摘要：根據基建機組特點(diǎn)，結合多臺機組調試的實(shí)際，分析了基建機組試運中水汽的雜質(zhì)特點(diǎn)，提出了最佳除去時(shí)機和手段，進(jìn)而提出了全面水汽質(zhì)量控制途徑，并在有關(guān)的電廠(chǎng)應用中得到證明。

　　關(guān)鍵詞：水汽質(zhì)量 腐蝕結垢 整套啟動(dòng) 控制途徑

　　隨著(zhù)電力工業(yè)的發(fā)展，新建300MW機組越來(lái)越多，在基建機組的每次整套啟動(dòng)過(guò)程中，化學(xué)工作者總要面臨著(zhù)水汽品質(zhì)調整的任務(wù)。機組在首次啟動(dòng)時(shí)，汽水品質(zhì)從不合格到合格是一個(gè)漫長(cháng)的過(guò)程，如何通過(guò)一些有效的措施，縮短這一過(guò)程，本文針對凝汽式、有汽包的300MW機組，作一些有益的探討。

　　1、基建機組系統內雜質(zhì)

　　1.1 雜質(zhì)來(lái)源

　　管道軋制、加工過(guò)程中形成的高溫氧化軋皮；存放、運輸、安裝過(guò)程中產(chǎn)生的腐蝕產(chǎn)物；焊渣、泥沙污染物；凝汽器泄漏帶來(lái)的鹽類(lèi)；鍋爐補給水帶來(lái)的鹽類(lèi)；金屬腐蝕產(chǎn)物。

　　1.2 雜質(zhì)除去時(shí)機及手段

　　凝結水主管道、給水主管道、省煤器、汽包、水冷壁、集中下降管、水冷壁上下聯(lián)箱等部位的雜質(zhì)，除去主要手段為：化學(xué)清洗、大容器底部沉積物的人工清除、冷熱態(tài)水沖洗、吹管時(shí)的排污換水，經(jīng)過(guò)以上步驟后，這些部位的雜質(zhì)基本清除干凈。但隨著(zhù)機組的整套啟動(dòng)進(jìn)行，鍋爐溫度、壓力的逐步提高，未徹底清除的腐蝕產(chǎn)物、泥沙污染物又會(huì )重新溶解下來(lái)。這時(shí)，只能靠鍋爐排污和凝結水精處理來(lái)除去。

　　再熱器、過(guò)熱器的雜質(zhì)，主要靠蒸汽吹管時(shí)除去，清除不盡的腐蝕產(chǎn)物、泥沙污染物，在整套啟動(dòng)時(shí)，由蒸汽帶入凝汽器，通過(guò)凝結水精處理除去。

　　高、低壓加熱器汽側雜質(zhì)，在整套啟動(dòng)時(shí)，汽側投入后，通過(guò)疏水的排放清除。凝汽器泄漏和鍋爐補給水帶來(lái)的鹽類(lèi)及機組運行過(guò)程中產(chǎn)生的腐蝕產(chǎn)物等主要通過(guò)凝結水精處理來(lái)去除，這些雜質(zhì)在基建機組中不占主要地位。

　　2、基建機組啟動(dòng)過(guò)程中的化學(xué)工作

　　機組的化學(xué)加藥系統要隨機組的試運及時(shí)啟動(dòng)。在凝結水泵啟動(dòng)后要啟動(dòng)凝結水加氨裝置；除氧器水箱水位較高時(shí)，啟動(dòng)給水加氨及聯(lián)胺裝置，并通知主控開(kāi)啟除氧器再循環(huán)泵，將加入的藥品混合均勻；汽包見(jiàn)水后，啟動(dòng)磷酸鹽加藥裝置。

　　從機組上水時(shí)就及時(shí)分析各水水質(zhì)，控制各階段水質(zhì)。凝汽器水質(zhì)合格后，才啟動(dòng)凝結水泵向除氧器上水；除氧器水質(zhì)合格后，才啟動(dòng)給水泵向鍋爐上水；汽包水質(zhì)合格后，鍋爐才點(diǎn)火；蒸汽品質(zhì)合格后，才進(jìn)行汽機沖轉。

　　鍋爐點(diǎn)火后通知主控開(kāi)連排，以便取得有代表性爐水水樣。

　　3、基建機組啟動(dòng)時(shí)的水汽質(zhì)量控制

　　3.1 從設計、制造、安裝開(kāi)始

　　機組啟動(dòng)時(shí)的水汽品質(zhì)有很多方面在設計、制造、安裝過(guò)程中就被決定。汽包內部裝置是實(shí)現汽水分離的場(chǎng)所，它的制造安裝質(zhì)量就會(huì )影響蒸汽的品質(zhì)，所以對排污管的位置和方向、加藥管的位置、旋風(fēng)分離器的高度等必需嚴格控制；汽包水位高低也會(huì )影響蒸汽質(zhì)量，汽包水位過(guò)高會(huì )導致蒸汽帶水，引起蒸汽品質(zhì)不合格，因此對水位計指示水位與真實(shí)水位的關(guān)系也需引起化學(xué)工程師的關(guān)心；爐管及加熱器的保護狀態(tài)和機組建設工期會(huì )影響到爐管的銹蝕程度；取樣、磷酸鹽加藥管道的安裝，會(huì )影響到試運行時(shí)的取樣代表性和磷酸鹽能否正常加入。例如某廠(chǎng)由于場(chǎng)地原因，磷酸鹽加藥管彎頭過(guò)多，有時(shí)磷酸鹽就不能加入汽包。某廠(chǎng)2號爐因爐水取樣管安裝位置不合理，取得的爐水樣中始終檢測不出磷酸鹽。因此，機組水汽質(zhì)量的控制應從設計、制造、安裝開(kāi)始，建立一整套的檢查監督機制。

　　3.2 化學(xué)清洗是重要步驟

　　根據《火力發(fā)電廠(chǎng)鍋爐清洗導則SD135－86》 規定，300 MW基建機組啟動(dòng)前必需進(jìn)行化學(xué)清洗，清洗范圍包括鍋爐本體和爐前系統。針對300 MW機組化學(xué)清洗的方法有很多，一定要制定出符合機組特點(diǎn)的方案。對于有下水包的強制循環(huán)鍋爐或下聯(lián)箱帶有隔板的鍋爐（多見(jiàn)在福斯特惠勒公司鍋爐），一定要制定出確保酸洗中良好循環(huán)的措施。爐前系統的清洗，與正式設備相連的大直徑管道可以考慮用法蘭連接，避免使用焊接接連，減少切割引起系統的再次污染。清洗完成之后，對汽包、水冷壁下聯(lián)箱、除氧器水箱（在參加酸洗時(shí)）等進(jìn)行一次全面的清理，將雜物清理出系統后可減輕啟動(dòng)時(shí)的負擔。據有關(guān)資料報道，1 kg泥沙在熱力系統中，若僅通過(guò)蒸汽攜帶將其排出系統外，則要污染10 000 t以上的蒸汽。外方在中國清洗的機組，對清洗后的清掃要求得非常嚴格，甚至用面團粘去小的顆粒，直至無(wú)肉眼看得見(jiàn)的固形顆粒。這一點(diǎn)值得國內化學(xué)清洗時(shí)借鑒。清洗質(zhì)量的好壞及系統清理干凈程度，關(guān)系到啟動(dòng)時(shí)的水質(zhì)。

　　3.3 冷、熱態(tài)水沖洗是關(guān)鍵

　　根據《電力基本建設熱力設備化學(xué)監督導則（SDJJS-03-88）》，鍋爐經(jīng)化學(xué)清洗后，為使水質(zhì)達到具備點(diǎn)火和蒸汽管道吹洗的條件，要進(jìn)行冷態(tài)沖洗和熱態(tài)沖洗，這已引起各方重視。在帶負荷試運期間，停爐后的每次啟動(dòng)前，還應進(jìn)行水沖洗，比較可行的辦法是每次上水后，第一爐水全排，上第二爐水后，鍋爐才開(kāi)始點(diǎn)火，鍋爐起壓后還應進(jìn)行大量排污。

　　3.4 吹管是清除系統內雜物最佳時(shí)期

　　鍋爐蒸汽吹管時(shí)，熱力系統基本投運，產(chǎn)生的蒸汽又不進(jìn)汽缸，這是清潔熱力系統的最佳時(shí)期。但是，吹管完成后的清理工作往往被忽視。吹管完成，為了保證系統的清潔，需對如下部位進(jìn)行清理：凝汽器熱水井、凝結水泵濾網(wǎng)、除氧器給水箱、給水泵濾網(wǎng)、汽包。

　　3.5 補給水質(zhì)量是前提

　　在某廠(chǎng)4號爐168 h試運過(guò)程中，由于除鹽系統失效后繼續運行，鍋爐補充水的二氧化硅高達700 μg/kg，導致?tīng)t水和蒸汽的全面劣化。所以，補給水的質(zhì)量沒(méi)有保證，機組水汽質(zhì)量控制無(wú)從談起。

　　3.6 分析數據的準確性是基礎

　　水汽質(zhì)量控制的依據就是測試得出的數據，數據的可靠性、準確性決定了水汽質(zhì)量控制的基礎。某廠(chǎng)試運中，凝結水突然出現較大硬度、鈉離子含量顯著(zhù)升高，由于測試準確，及時(shí)判斷出凝汽器的泄漏并進(jìn)行停機檢查，縮短了水質(zhì)不合格的運行時(shí)間�；�建機組凝汽器的泄漏往往是一根或幾根銅管斷裂，而非滲漏，這樣的泄漏若不及時(shí)被判斷后果是很?chē)乐氐摹?/p>

　　3.7 精處理的早期投運是最有效方法

　　精處理的早期投運就是在機組第一次整套啟動(dòng)的沖轉前即投入凝結水精處理設備，并對凝結水進(jìn)行了100%處理，以后精處理設備不管進(jìn)水水質(zhì)如何，機組啟動(dòng)（鍋爐點(diǎn)火或汽機沖轉時(shí)）立即100%投入，中間即使降負荷或解列，只要凝結水泵不停，精處理就不退出。這樣，在整套試運期間，洗硅時(shí)間大大縮短，凝結水、給水、爐水、蒸汽的二氧化硅等項指標，都得到了全面的改善［1］。該方法已成功應用于湖北省內9臺300 MW基建機組的試運行中，取得了良好的效益。

　　3.8 合理的鍋爐排污是必不可少的途徑

　　凝結水精處理主要作用是除去凝結水中的雜質(zhì)，純化給水。精處理的早期投運解決了系統中能通過(guò)蒸汽帶到凝結水中的雜質(zhì)問(wèn)題，精處理對爐水的純化表現在蒸汽攜帶系數比較大的那部分雜質(zhì)。這也是為什么精處理對降低系統中的硅效果明顯，而對爐水中的鐵不是很明顯。所以，鍋爐的排污仍是必不可少的手段之一。在試運初期，連排開(kāi)度應在100%，定排每隔1～2h進(jìn)行一次，以后視水質(zhì)情況，逐漸減少排污量。在每次停爐的間隙，可能情況下盡量將爐水全部排盡。

　　3.9 洗硅運行是重要措施

　　基建機組在帶初負荷試運后，帶大負荷之前，往往面臨蒸汽硅超標，這就需要進(jìn)行洗硅運行。這是因為，硅酸在蒸汽中的溶解攜帶系數最大。硅在蒸汽中的溶解攜帶系數受蒸汽壓力和爐水的pH值的影響。蒸汽壓力越大，硅酸溶解攜帶系數也越大［2］。

　　HSiO₃－＋H₂OnOH－＋H₂SiO₃

　　HSi₂O₅－＋2H₂OnOH－＋2H₂SiO₃

　　在爐水中，硅酸與硅酸鹽之間處在水解平衡狀態(tài)。

　　如果提高爐水的pH值，OH－離子濃度增大，平衡向生成硅酸鹽方向移動(dòng)，而硅酸鹽的溶解攜帶系數比硅酸小得多，因此，飽和蒸汽溶解攜帶的二氧化硅將減少。但當pH值超過(guò)12，pH值對硅酸溶解攜帶系數影響減小，pH值太高爐管有苛性脆化的危險。

　　在洗硅運行時(shí)需注意以下二點(diǎn)：第一，洗硅時(shí)盡量將爐水pH值調高，但不宜超過(guò)10.0，減少蒸汽帶硅量；第二，在洗硅運行時(shí)，盡量將汽機的調門(mén)開(kāi)度關(guān)小，提高汽包壓力，這樣就做到了帶低電負荷，實(shí)現洗硅目的。這在試運中電負荷不能按洗硅曲線(xiàn)的要求變化時(shí)，顯得特別重要。

　　3.10 合理的停爐保護方法是要點(diǎn)

　　基建機組的特點(diǎn)是：停爐隨機性大，停爐的持續時(shí)間不確定性大，停爐后有時(shí)還需進(jìn)行爐管檢修。這就決定了保護方法多用帶壓放水、余熱烘干法。這被證明是較有效的方法，但對停用時(shí)間長(cháng)的鍋爐，還需使用其他成膜保護方法。

　　3.11 熱力設備的提前投入

　　熱力系統中的設備和管道能在空負荷或低負荷時(shí)投入應盡量在空負荷或低負荷時(shí)投入，不把在低負荷能完成的項目帶到高負荷時(shí)進(jìn)行。高、低加的水側可在上水時(shí)就投入，旁路在爐升溫時(shí)投入，小汽機也可在空負荷時(shí)完成沖轉試運，高、低加的汽側在大機沖轉后逐漸投入。因為，這些系統在首次投入前未進(jìn)行任何的沖洗，第一次投入時(shí)，表面附著(zhù)物必將進(jìn)入熱力系統，對系統造成污染。在空負荷時(shí)，雜質(zhì)進(jìn)入系統，通過(guò)排放等措施，能將其排出，而在帶負荷時(shí)將會(huì )帶入汽缸。

　　3.12 凝結水部分排放及疏水合格回收

　　在機組啟動(dòng)的最初時(shí)候，機組帶低負荷，這時(shí)凝結水比較臟，而蒸發(fā)量又不大，可以將部分凝結水從凝結水泵出口或降氧器處排放掉，這也是減輕熱力系統污染的可行方法。試運中時(shí)刻注意疏水對系統水質(zhì)的影響，如某廠(chǎng)在168 h連續運行前一天試運中出現過(guò)凝結水硅含量較低，但給水硅卻較高。給水的污染主要來(lái)自高加的疏水，從運行記錄可明顯得到印證。這一天，在21：20之前由于泄漏高加未投入，20：00時(shí)給水硅為18.3μg/kg、凝結水硅為19.0μg/kg，而22：00時(shí)給水硅為62.4μg/kg.所以，高低加的疏水系統在首次投運時(shí)，將疏水全排，在后續的試運中出現不合格，也應及時(shí)排放。

　　3.13 密切關(guān)注汽機真空及除氧效果

　　對堿性工況下的熱力系統，極易發(fā)生氧腐蝕，所以要嚴格控制氧的含量。凝結水溶解氧的除去部位在凝汽器中，從除氧這個(gè)角度看，汽機真空系統的投入應在鍋爐點(diǎn)火前甚至在凝汽器上水時(shí)就投入的好。試運中還應注意真空系統的泄漏和凝結水泵軸封的泄漏。給水的熱力除氧在除氧器中進(jìn)行，要維持除氧器的水溫、壓力，保證除氧效果。除氧器的對空排汽門(mén)要根據溶解氧量，及時(shí)調整。

　　4、總結

　　在總結各種水汽質(zhì)量控制措施的基礎上，根據基建機組污染物的特點(diǎn)，提出一些行之有效的方法，如凝結水精處理的早期投運、各試運過(guò)程中各階段的系統清掃、由汽機控制汽包壓力的洗硅運行、熱力系統的設備管道的盡早投運等。盡管基建機組的試運情況千差萬(wàn)別，根據以上的水汽質(zhì)量控制途徑，結合機組的試運特點(diǎn)，一定能找到一套符合該機組的水質(zhì)控制措施，使水汽品質(zhì)盡快合格。