某电厂1000MW超超临界机组水汽系统氢电导率异常原因分析

2023-12-07王华阳姚喜亮姬定西毛广云

全面腐蚀控制 2023年10期

王华阳姚喜亮王峰姬定西付刚毛广云

（1. 国能神福（石狮）发电有限公司，福建泉州 362712；2. 西安热工研究院有限公司，陕西西安 710054）

0 引言

近些年来全保护加氧处理技术在国内外火力发电机组中得到了广泛的应用，加氧处理技术可以极大地抑制热力系统的腐蚀，降低水汽系统的铁含量，在保障机组安全运行的同时，提高机组运行的经济性[1,2]。根据DL/T 805.1-2021《锅炉给水加氧处理导则》的要求，在给水加氧处理过程中，必须保证热力循环系统的水汽质量，水汽氢电导率是水汽质量监督中的重中之重[3]。当水汽系统中氢电导率发生异常时，水汽中的杂质离子增多，导致水汽质量变差，不可避免地会增加机组热力系统腐蚀、结垢、积盐的风险[4]。引起水汽氢电导率异常的原因通常有两个方面:一是外部杂质进入热力循环系统；二是在线氢电导率表的准确性和可靠性不足，不能准确反映水汽中阴离子的含量[5,6]。通过仪表比对校准，运行日志查询，污染物来源等查定方式来排查引起氢电导率异常的原因，从而有效解决机组水汽质量异常问题。

1 水汽氢电导率异常的现象

某电厂3号机组为1000MW超超临界燃煤发电机组，于2017年6月30日通过168h试运行并投产运营，于2022年11月30日完成锅炉化学清洗，清洗范围包括省煤器、水冷壁、分离器、储水箱、联箱及相关管道。机组于2023年2月19日由氧化性全挥发处理（AVT（O））工况转为加氧处理（OT）工况，凝结水精处理系统采取氢型运行方式（氢电导率＞0.1μS/cm退出）。

2023年3月7日15:41机组OT工况运行时，水汽系统除氧器入口、省煤器入口、主蒸汽、再热蒸汽、凝结水泵出口氢电导率开始爬升，2023年3月7日15:50省煤器入口氢电导率大于0.15μS/cm，如图1所示，随即触发加氧设备连锁装置，自动停止加氧，如图2所示。为了保障机组运行的安全性，立即采取加氧退出措施，提高精处理混床出口母管加药点的加氨量，给水pH由9.0提高至9.4，将机组化学水工况由OT转为AVT（O）运行；将加氧装置由自动状态切换至手动状态，关闭就地加氧点一、二次门，停止加氧。尽管采取上述措施，除氧器入口溶解氧仍大于200µg/L，如图2所示，经查2023年3月7日15:45开始前置过滤器反洗，导致除氧器入口溶解氧维持在较高水平，反洗结束后，除氧器入口溶解氧逐步降低。

图1 水汽系统氢电导率异常升高

2 原因分析与排查

2.1 水汽系统在线氢电导率表的排查

在机组正常运行过程中，水汽指标异常最常见的原因为在线仪表异常。2023年3月7日16:30使用可移动式标准氢电导率表校验装置对3号机组水汽系统各取样点的在线化学仪表进行校验，仪表比对结果如表2所示。依据DL/T 677-2018标准要求，电导率表整机工作误差在10%内，从表1比对结果来看，在线仪表均工作正常，水汽系统氢电导率存在异常升高现象。

表1 水汽系统在线氢电导率表与标准氢电导率表比对结果

表2 精处理系统在线氢电导率表与标准氢电导率表比对结果

2.2 加药系统排查

加药系统中使用受到污染的药剂会引起水汽系统氢电导率异常。3号机组OT工况下采用精处理混床出口母管一点加氨。2023年3月7日16:50通过DCS系统查看加药系统#1、#2氨溶液箱液位历史曲线，如图3所示。从图中可以看出，水汽系统氢电导率升高前后加氨溶液箱液位曲线平稳，并未新配氨水，因此与水汽系统氢电导异常无关，排除加氨系统异常。

图3 加药系统#1、#2氨溶液箱液位历史曲线

2.3 精处理系统排查

精处理系统运行异常，会导致水汽质量劣化，引起氢电导率升高。2023年3月7日17:10使用可移动式标准氢电导率表校验装置对3号机组精处理混床各取样点的在线化学仪表进行校验，仪表比对结果如表2所示。结果表明，精处理混床在线仪表工作均正常，其中#1混床处于氢型运行状态，出水水质良好，未失效，#3混床处于失效状态，未及时退出。

为此，通过DCS系统查看了#3混床失效过程历史曲线，如图4所示。从图中可以看出2023年3月7日15:00，#3混床氢电导率为0.085μS/cm，即将失效，15:50，#3混床氢电导率突变至0.2μS/cm以上，可能是机组运行过程中执行了某项不当操作导致水汽系统中的杂质离子含量飙升，瞬间将#3混床击穿，引起水汽系统氢电导率异常，造成加氧设备自行退出。

图4 #3混床失效过程历史曲线

2.4 机组运行日志排查

通过与机组集控运行和化学运行人员沟通确认，机组水汽系统氢电导率异常升高之前，化验室对低温省煤器水样进行了检测分析，分析结果如表3所示。水质满足GB/T 12145-2016《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》标准要求后，于2023年3月7日15:38投运低温省煤器系统，通过DCS系统查看低温省煤器出口母管流量曲线，如图5所示。由表3和图5分析可知，低温省煤器的投运初期水样中的铁含量较高，氢电导率偏大，较差的水汽质量导致即将失效的#3混床被瞬间击穿，从而引起机组水汽系统氢电导率异常升高。