时间，平均每次冲洗时间约为2h，尤其当系统存在泄漏时，冲洗时间会延长至3h甚至更长（具体数据见下表）。如何缩短冲洗时间，延长设备日利用小时数成为当前迫切需要解决的问题。

在研究改进的过程中，2018年8月21日上午9∶00，机组在汽机冲转前准备过程中，发现再热器氢电导由最初0.85μs/cm呈现不断恶化上涨的趋势，9∶10氢电导上升至1.05μs/cm，随即“凝结水、给水、炉水、主蒸汽及再热蒸汽”的汽水品质都在不断恶化，超过机组允许启动的汽水品质参数，汽轮机停止启动。随后过程中，炉水pH最低降至6.1。

经检查确认B侧再热器导热油漏入热力系统设备。经过对凝补水箱、ACC疏水箱、除氧器及炉水进行了4d的换水工作，同时加强炉水排污，8月29日上午12點44分，机组汽水品质指标全部达到合格值，汽轮机启动，并网。

光热电站通过热态导热油与除盐水换热，产生蒸汽。通过对补给水水质变化、冷凝回收水质变化、除盐水系统、蒸汽系统油污染4个方面进行系统分析，最终查出原因是再热交换器导热油泄露，造成炉水pH急剧下滑。

在Fe-H2O体系中，pH值的变化对金属表面保护性氧化层的变化具有非常重要的影响作用，pH减小，Fe3O4被还原成Fe2+，pH增大，Fe3O4缩合成致密完整的氧化层保护膜，降低铁的腐蚀速率，形成钝化。这是给水加氨调控pH的理论依据。pH=9.0～9.5，随pH增大，腐蚀速率急剧减小，pH大于9.5之后，腐蚀速率趋于稳定。因此给水、炉水pH适当调高，有利于短时间停运后再启动的给水、炉水系统的腐蚀减轻。另外根据锅炉碱洗工作原理，碱可以与水中的油类物质发生反应，生成可溶于水的脂类物质，随冲洗水排污排掉，所以，pH提高对于漏入的油类物质去除也将起到效果。

针对此情况，暂时调高pH控制值标准，并对过程进行跟踪化验，以确定使用效果。

2  过程跟进及具体实施方法

为了提高热力系统的汽水品质，缩短机组启动前冲洗时间，保证机组经济效益，进行如下处理。

运行时水、汽监督标准参照《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》（GBT 12145-2016）执行;停机前30min，炉水磷酸根上限控制按10mg/L控制执行。炉水pH控制10.5上限;给水pH控制9.6上限，确保停机后系统内的pH，以减少下次启动前的冲洗及循环时间;系统启动后，磷酸根、炉水、给水PH逐步恢复运行控制标准。

3  处理结果及结论

经过提高pH控制标准，在SGS漏点存在轻微泄漏未处理情况下，每天系统冲洗仅半小时左右，就可达到系统启动条件，升温升压后汽、水品质符合系统要求。经过系统可靠性运行期间验证，汽、水品质稳定系统冲洗时间基本上都在半小时左右，缩短到原启动时间的1/3，大大节约了启动前冲洗时间。

参考文献

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