關(guān)于鍋爐熱化學(xué)試驗的分析報告

1、<p>　　關(guān)于鍋爐熱化學(xué)試驗的分析報告</p><p>　　摘要：天津大唐國際盤山發(fā)電廠3號機(jī)組第一次大修檢查時發(fā)現(xiàn)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片和隔板靜葉片積鹽嚴(yán)重，垢樣成份分析結(jié)果表明，高壓級垢樣的主要成份是鈉鹽和磷酸鹽。進(jìn)行鍋爐熱化學(xué)試驗后，確定了爐水磷酸根、PH值、機(jī)組負(fù)荷及其變化速率、鍋爐水位、汽包壓力等參數(shù)的最佳控制范圍，對于預(yù)防汽輪機(jī)積鹽起到了積極的作用。 </p><p>　　

2、關(guān)鍵詞：600MW亞臨界汽包爐 過熱蒸汽鈉含量 鍋爐熱化學(xué)試驗 </p><p><b>　　1 機(jī)組概況 </b></p><p>　　天津大唐盤山發(fā)電有限責(zé)任公司3號機(jī)組鍋爐為哈爾濱鍋爐有限責(zé)任公司生產(chǎn)的HG-2023/17.6-YM4型亞臨界、強(qiáng)制循環(huán)燃煤汽包爐，汽輪機(jī)為哈爾濱汽輪機(jī)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的N600-16.7/537/537-1型亞臨界、中間再熱、四缸

3、四排汽單軸反動式凝汽汽輪機(jī)，發(fā)電機(jī)為哈爾濱電機(jī)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的QFSN-600-2YH型“水-氫-氫”冷卻發(fā)電機(jī)。機(jī)組第一次大修檢查時，發(fā)現(xiàn)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片和隔板靜葉片積鹽嚴(yán)重，垢樣成份分析結(jié)果表明，高壓級垢樣的主要成份是鈉鹽和磷酸鹽。為了保證該機(jī)組大修后運(yùn)行過程中蒸汽的品質(zhì)，改善汽輪機(jī)積鹽狀況以保證汽輪機(jī)熱效率，決定對3號機(jī)進(jìn)行鍋爐熱化學(xué)試驗。 </p><p><b>　　2 試驗?zāi)康?</b

4、></p><p>　?、俅_定能保證蒸汽品質(zhì)的最優(yōu)爐水處理工況。②確定鍋爐在不同運(yùn)行工況下的汽水品質(zhì)變化規(guī)律，考察鍋爐內(nèi)部汽水分離裝置的工作效能。③考察蒸汽攜帶隨鍋爐運(yùn)行參數(shù)變化的規(guī)律，進(jìn)而優(yōu)化汽包運(yùn)行水位控制范圍及水位變化速度、汽包壓力、負(fù)荷變化速度以及排污量等鍋爐運(yùn)行控制參數(shù)。④分析并確定影響蒸汽品質(zhì)的其它因素。 </p><p><b>　　3 試驗?容 </b

5、></p><p>　　①鍋爐爐水磷酸鹽濃度對蒸汽品質(zhì)影響試驗。②爐水磷酸鹽平衡點(diǎn)試驗。③鍋爐負(fù)荷及其變化速度對蒸汽品質(zhì)的影響試驗。④汽包水位及其變化速率對蒸汽品質(zhì)的影響試驗。⑤汽包壓力對蒸汽品質(zhì)的影響試驗。 </p><p>　　4 試驗結(jié)果與分析 </p><p>　　4.1 鍋爐爐水磷酸鹽濃度對蒸汽品質(zhì)的影響 本試驗采用鍋爐磷酸鹽加藥系統(tǒng)，將爐水磷酸鹽根

6、含量分別控制在0.5mg/L、1.0mg/L、1.5mg/L、2.0mg/L，在每個濃度水平運(yùn)行期間，可利用NaOH調(diào)整爐水的pH值在規(guī)定的范圍內(nèi)。當(dāng)爐水磷酸鹽根含量穩(wěn)定在控制點(diǎn)以后，維持爐水磷酸鹽根含量并穩(wěn)定運(yùn)行4～6小時。 </p><p>　　試驗條件：機(jī)組負(fù)荷：550MW～600MW；汽包壓力：額定壓力；汽包水位：-50mm；鍋爐連續(xù)排污維持在正常運(yùn)行時的開度（0.5%～1.0%）；爐水pH控制在9.5～

7、9.7。 </p><p><b>　　試驗發(fā)現(xiàn)： </b></p><p>　?、馘仩t保持額定工況運(yùn)行，當(dāng)爐水磷酸鹽濃度≤0.5mg/L時，飽和蒸汽鈉含量在1.0μg/Kg左右，在標(biāo)準(zhǔn)期望控制范圍（0.5mg/L時，飽和蒸汽鈉含量明顯增長；在1.0mg/L爐水磷酸鹽濃度水平，飽和蒸汽鈉含量出現(xiàn)了超過標(biāo)準(zhǔn)期望控制值的現(xiàn)象（<3.0μg/Kg）；在1.5mg/L爐

8、水磷酸鹽濃度水平，飽和蒸汽鈉含量超出了標(biāo)準(zhǔn)期望控制范圍（<3.0μg/Kg）；在2.0mg/L爐水磷酸鹽濃度水平，飽和蒸汽鈉含量超出標(biāo)準(zhǔn)控制范圍（<5.0μg/Kg）。所以在固有的汽水分離性能條件下，爐水磷酸鹽含量越大，飽和蒸汽鈉含量越大。為保證蒸汽品質(zhì)，爐水磷酸鹽濃度宜控制在0.5mg/L以下。③過熱蒸汽鈉含量低于飽和蒸汽鈉含量，過熱器中有鈉鹽沉積。根據(jù)不同鈉鹽在過熱器中的沉積性能的不同，分析認(rèn)為沉積的鈉鹽是Na3PO4。

9、 </p><p>　　4.2 爐水磷酸鹽平衡點(diǎn)試驗 鍋爐爐水磷酸鹽濃度對蒸汽品質(zhì)影響試驗完畢后，以5MW/min的速度將負(fù)荷降至300MW，同時將爐水磷酸鹽濃度穩(wěn)定在1.8～2.5mg/L范圍內(nèi)，30min后停止加藥泵，關(guān)閉鍋爐連續(xù)排污；緩慢升負(fù)荷，要求在2h左右將負(fù)荷從300MW升至600MW，并在600MW負(fù)荷下穩(wěn)定6～8h；再將負(fù)荷從600MW降至300MW，時間在2h左右，并在300MW負(fù)荷下穩(wěn)定2h；

10、最后升至600MW。 </p><p>　　在本階段試驗中，給水和凝結(jié)水水質(zhì)均在控制標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，水質(zhì)比較穩(wěn)定，DDH<0.1μs/cm，爐水pH值在9.60～9.80范圍內(nèi)。通過試驗，確定爐水磷酸根濃度平衡點(diǎn)為0.40mg/L。下圖是整個平衡點(diǎn)試驗過程中爐水磷酸根濃度隨鍋爐負(fù)荷和連排開度變化而變化的示意圖。 </p><p><b>　　■ </b></p

11、><p>　　4.3 鍋爐負(fù)荷及其變化速度對蒸汽品質(zhì)的影響 將爐水磷酸鹽濃度控制在平衡點(diǎn)濃度（0.40mg/L）以下，pH值控制在9.3～9.5，調(diào)整汽包水位在正常運(yùn)行范圍內(nèi)，汽包連排正常開度，機(jī)組在80%負(fù)荷以上穩(wěn)定運(yùn)行，水汽品質(zhì)良好并穩(wěn)定。將機(jī)組負(fù)荷以12MW/min的速度從600MW降至300MW，并在300MW負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行1個小時，然后再以相同速度升至600MW，并穩(wěn)定運(yùn)行至少2小時。再分別按6MW/min、

12、9MW/min的負(fù)荷升降速度進(jìn)行上述試驗。 </p><p>　　試驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)爐水采用平衡磷酸鹽處理工況時，鍋爐保持額定工況運(yùn)行可以保證飽和蒸汽品質(zhì)達(dá)到合格水平；當(dāng)鍋爐以一定速度升負(fù)荷時，會使飽和蒸汽鈉含量產(chǎn)生波動，有時會出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象。負(fù)荷增長速度越塊，飽和蒸汽鈉含量越容易超標(biāo)。說明在鍋爐負(fù)荷劇烈變動時，容易使汽、水分離效果變差，引起飽和蒸汽機(jī)械攜帶能力增長。 </p><p>　　4.4

13、 汽包水位及其變化速率對蒸汽品質(zhì)的影響 本試驗是在爐水磷酸鹽濃度為1.8～2.5mg/L水平穩(wěn)定運(yùn)行期間進(jìn)行的，爐水pH值控制在9.6～9.8，調(diào)整汽包水位在正常運(yùn)行范圍內(nèi)，汽包連排正常開度，機(jī)組在80%負(fù)荷以上穩(wěn)定運(yùn)行，水汽品質(zhì)良好并穩(wěn)定。 </p><p>　　試驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)水位以20mm/min的速度波動時，在降水位或升水位的過程中，飽和蒸汽鈉出現(xiàn)了較大波動和超標(biāo)現(xiàn)象，而且波動幅度越大，超標(biāo)時間越長越不易在短

14、期內(nèi)恢復(fù)到合格水平，進(jìn)而影響過熱蒸汽品質(zhì)。 </p><p>　　汽包水位的變動引起汽、水分離效果變差，會使蒸汽帶水量增加，對蒸汽品質(zhì)影響嚴(yán)重。而且在相同的水位變動速度下，水位變動幅度越大，越不利于汽、水分離，蒸汽帶水量明顯增加。但當(dāng)水位穩(wěn)定時，在-50mm、-150mm、+100mm三個水位點(diǎn)，對飽和蒸汽品質(zhì)影響不大。 </p><p>　　4.5 汽包壓力對蒸汽品質(zhì)的影響 將爐水磷酸鹽

15、濃度控制在平衡點(diǎn)濃度以下，pH值控制在9.4～9.7，調(diào)整汽包水位在正常運(yùn)行范圍內(nèi)，汽包連排正常開度，機(jī)組滿負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行，水汽品質(zhì)良好并穩(wěn)定。將汽包壓力分別控制在18.0MPa、18.5MPa、18.8MPa下，每個階段穩(wěn)定2小時。 </p><p>　　在本階段試驗中，給水和凝結(jié)水水質(zhì)均在控制標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，水質(zhì)比較穩(wěn)定，DDH<0.1μs/cm，爐水pH值在9.30～9.50范圍內(nèi)。 </p>

16、<p>　　試驗發(fā)現(xiàn)，隨著汽包壓力的波動式增長，飽和蒸汽鈉含量相應(yīng)地也呈波動式增長。當(dāng)汽包壓力從18.0MPa增大到18.8Mpa時，飽和蒸汽鈉含量也相應(yīng)地從1.00μg/kg增長到2.77μg/kg，但在控制標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，說明因汽包壓力的增大引起蒸汽溶解攜帶鈉鹽的效應(yīng)有所增大，但不至于對蒸汽品質(zhì)造成嚴(yán)重影響。經(jīng)計算，當(dāng)汽包壓力在18.2～18.47Mpa范圍內(nèi)變化時，飽和蒸汽鈉的溶解攜帶系數(shù)在0.04%～0.12%之間。當(dāng)鍋

17、爐額定負(fù)荷正常運(yùn)行時，汽包壓力一般控制在17.95～18.40Mpa，在這個壓力水平，蒸汽溶解攜帶鈉鹽的水平較低，不會對蒸汽品質(zhì)造成實(shí)質(zhì)性的影響。 </p><p><b>　　5 結(jié)論 </b></p><p>　　通過試驗，得出的最佳爐水控制指標(biāo)范圍及鍋爐運(yùn)行參數(shù)： </p><p>　　爐水磷酸根濃度控制范圍：0.2～0.4mg/L；DD

18、≤10μS/cm。 </p><p>　　爐水pH值控制范圍：9.30～9.50。 </p><p>　　鍋爐負(fù)荷變化速度控制范圍：≤9MW/min。 </p><p>　　鍋爐水位：-100～-50mm；水位變化速率應(yīng)控制在20mm/min以下。 </p><p>　　汽包壓力：<18.50MPa。 </p><p

19、>　　機(jī)組在爐水最佳控制指標(biāo)范圍內(nèi)和上述運(yùn)行參數(shù)下運(yùn)行，可保證蒸汽鈉含量≤3.0μg/kg；在負(fù)荷波動時飽和蒸汽鈉含量≤5.0μg/kg。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]DL/T805.2-2004，火電廠汽水化學(xué)導(dǎo)則（第2部分）：鍋爐爐水磷酸鹽處理[M].北京：中國電力出版社，2004. </p>