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超临界机组停炉保护方法的选择王永成 王登香（大唐淮南洛河发电厂 安徽 淮南 232008）【摘 要】本文分析了原有停炉保护方法在超临界锅炉应用时存在的问题，着重阐述了“氨水、联氨钝化烘干+真空干燥”的停炉保护的操作步骤及注意事项，并通过实验结果分析，证明该方法的优越性。【关键词】停炉保护 氨水 联氨钝化烘干+真空干燥 操作步骤 注意事项0 引 言发电机组在停（备）用期间，若不采用合适的停（备）用保护方法，将会导致机组热力设备发生严重的停运腐蚀问题。停运腐蚀主要是由于金属表面受到水份（相对湿度比较高）、溶解氧（空气）的影响而发生的电化学腐蚀。机组停（备）用保护方法的选用原则主要是根据机组的参数和类型，机组给水、炉水处理方式，停备用时间的长短和性质，现场条件，以及方法的可操作性和经济性等，选择合适、有效、经济的停（备）用保护方法。1 设备介绍大唐淮南洛河发电厂三期工程为2600MW 超临界机组，机、电、炉三大主机均采用的是上海电气集团设备，锅炉水冷壁下部采用螺旋管圈，上部为垂直管屏，配备6 套正压冷一次风直吹式制粉系统（ZGM-113 型磨煤机）、30%容量高低压旁路、2 台50%容量汽泵+30%容量电泵。2007 年底2 台机组实现双投，2009 年增容到2630MW。2 原停炉保护存在的问题我厂三期两台630MW 机组自投产以来，其停炉保护一直采用“热炉放水余热烘干” 或“成膜胺”停炉保护方法。对于热炉放水余热烘干这种保护方法，操作起来比较简单，不需要增加其它的设备和化学药品，只需在锅炉停运后，过热器出口压力降至0.8Mpa、炉水温度小于151时，打开水冷壁和省煤器各放水阀以及锅炉各排汽阀，迅速放尽锅内存水，并利用炉膛余热烘干锅炉受热面。但是在实际操作过程中，由于在过热器出口压力降至0.8Mpa 时放水存在锅炉振动（特别是在冬季环境温度较低时）等原因，往往要等到过热器出口压力降至0.5Mpa 以下时才进行放水操作。而且，即使在过热器出口压力降至0.8Mpa 时放水，也将导致锅炉冷却过快而不足以将锅炉内的余水放净（曾检查过热器弯头留有余水），不足以将炉内的湿度降到55%以下，也即这种方法不能够有效控制锅炉停全国火电600MW 级机组能效对标及竞赛第十五届年会论文集 锅炉篇201用腐蚀。对于成膜胺这种停炉保护方法，主要是在机组滑参数停机过程中，当锅炉压力、温度降至合适条件时，向热力系统加入成膜胺（如十八胺等），在热力设备内表面形成一层单分子或多分子的憎水性保护膜，从而达到阻止金属腐蚀的目的。但是这种保护方法在实施过程中，一方面往往会由于成膜胺的溶解问题，而导致热力设备内积聚大量的未完全溶解的成膜胺，这些积聚的十八胺不仅会增加机组启动前的冲洗时间，同时还会使溶解的十八胺的量达不到要求，而不能在金属表面形成有效的保护膜。成膜胺在使用中的另一方面的问题是其对凝结水精处理混床的影响，由于机组启动前为避免对精处理混床树脂造成不可逆转的污染，需冲洗干净水汽系统中成膜胺，延迟了精处理混床的投运时间，浪费了大量的冲洗水；同时，在金属表面形成的十八胺保护膜在机组重新启动后，还会发生分解，从而增加水汽系统的TOC（总有机碳）含量，并且还可能形成低分子的有机酸，而对热力设备造成腐蚀。3 “氨水、联氨钝化烘干+真空干燥”的停炉保护方法3.1 鉴于目前机组停（备）用期间保护方法存在的问题，并结合超（超）临界火力发电机组给水处理方法的特点和机组热力设备的特点，提出“氨水、联氨钝化烘干+真空干燥”的停炉保护方法。3.2 “氨水、联氨钝化烘干+真空干燥”停炉保护方法的主要原理是在机组停机前，通过增大给水系统的加氨量和联氨浓度，在高温下形成保护膜，然后热炉放水、余热烘干，并利用凝汽器抽真空系统，对锅炉抽真空，随着锅内真空的提高，水的饱和温度会不断下降，水汽系统中原有蒸汽的过热度会不断增大，从而不会凝结成水，以保证锅炉干燥，并将锅内空气相对湿度降至50%以下，或达到环境相对湿度，以此来降低机组停运期间的腐蚀速率，并缩短机组重新开机时的启动时间。3.3 抽真空的流程为：真空泵凝汽器低压旁路门热再热管道再热器冷再热管道高压旁路门主蒸汽管过热器锅炉本体省煤器。3.4 真空干燥过程中锅炉真空的变化曲线在开始建立真空时，由于水汽系统中存在大量的蒸汽和凝结水，被抽走的蒸汽不断被过饱和水闪蒸出的蒸汽补充，随着闪蒸的进行，金属壁温因水的汽化而逐渐下降，水蒸气的饱和压力也随之相应下降，所以在抽真空的起始阶段，锅炉内的真空有所上升，但较缓慢。随着抽真空的不断进行，系统中的水不断汽化并被抽出，金属面趋于干燥。当水被蒸干后，系统中真空上升的速度会明显加快，这是因为被抽走的气体再也得不到蒸汽的补充。如图为真空干燥过程中锅炉的真空变化曲线。曲线中的a 点为转折点，a 点前系统中的水分在蒸发，真空上升缓慢；a 点之后，系统中的水分已被蒸干，真空上升速度加快，所以a 点可以作为判断系统是否已完全干燥的依据。在实施真空干燥时，应在被抽吸的热力系统适当位置（如炉顶）安装1 只临时真空表，并观察真空的变化趋势，以作出正确判断。全国火电600MW 级机组能效对标及竞赛第十五届年会论文集 锅炉篇202真空干燥过程中的锅炉真空变化曲线4 “氨水、联氨钝化烘干+真空干燥”的停炉保护操作步骤4.1 停炉前2 小时解列该机组的凝结水精除盐处理系统，调整加氨泵的出力，加大系统的氨及联胺量。4.2 锅炉转湿态后联系化学取样分析排放水的联胺浓度及PH，锅炉压力降至8.4MPa 时，控制省煤器入口给水PH 值至9.410.0，除氧器入口给水联氨浓度为0.510mg/L，省煤器入口给水联氨浓度200300mg/L，然后继续降压。4.3 锅炉停运后，迅速关闭锅炉各风门、挡板，封闭炉膛，防止热量过快散失，锅炉停运6 小时后，打开风烟系统挡板，锅炉自然通风。4.4 当锅炉过热器出口汽压降至0.8Ma，炉水温度小于151时，打开水冷壁和省煤器及各处疏水阀、放气阀，对锅炉进行热炉放水，余热烘干。放水结束后，关闭所有的疏水、向空排气和排污门。4.5 在启动分离器、过热器处安装真空表，监测真空干燥过程中系统的真空变化情况，要求所安装的真空表能够满足0.053MPa 真空的测量要求。4.6 在抽真空过程中，若启动分离器处真空能够达到0.053MPa，则依次开启省煤器、水冷壁、过热器等部位的空气门，进行空气置换，并维持真空0.053MPa；若启动分离器处真空不能达到0.053MPa，则维持抽真空3 小时。4.7 干燥过程结束后，当热力系统没有检修任务时，可以维持系统的真空；当系统有检修任务时，可以关闭高、低压旁路门，开向空排汽门破坏锅炉一、二次系统真空，破坏凝汽器真空，系统恢复正常。4.8 抽真空开始12 小时后，启动分离器处真空如达不到0.053MPa，且无上升趋势，停止操作。4.9 干燥过程结束后，停止真空泵运行，开过热器电磁泄放阀，破坏锅炉一、二次系统真空，关闭高、低压旁路门，破坏凝汽器真空，系统恢复正常。5 “氨水、联氨钝化烘干+真空干燥”的停炉保护操作注意事项5.1 锅炉抽真空干燥操作前确认下列设备、系统运行正常：主机润滑油系统；主机密封油系统；主全国火电600MW 级机组能效对标及竞赛第十五届年会论文集 锅炉篇203机盘车；汽机偏心度及汽缸温度；循环水系统；凝结水系统；开式冷却水系统；闭式冷却水系统。5.2 在机组停运后维持凝汽器正常抽真空运行方式，并确认高排逆止阀在关闭状态。5.3 主、再热蒸汽系统抽真空初始阶段，因系统空气量较大，可根据系统真空的上升情况决定凝汽器真空的运行台数，注意监视凝汽器真空的变化情况。5.4 抽真空冷却过程中应严密监视汽轮机盘车电流及偏心度的变化，偏心度控制原则不超过76um或不超过原始值20um。定时进行就地轴封齿听音检查，发现有金属摩擦声，应及时汇报。5.5 监视高中压缸缸温，抄录停机表，发现高中压缸上下温差达到50，应立即关闭汽缸本体疏水5-10 分钟。密切注意高中压缸胀差以及轴向位移的数值变化，如果发现高中压、低压缸胀差及轴向位移接近报警值时应立即停止抽真空工作，待参数回头后再进行操作，高中压胀差控制在-39mm。5.6 锅炉降压、放水过程中，应严格控制高温过热器、水冷壁璧温温差不超过50，锅炉各受热面壁温下降速率不大于2/min。开启放空气门时按照省煤器、水冷壁、过热器的顺序开启，控制开启放空气门的个数和开度，防止真空无法维持或壁温下降速率过快、壁温差过大。5.7 如锅炉壁温下降速率2/min，可通过调整抽真空疏水阀的开度和数量及真空泵投入台数控制真空下降速度。5.8 如锅炉系统严密性差，受热面温差及温降速率无法控制，破坏真空停止真空泵停止干燥。6 效果分析在2010 年10 月份#6 炉停机备用期间采用“氨水、联氨钝化烘干+真空干燥”保护方法，并将采用该保护方法后的机组启动过程的水质化验数据与同年同台机组在采用“热炉放水余热烘干”保护方法后机组启动过程的水质化验数据进行了比较（2 次停备时间完全相同）