２０１５年８月 电 力科技与 环保 第３１卷第４期 火电机组启动阶段化学监督控制方案浅议 Ｂｒｉｅｆ ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｎ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｃｈｅｍｅ ｏｆ ｔｈｅｒｍａｌ ｐｏｗｅｒ ｕｎｉｔｓ ｓｔａｒｔ——ｕｐ ｐｈａｓｅ 刘洁琼 （甘肃电投张掖发电有限责任公司，甘肃张掖７３４０００） 摘要：火电机组热力设备的结垢、腐蚀、积盐问题，通常在机组启动阶段最为严重，如何有效防止启动阶段水质劣化 对热力系统设备造成的严重危害，是长期以来困扰化学监督工作的一项重要难题。从防止腐蚀、结垢、积盐三个方 面，对化学监督控制措施进行系统阐述，形成整套的机组启动阶段化学监督控制方案，经过实践验证行之有效，对 解决同类型火电机组启动阶段水质劣化对热力系统设备的危害，具有广泛的应用性。 关键词：启动阶段；控制方案；方法改进；效果检验 Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｓｃａｌｅ，ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ａｎｄ ｓａｌｔ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｔｈｅｒｍａｌ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｉｎ ｔｈｅｒｍａｌ ｐｏｗｅｒ ｕｓｕａｌｌｙ ｏｃｃｕｒｒｅｄ ｓｅｖｅｒｅｌｙ ｉｎ ｔｈｅ ｕｎｉｔ ｓｔａｒｔ—ｕｐ ｐｈａｓｅ．ｈｏｗ ｔｏ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｐｒｅｖｅｎｔ ｔｈｅ ｓｅｒｉｏｕｓ ｈａｒｍ ｔｏ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｂｙ ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｄｅｔｅｒｉｏｒａｔｉｏｎ ｉｎ ｓｔａｒｔｕｐ ｐｈａｓｅ．ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐｒｏｂｌｅｍ ｔｏ ｔｈｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｓｕｐｅｗｉｓｉｏｎ． Ｔｈｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｓｕｐｅｒｖｉｓｏ￣ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ ａｒｅ ｅｌａｂｏｒａｔｅｄ ｆｒＯｍ ｐｒｅｖｅｎｔ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ．ｆｏｕｌｉｎｇ．ｓａｌｔ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｔｈｒｅｅ ａｓｐｅｃｔｓ ａｎｄ ａ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｓｅｔ ｏｆ ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｒｏｇｒａｍ ａｒｅ ｆｏｒｍｅｄ．Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｈａｓ ｐｒｏｖｅｎ ｉｔ ｉｓ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｉｎ ｒｅｓｏｌｖｉｎｇ ｔｈｅ ｈａｚａｒｄｓ ｔｈｅｒｍａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｄｅｔｅｒｉｏｒａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｓｔａｒｔ —ｕｐ ｐｈａｓｅ ｏｆ ｔｈｅｒｍａｌ ｐｏｗｅｒ ｕｎｉｔｓ ａｎｄ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｔａｒｔ—ｕｐ ｐｈａｓｅ；ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｃｈｅｍｅ；ｍｅｔｈｏｄ；ｅｆｆｅｃｔ 中图分类号：ＴＫ２２３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７４—８０６９（２０１５）０４—０５８—０２ ０引言 对于火力发电厂来说，化学监督工作的好坏直 接关系到机组的安全、经济、稳定运行。由于机组并 网时间的不确定，缺乏化学监督控制方案或方案不 １．２结垢物质来源分析 设备检修后会残留部分杂质，启动阶段冲洗方 法不科学易造成炉水硬度大。锅炉点火后，在受热 面与水接触的金属表面上生成一些坚硬的、称为水 垢的固态附着物。因此，应控制炉水的硬度峰值和 不合格时间，以遏制热力系统设备结垢现象。 １．３积盐成因分析 够全面等原因，国内电厂大部分机组启动阶段水汽 品质的调整控制都存在着较大困难，长期困扰着电 厂化学监督工作，几乎每一次的启动过程中总有相 当部分的水汽指标较长时间超标，使热力系统产生 不同程度的腐蚀、结垢、积盐。 由于ＳｉＯ，在蒸汽和水中的溶解具有特殊性：当 压力升高时溶解量增大，当压力降低时ＳｉＯ 从中释 放出来而沉积于金属表面。高温、高压蒸汽溶解的 ＳｉＯ 如果超标，在汽轮机缸体内由于压力下降，就 会导致大量的盐分析出，沉积在中低压缸的叶片上。 为了避免汽轮机叶片积盐，通常采用“恒压洗硅”方 １机组启动阶段水质恶化原因分析 １．１腐蚀成因分析 根据电位一ｐＨ关系可知，介质ｐＨ值对金属表 面的氧化钝化膜的溶解度和溶解动力学有影响。通 式来降低蒸汽中溶解的ＳｉＯ 含量。 过水质调节以减缓金属腐蚀速度，从本质上说，就是 ２启动阶段水质劣化对机组系统的危害 启动阶段，未经化学处理的除盐水直接进入热 力系统，在高温高压下分解产生二氧化碳、有机酸甚 至强酸等酸性物质，破坏金属表面形成的氧化膜，导 致保护膜的大面积破坏，使基体遭到侵害。 较高的炉水硬度的长时间存在，会使锅炉设备 在金属表面维持和不断修复氧化钝化膜的过程，而 氧化钝化膜在水中的溶解度是与水的ｐＨ值有密切 相关的。火电厂除盐水ｐＨ值偏低、呈微酸性，在水 循环过程中易引起系统腐蚀。因此，必须提高进入 热力系统的除盐水ｐＨ值，防止系统腐蚀。 ５８ ２０１５生 刘洁琼：电机组启动阶段化学监督控制方案浅议 第４期 发生较严重的结垢，导致锅炉四管传热效果不良，造 成局部爆管甚至进一步停机。同时造成燃料消耗量 增加、锅炉效率降低、经济性变差。叶片上积盐直接 增大汽轮机轴向推力，降低机组的安全性；叶片上积 盐也使汽轮机的效率下降，也了机组的负荷，对 发电厂的经济性影响很大。 ３启动阶段化学监督控制方案 经过上述理论分析后，张掖电厂对凝输泵上水 加药系统进行了技术改造，提出了３００ＭＷ机组启 动阶段化学监督控制方案。 ３．１冷态化学冲洗控制 针对微酸性水进入系统造成腐蚀的问题，对凝 输泵出口进行了技术改造（加氨处理），对上水方式 进行优化，上水阶段转变为化学冲洗阶段。通过凝 输泵或前置泵上水均变成了经过加氨处理，有效地 防止了热力系统的酸性腐蚀。 为使炉水硬度尽可能在短时间内合格，分析认 为传统磷酸盐加药方法具有滞后性，决定将磷酸盐 加药时间由点火时提前至炉底部加热投运之时，并 维持磷酸根含量在１．５—２．５ｍｇ／Ｌ之间，通过化学 冲洗与排污处理，将炉水硬度控制在２．５￣ｍｏｌ／Ｌ、铁 含量１ ０００ ｇ／Ｌ以下，方可允许锅炉点火。 ３．２启动过程控制 为了保证启动阶段各水质指标尽早合格，特做 如下规定：自锅炉点火开始依次每４ ｈ分析各水样 铁含量直至合格；汽轮机冲转前半小时分析蒸汽的 ＳｉＯ 、钠、铁、铜含量，过热蒸汽指标合格后方可允许 冲转；按照冲转时间依次每隔４ｈ分析蒸汽的铁、铜 含量，直至合格为止；每小时手工分析一次水汽品 质，对于不合格指标应增加试验次数跟踪监督，以便 及时判断热力系统中是否有结垢和腐蚀现象发生。 锅炉点火后全开连排，随着汽包压力的不断升 高，连排开度根据炉水硬度、ｐＨ值、电导率、磷酸根 含量综合分析后调整开度。点火后以每小时定排一 次为宜，在水质指标异常或恶化的情况下，适当增加 定排次数或时间，指标合格后定排恢复正常。 ３．３恒压洗硅控制 为了保证蒸汽品质，防止在汽轮机叶片及通流 部分发生积盐现象，必须严格执行恒压洗硅，尽可能 降低炉水中ＳｉＯ 含量，减轻水汽分离过程中蒸汽的 溶解性和机械性携带 Ｊ。 ３．４化学指标分析控制 在化学冲洗过程中，调整加氨量控制各水样ｐＨ 值在９．０—９．５之间；冷态冲洗过程中，当炉水水样 清澈透明且硬度≤２．５￣ｍｏｌ／Ｌ、铁含量≤１ ０００ Ｌ 时，方可允许锅炉点火；当锅炉点火后，调整炉水磷 酸盐加药量和排污量，使炉水硬度尽可能在最短时 间内降至零；通过恒压洗硅，控制炉水ＳｉＯ 含量在 较低含量运行；当凝结水符合回收标准，经系统循 环，投运精处理高速混床、在线分析仪表。 ４效果分析 控制方案实施前后效果对比分析见表１。 表１ 控制方案实施前后效果对比 ２０１３年张掖电厂实施３００ ＭＷ机组启动阶段化 学监督控制方案，效果较好。例如６月７日１号机 组启动过程中执行该方案后的水汽品质来看，炉水 硬度峰值仅２．２￣ｍｏｌ／Ｌ，点火后５ ｈ内炉水硬度降 到零，在该次机组启动阶段节省除盐水耗量。炉水 ｐＨ值均在９．０以上，炉水硅含量均在２００ Ｌ以 下。从ｌ、２号机组数次启动过程中运用情况来看， 即节省了除盐水，又能使水汽指标在最短时间内合 格，达到了实施控制方案的预期效果。 参考文献： ［１］ＤＬ／Ｔ ５６１—２００６，火力发电厂水汽化学监督导则［Ｓ］． ［２］ＧＢ １２１４５—２００６，火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准 ［Ｓ］． ［３］ＤＬ １６３—２００６，火力发电厂水汽质量标准［Ｓ］． ［４］ＤＬ／Ｔ ２４６—２００６，化学监督导则［Ｓ］． ［５］李培元．火力发电厂水处理及水质控制［Ｍ］．北京：中国电力出 版社，２００６． ［６］曹长武，宋丽莎．火力发电厂化学监督技术［Ｍ］．北京：中国电力 出版社．２００５． 收稿日期：２０１５－０２．１４；修回日期：２０１５—０５．１９ 作者简介：刘洁琼（１９８２一），女，甘肃白银人，化学专工，主要从 事电厂化学工作。Ｅ—ｍａｉｌ：ｌｉ￣ｑ０６１３＠１６３．ｃｏｒｎ ５９
