350 MW超临界直流锅炉启动过程的化学监督

时间：2024-07-28

阎建伟

(大唐林州热电有限责任公司，河南林州 456500)

0 引言

大唐林州热电有限责任公司(以下简称林州热电公司)装机2×350 MW超临界压力湿冷机组，锅炉为超临界压力、变压运行、单炉膛、一次中间再热、Π形布置燃煤直流炉;汽轮机为 C350－24.2/0.343/566/566型超临界、一次中间再热、双缸双排汽、单轴、一级调整抽气、凝汽式汽轮机;发电机冷却方式为水－氢－氢冷却方式。

化学监督贯穿在机组启动、运行及停备的整个过程，而机组启动过程是水汽品质等化学监督指标最为恶劣的阶段，启动期间实施全面的化学监督是非常必要的，否则，既有可能破坏平时积累的化学监督成果，又可能对机组安全经济、稳定、运行造成极大影响［1］。

1 树立全员监督观念

超临界机组的化学问题，已不再是小问题、慢性病，所以，必须重视化学监督工作。对于化学监督应树立全员的观念，尤其要特别加强对值长、机组长在化学监督技术方面的培训，使其充分认识到启动过程化学监督的重要性。在机组的启动过程中，化学监督的范围、内容、对象不断地发生变化，需要各专业、各部门全力配合，通力协作，才能保证化学监督的准确性和实效性，以保证机组的安全、经济运行。

2 机组启动过程的化学监督

机组启动期间的化学监督是全过程的监督工作，它是一项环环相扣并以化验结果为依据、持续改进汽水品质的工作［2］。启动过程宜实施分阶段的化学监督。林州热电公司将启动过程分为准备阶段、冷态冲洗、锅炉点火、热态冲洗、汽轮机冲转(并汽)、并网、转入正常监督等阶段，在此过程中，要严格控制好关键节点的指标。

2.1 启动准备阶段

机组在启动前，加药、精处理高速混床需检测氢气质量和重要油质参数，以保证数据合格。这些监督数据，既可以为机组安全启动提供必要的依据，也可用于在这些监督对象出现故障时进行对比分析，从而实现化学监督工作的可控和在控。

2.1.1 加药系统

林州热电公司#2机组采用弱氧化处理，启动时凝结水一点加氨，控制给水pH值在9.5;#1机组采用全挥发处理，启动时给水、凝结水两点加氨、联氨，控制给水的pH值大于9.2;循环水加稳定剂、二氧化氯杀菌剂的处理方式，启动前集中添加药剂。启动前检查加药系统及药品存量情况，保证启动用药。若联氨系统长期备用，启用前冲洗整个系统。

2.1.2 氢气监督

外购氢气瓶组贮存于贮氢站。若机组停机后未进行氢气置换，启动前需化验发电机内氢气湿度和纯度并升压至要求范围;若要进行气体置换，应在启动前进行氢气置换，气体置换要严格化验各阶段发电机内气体纯度，具体要求见表1。

表1 发电机内气体置换控制指标

2.1.3 油质监督

机组在停运期间，部分油系统可能会受到环境中灰尘和水分等因素影响，因此，开机前应对重要的油质参数进行测试(如抗燃油的水分、颗粒度，汽轮机润滑油中的水分、酸值等指标)，具体控制指标见表2。

2.1.4 内冷水水质

机组启动前，使用除盐水冲洗内冷水系统并补水至要求水位;投运内冷水水质自动控制装置;在必要情况下投运自动微加碱装置，保证内冷水水质合格，具体指标见表3。

最重要的是，当前行业的整体氛围尤为浮躁，炒概念者居多，踏实做产品的居少。所以，当前是最坏的时代，但对真正沉下心来打磨自身产品的企业而言，这却是最好的时代。

表2 机组启动前油质监督指标

表3 内冷水监督指标

2.2 冷态冲洗阶段

机组在启动前，应对机组热力系统进行充分的冲洗。排出检修时带入的杂质和运行时积累的易溶性腐蚀产物，缩短启动时水质合格时间。一般冷态冲洗包括“凝结水系统与低压给水系统”及“高压给水系统与炉本体”2个阶段。冲洗控制指标见表4。

表4 冷态冲洗控制指标

冲洗水中铁离子的质量浓度大于1 000 μg/L时，采取排放冲洗方式。凝结水中铁离子的质量浓度小于1000 μg/L时，投运精处理。精处理设备不宜投入过早，避免树脂污染;但符合投运条件后，必须100%投运，严禁精处理设备退出运行或旁路运行，以保障机组在启动期间的汽水品质能迅速改善，减少不必要的排放。

2.3 锅炉点火

锅炉点火后，适当提高给水pH值，控制给水水质，密切监测硬度、铁和二氧化硅等参数指标，点火后整个过程都要严格执行启动给水标准［3］，见表5。

2.4 热态冲洗

当炉水温度升高到260～290℃时为热态冲洗，此时铁氧化物在水中溶解度最大，应密切监视省煤器入口和汽水分离器出口水质。热态冲洗控制项目及指标见表6。

表5 锅炉启动时给水水质

表6 热态冲洗控制指标

2.5 汽机冲转

热态冲洗结束后，随着蒸汽温度及压力的上升，汽机具备冲转条件，冲转前蒸汽品质的控制指标有氢电导率、二氧化硅、铁离子质量浓度、钠离子质量浓度等。冲转后要注意测定凝结水铁离子的质量浓度，汽轮机冲转阶段控制指标见表7。

表7 汽轮机冲转控制指标

2.6 并网阶段

机组并网后，除监视给水指标外，要密切重视蒸汽中二氧化硅的质量浓度，保证精处理高速混床设备投运，做好除硅工作。

2.7 正常监督阶段

机组转入正常监督阶段，在线仪表需全部投运，水汽质量应满足DL/T 912—2005《超临界机组火力发电机组水汽质量标准》中给水、凝结水和蒸汽质量的要求。水汽质量发生异常，应按照3级处理标准进行处理。

3 弱氧化运行方式转换

4 其他应注意的监督问题

4.1 取样架反冲洗

在机组启动期间，所有手动化验水样均取自在线取样架。随着冲洗流量及负荷变化，在线取样架水样流量变化，使用冷却架减压阀调节水样流量在500～700 mL/min。每次取样前30 min，对待取水样进行反冲洗。要重视在线取样系统的反冲洗，流量或负荷波动时往往引起取样系统杂质析出，造成所取样品不具有代表性，引起检测误差［4］，主要表现在个别项目(如铁的质量浓度)超标，对启动阶段节点判断造成影响。

4.2 给水溶氧监测

从锅炉上水开始就需要密切监视给水中的溶氧，这一点在启动过程中往往被忽视。应加强对除氧器投运的监督，除氧器出口溶氧的质量浓度严格控制在7μg/L以下，给水溶氧的质量浓度控制在30 μg/L以下。

#1机组采用联合处理方式，自锅炉上水开始就加大联氨加入量，保证给水溶氧的质量浓度合格。#2机组采用弱氧化处理方式，启动期间采用除氧器除氧，因此，应特别注意除氧器投运率、及时率及投运效果和热力设备的腐蚀问题。

4.3 精处理投运

有资料［5］表明，机组在启动期间，精处理高速混床可改善水汽品质，尤其是在除去凝结水中铁和二氧化硅后，对缩短启动时间，降低机组水耗、油耗有着重要的作用。但精处理设备不宜过早投运处理极端恶劣水质，对于极端恶劣水质笔者建议直接排放。

机组在转入正常监督后，在出现精处理出口氢电导率、钠离子和二氧化硅指标在正常范围内，而凝结水及精处理出口、给水和主蒸汽等水汽中铁离子普遍超标现象时，混床中树脂不平整，存在局部铁穿透问题。从监测上看混床并未失效，但也应该将混床退出运行并进行再生［6］，才能解决铁的质量浓度超标问题。

4.4 铁离子影响

在机组启动冲洗过程中，主要监测水中铁的质量浓度，点火后在控制指标中，对于铁的质量浓度测定也是极其重要的。铁的质量浓度测定主要采用邻菲罗啉分光光度法，该方法化验速度慢，影响机组启动过程中指标监控的及时性，而且影响节点判断，甚至延长冲洗时间，造成水耗、油耗增加。因此，需要提高铁的质量浓度化验速度，目前较好的措施是更换新型化验设备，林州热电公司实验室已购置HACH公司生产的DR5000分光光度仪器，使用专用铁试剂后，3 min可得出水样中铁的质量浓度，较快速地为机组是否可以进入下一启动程序提供有力的参考依据。