空冷发电机组系统运行方式对汽水品质的影响

史智岗

（大唐国际运城发电有限责任公司，山西运城044602）

空冷发电机组系统运行方式对汽水品质的影响

史智岗

（大唐国际运城发电有限责任公司，山西运城044602）

大型机组汽水品质对机组的安全经济运行至关重要，在系统运行方式、运行参数改变过程中要加强汽水品质监视，发现汽水品质突变时要及时分析查找原因，并采取措施确保机组安全经济运行。大唐国际运城发电有限责任公司2×600MW亚临界直接空冷机组投产以来，出现几次由于热力系统运行方式、参数的改变而导致汽水品质突变的情况，因为发现及时，并采取了措施，避免了汽水品质的继续恶化，相关经验可为同类型机组的运行提供借鉴。

空冷机组；运行方式；汽水品质

0 引言

大唐国际运城发电公司安装2台600 MW亚临界空冷机组，3大主机均为哈尔滨厂家生产。每台机组辅汽系统均由汽轮机四段抽汽供给，2台机组辅汽联箱设有联络管，每台机组联络管侧均装有电动门，辅汽运行方式可以根据需要进行调整；每台机组均配有连排扩容器，连排扩容器的排汽回收到除氧器，疏水通过调节水位排到定排扩容器；每台机组的轴封加热器的疏水通过多级水封回收到排汽装置。

1 汽水品质恶化对机组的危害

1.1 受热面通流部分结垢

钙、镁盐类的溶解度，随水温升高而下降。当水不断加热而蒸发时，含盐浓度逐渐增加。当超过饱和浓度后，便沉淀析出，在受热面上形成水垢[1]。水垢的存在对机组的经济运行和安全的危害主要表现为浪费燃料；缩短锅炉寿命，增加维修费用；影响锅炉水循环，水管内壁结垢，流动截面减少，增加流动阻力，严重时会堵管，破坏水循环；影响锅炉安全运行，锅炉正常运行时，金属表面受热很快把热量传递给水，两者温差约为30～100℃。结垢的钢材温度急剧升高，强度明显下降，导致受压部件过热变形、鼓包、裂纹、爆管，甚至爆炸；另外蒸汽系统阀门发生积盐，会造成汽轮机阀门卡涩。如果造成主汽门、调门等重要阀门卡涩，将会引起重大设备事故，汽轮机积盐，其通流部分由于沉积物的存在，会使蒸汽的流道变小及表面光洁度变差，这不仅会使机组的效率下降，而且会增加推力轴承负荷，加速叶片腐蚀。

1.2 腐蚀金属

溶于水中的氧(O2)和二氧化碳(CO2)气体都会腐蚀金属[2]。溶解的氧气能局部腐蚀，多发生在凝结水、给水管道和省煤器中、上锅筒的汽水分界面处、下降管和水冷壁管的下部。这些地方的金属表面呈现凹坑。当锅水碱度过高时，则发生碱性腐蚀。锅水中氯根、硫酸根等强酸阴离子过高，发生酸性腐蚀[3]。

随着锅水不断浓缩，含盐量及碱度增高，使大量胶体粒子上升到锅筒蒸发面，形成微小汽泡不易破裂，又难以合并变大。这时就在锅筒的蒸发面形成一层泡沫，形成汽水共腾，使蒸汽夹带水分、盐类和其他杂质，蒸汽品质变坏。所谓汽水共腾，即锅筒内水位波动很大，产生泡沫，看不清水位。

2 几起引起汽水品质突变的情况

2.1 生水加热器生水倒流引起的汽水品质突变

机组正常运行中，辅汽联箱汽源由机组的四段抽汽供给，而四段抽汽的压力随机组负荷的变化而变化，生水加热器为混合式加热器，化学水泵到生水加热器的压力为0.48 MPa，而辅汽联箱采用滑压运行，联箱的蒸汽压力随机组的负荷变化而变化。机组负荷与四段抽汽压力对应关系见表1。

表1 机组负荷与四段抽汽压力关系

机组负荷随中调指令而变化，当机组负荷降低，四段抽汽压力低于0.48 MPa时，生水就通过混合式加热器的供气管道倒流进入辅汽联箱而污染机组汽水品质。机组负荷在510 MW时，生水加热器投入运行，辅汽联箱汽源由四段抽汽供给，冷再供辅汽调门为全关自动方式，设定压力0.28 MPa，机组负荷降低到350 MW时，机组汽水指标变化情况见表2。

表2 机组负荷变化引起汽水品质变化情况

检查辅汽联箱温度由306℃降到236℃，分析生水返流，立即开启冷再供辅汽调门提高辅汽联箱压力后汽水指标逐步恢复正常。辅汽系统运行方式采取以下措施。

2.1.1 2台机组正常运行及化学制水设备停运时

a）1号机组带辅汽系统，四抽供辅汽电动门开启，冷再供辅汽电动门开启，冷再供辅汽调整门投自动，设定压力0.28 MPa，联箱压力随机组负荷变化；1号机辅汽与2号机联络电动门关闭。

b）2号机组辅汽自带，四抽供辅汽电动门开启，冷再供辅汽电动门开启，冷再供辅汽调整门投自动，设定压力0.28 MPa，联箱压力随机组负荷变化；辅汽与1号机组联络电动门保持开启。

2.1.2 2台机组正常运行及化学制水设备投运时

a）1号机组带辅汽系统，四抽供辅汽电动门开启，冷再供辅汽电动门开启，冷再供辅汽调整门投自动，维持辅汽压力0.5 MPa。

b）2号机组辅汽自带，四抽供辅汽电动门开启，冷再供辅汽电动门开启，冷再供辅汽调整门投自动，设定压力0.28 MPa，联箱压力随机组负荷变化；辅汽与1号机组联络电动门保持开启状态。

2.1.3 任1台机组停运及化学制水设备停运时

a）运行机组带全厂辅汽系统，四抽供辅汽电动门开启，冷再供辅汽电动门开启，冷再供辅汽调整门投自动，设定压力0.28 MPa，联箱压力随机组负荷变化。

b）停运机组辅汽联箱供本机各系统电动门关闭，并停电。

2.1.4 任1台机组停运及化学制水设备投运时

a）运行机组带全厂辅汽系统，四抽供辅汽电动门开启，冷再供辅汽电动门开启，冷再供辅汽调整门投自动，维持辅汽压力0.5 MPa。

b）停运机组辅汽联箱供本机各系统电动门关闭，并停电。

2.2 连续排污扩容器满水引起的汽水品质突变

机组正常运行中，连续排污（以下简称“连排”）扩容器的排汽回收到除氧器，运行中由于连排扩容器水位自动失灵，导致连排扩容器满水，流入除氧器，引起给水品质指标突变。表3为一次连排扩容器水位表失灵致连排扩容器满水后机组汽水变化情况。

采取的措施如下。

a)加强连排扩容器水位的监视，发现异常及时检查处理。

b)定期对连排扩容器水位自动进行扰动试验，确保连排扩容器水位能保持在正常的范围。

c)增加连排扩容器水位报警信号，当连排扩容器水位超出正常范围时，能及时进行报警提示运行人员进行处理防止联排扩容器满水。

表3 连排扩容器满水前后汽水品质变化情况

d)增加连排扩容器水位高，连锁关闭锅炉连续排污电动门，防止连排扩容器反水到除氧器。

e)定期校对连排扩容器就地和分布式控制系统DCS（distributed control system）水位计校对。

f)进行锅炉定期排污时，应停止锅炉连续排污，避免定排扩容器压力过高导致连排扩容器排水管发生水塞，连排扩容器满水造成连排水流入除氧器，致使给水品质恶化。

2.3 轴封加热器疏水水封破坏漏空引起的汽水品质突变

正常运行中轴封加热器的疏水对轴加的疏水口形成一个水封，依靠轴封风机使轴封加热器里形成微负压（约为－6.3 kPa），若水位低于疏水口，则水封被破坏，凝汽器内的真空为－90 kPa左右，将会直接将轴封加热器中的汽—气混合物拉入凝汽器中，使凝结水溶氧量增大。轴封加热器疏水经多级水封进入排汽装置，多级水封的工作情况严重影响着排汽装置的溶氧量，机组运行中水封破坏时，空气就会进入排汽装置引起凝结水溶氧量增加[4-5]。直接空冷机组的运行过程中，机组背压随着环境气温、风速、风向的变化而变化，表4为一次机组的背压从11 kPa降低到8 kPa时汽水指标变化情况。

表4 机组背压变化汽水品质变化情况

通过对轴封加热器疏水水封进行注水后，汽水指标逐步恢复到正常值，反映出轴封加热器疏水水封在排汽装置背压降低时遭到破坏，注水后又水封恢复正常的情况。采取以下措施。

a）在机组背压降低时，对轴封加热器疏水水封进行注水，恢复水封。

b）利用停机机会对轴封加热器疏水水封进行改造，增加吸上高度。

3 结论

在机组运行中要能提前做好运行方式、参数的改变而产生的影响的预见，在机组运行中要能及时关注运行参数的变化，并给与分析判断，及时分析原因，采取措施，保证蒸汽品质稳定，确保机组安全经济运行。

[1]冯进利.超临界锅炉调试期间改善汽水品质的优化措施[J].河南电力，2007(2)：7-8.

[2]邱丽霞.直接空冷汽轮机及其热力系统[M].北京：中国电力出版社，2006：221-223.

[3]梁瑞珽.集控运行火电厂生产岗位技术问答[M].北京：中国电力出版社，2011：51-52.

[4]茆顺涵.超(超超)临界机组调试阶段的化学汽水品质控制[J].华东电力,2009，37（6）：1053-1055.

[5]彦云.轴封加热器疏水系统优化改造探讨[J].中国新技术新产品，2012(16)：130-131.

The Effect of Air-cooling Unit’s Operation Mode on Steam and Water Quality

SHI Zhigang
（Datang International Yuncheng Power Generation Co.,Ltd.,Yuncheng,Shanxi 044602,China）

The steam and water quality plays a crucial role in safe and economic operation of large unit.Therefore,it is necessary to strengthen monitoring on steam and water quality when the system's operating mode and parameters change.If the quality is found to change suddenly,causes must be identified timely and treatment should be carried out to ensure the unit's safe and economic operation. Since 2×600MW sub-critical direct air cooling unit was put into operation in Datang International Yuncheng Power Generation Co.,Ltd., sudden change of steam and water quality has occurred several times,which were found out and treated in time so as to have avoided deterioration of steam and water quality,hoping it can provide references for the same type of unit.

air-cooling unit;operating mode;steam quality

TK264.1

B

1671-0320（2017）01-0038-03

2016-07-10，

2016-10-19

史智岗（1974），男，山西万荣人，1996年毕业于太原电力学校热能动力设备专业，工程师，从事电厂集控运行工作。