百万机组加氧运行介绍.doc

生产培训教案主 讲 人： 张爱迪技 术 职 称：助理工程师所在生产岗位：集控二级副值讲课时间： 2012年 5月15日 生 产 培 训 教 案培训题目：二期加氧运行简介培训目的：使班组成员了解二期加氧运行原理、流程及调试方案。内容摘要：加氧运行原理、调试方案。培训内容：一、 给水加氧的目的 给水处理采用加氧处理的目的就是通过改变给水处理方式，降低锅炉给水的含铁量和抑制炉前系统特别是锅炉省煤器入口管和高压加热器管的流动加速腐蚀(Flow-Accelerated Corrosion，简称FAC)，达到降低锅炉水冷壁管氧化铁的沉积速率和延长锅炉化学清洗周期的目标。 AVT工况下，给水、疏水系统容易发生流动加速腐蚀（FAC），省煤器、水冷壁沉积速率高。 许多机组在14年内需要进行锅炉化学清洗； 结垢造成部分机组锅炉压差上升过快，给水泵动力消耗高； 一些机组的减温水调节阀、疏水调节阀频繁堵塞；水冷壁节流孔的氧化铁沉积导致爆管。 减少化学加氨量，延长凝结水精处理混床运行周期，提高精处理混床出水品质。 解决部分机组汽轮机高、中压缸积盐和低压缸腐蚀问题。(AVT工况下高pH运行、树脂再生水平低、铵型运行等造成混床杂质(NaCl)平衡泄漏量偏高）1、传统处理方法，全挥发处理（AVT）方式下氧化膜的特点 根据氧化膜生成机理，电厂水汽循环系统的腐蚀又可分为电化学反应和化学反应。水与碳钢反应生成氧化膜的机理依据温度条件有所不同，从常温到300左右的范围内，水与碳钢通过电化学反应生成氧化膜。在400以上，蒸汽与碳钢通过化学反应生成氧化膜。 由于在低温条件下水作为氧化剂没有能量使Fe2+氧化为Fe3+并随后转化为具有保护作用的氧化膜覆盖层，氧化膜处于活性状态2。四氧化三铁的溶解度约在150时最大。提高溶液的pH值有利于降低氢氧化亚铁的溶解度。 在凝结水系统、低压加热器和第1级高压加热器入口的水温和化学介质条件下，当局部水流动条件恶化时，铁的溶解会转变为侵蚀性腐蚀，即会发生流动加速腐蚀。在300400 高温区，水分子具有能量使二价铁氧化为三价铁，因此在省煤器的出口段到水冷壁的金属表面形成了内层薄而致密、外层也较为致密的四氧化三铁氧化膜。此温度区应是化学反应与电化学反应混合区或过渡区。随着温度的升高，氧化膜生成的反应控制过程逐渐由电化学反应转向以化学反应为主。 通过上述关于无氧条件下形成氧化膜的特点可看出，除高温段外，中、低温段的金属氧化膜是不够致密的，其四氧化三铁的溶解度较高，即使热力系统的水质接近理论纯度，或通过提高pH值尽量降低氢氧化亚铁的溶解度，但因在使用联氨处理的条件下形成的双层Fe3O4氧化膜，由致密的内伸Fe3O4层和多孔、疏松的Fe3O4外延层构成，由于疏松的Fe3O4外延层不耐水流的冲击，给水系统的局部会发生流动加速腐蚀，同时给水系统氧化膜释放出的微量铁离子仍会造成给水含铁量高及使下游热力设备发生氧化铁的污堵和沉积问题。 由于铁氧化物不断在热负荷高的部位沉积，在水流作用下生成了表面粗糙的波纹状垢层，该类垢层除降低锅炉受热面的传热效率外，还增加了流体阻力，造成锅炉压差不断上升。 2，给水加氧处理方法氧气具有2重特性：1、去极化剂强化阴离子的腐蚀作用，腐蚀性阴离子如Cl-、SO42-等;2、钝化剂形成和修复保护性氧化膜，而氧气到底产生何种左右，则取决于水的纯净程度，一般说来，在流动纯水条件下，一般要求KH0.15us/cm，氧气启动钝化剂的左右。这是加氧运行的理论依据。在给水加氧方式下，由于不断向金属表面均匀地供氧，使金属表面形成了致密稳定的“双层保护膜”。这是因为在流动的高纯水（一般氢电导率小于0.15S/cm）中添加适量氧，可提高碳钢的自然腐蚀电位数百毫伏，使金属表面发生极化或使金属的电位达到钝化电位，在金属表面生成致密而稳定的保护性氧化膜，该保护膜在高速流动纯水中溶解度较低。直流炉应用给水加氧处理技术，在金属表面形成了致密光滑的氧化膜，不但很好地解决了炉前系统存在的水流加速腐蚀问题，还消除了水冷壁管内表面波纹状氧化膜造成的锅炉压差上升的缺陷。 3、电化学理论AVT(R)工况：通过热力除氧辅助化学除氧的方法以降低水的氧化还原电位(ORP-300mV) ，使铁的电极电位接近于稳定区.。OT工况：通过加氧的方法提高水的ORP（+100mV)，使铁的电极电位处于-Fe2O3的钝化区，即OT方式。 如下图示：4、对系统的影响4.1 氢电导率控制 给水采用加氧处理的前提是水质的高纯度。为满足这一要求，凝结水必须经过精除盐处理。凝结水精处理混床出水的水质指标严格，必须保证出水的氢电导小于0.15 S/cm.。 炉水的氢电导率是炉水中所有阴离子含量的综合指标，在无法监测氯离子的情况下，一般要求控制炉水氢电导率。如要控制炉水中的氯离子不超过100 g/L，则炉水的氢电导率应控制小于1.2 S/cm，正常运行时的期望控制值应小于1.0 S/cm。 4.2 炉水pH值控制 试验证明，提高pH值可提高产生孔蚀的临界氯离子浓度。如用加氨的方法将pH值提高到8.5，170 时可将氯离子临界浓度从0.04 mg/L提高到0.05 mg/L以上。如用加NaOH的方法将pH值提高到8.5，这一温度下的氯离子临界浓度将会提高到0.35 mg/L以上。 在温度为350、时间为24 h的高压釜正交试验中，无氧（O25 g/L）、0.1 mg /L氯离子的条件下， 加NaOH将pH值提高到9.5，膜的耐蚀性比平均水平高52.3%，即使将氯离子浓度提高到0.3 mg /L，也没有影响膜的耐蚀性。英国的经验已证明， 只要OH浓度大于Cl浓度的1.5倍，就能抑制氯离子的破坏作用。因此，氢氧根对维持氧化膜的完整性及修复膜的缺陷有积极作用。 5 对疏水系统的影响 在给水全挥发处理（AVT）条件下，加热器疏水系统的管材和壳体的汽液分界区在运行中可能发生水流加速腐蚀，在停备用期间易受氧腐蚀。高压加热器的腐蚀产物随疏水进入除氧器，特别是机组启动时，大量的锈蚀产物会进入热力系统，沉积在锅炉受热面。 给水处理采用加氧处理，可使加热器疏水系统的水相金属表面生成保护性氧化膜，有效地抑制水流加速腐蚀和停备用腐蚀。直流炉采用给水加氧处理的氧含量控制范围（30150 g/L）在关小加热器排汽门的前提下，可满足疏水中氧含量大于30 g/L的要求。为防止停运期间的氧腐蚀，在机组停机和启动期间又需要打开排汽门，一方面防止停运期间的氧腐蚀；另一方面确保机组启动阶段排出二氧化碳等不凝性气体。如运行期间加热器的排汽门关不严，氧含量达不到1020 g/L，则应考虑调整给水pH值，以保证蒸汽pH值可满足疏水系统防腐蚀的需要。 6、 对蒸汽系统的影响 对国外所进行的调研结果表明：加氧处理工艺问世近30年来，全世界85%的直流炉和5%以上汽包炉已成功应用了给水加氧处理工艺。至今还没有关于采用给水加氧处理会明显引起热力系统高温段金属表面氧化皮增厚或脱落问题的报道。目前最新发展的超超临界机组的给水处理工艺唯有采用加氧处理这一结论也已得到举世公认。如此长时期的工业实践和大面积的推广应用的事实本身就是加氧处理技术成熟性的最好证明。 二、 系统组成1、供氧系统：氧气瓶、加氧管排如下图示：控制系统：流量控制器、流量计、阀门、管道、就地控制柜2、给水系统加氧点设置： 1）凝结水精处理出口母管加氧点； 2）除氧器出口下水管加氧点（包括两个点，A、B汽动给水泵前置泵入口）。三调试方案1 AVT(O)工况下机组水汽品质的查定预计试验时间3天机组按现行水化学工况运行，即给水以AVT(O)方式处理，维持给水pH9.29.6，在稳定运行的情况下，进行水汽系统汽水品质查定，重点查定铁含量、电导率、氢电导率和阴离子等。2 加氧转化和氧平衡调试预计时间30天。21加氧1) 机组给水按现有方式进行处理，在精处理出口一点加氨（控制给水pH：9.29.6，除氧器入口直接电导率设定值为6.5S/cm）；凝结水全部经过精处理，保证精处理混床出水电导率小于0.10S/cm。2) 开始加氧前，由运行人员打开精处理出口加氧就地手动阀门和除氧器下水管的加氧就地手动阀门（注：只打开运行给水泵前的相应加氧就地手动门，停运给水泵前相应的就地加氧阀门关闭）。3) 根据调试进度要求。运行人员调整除氧器排汽门使之微开，并关闭高压加热器的连续排汽门。如果关闭高加汽侧连续排汽门影响到高加的换热效率时，应定期开启连续排汽门（间隔时间需经试验确定）或保持排汽门微开。4) 低加疏水排汽门的关闭与否需要经过试验后决定。2.2加氧转换调试1) 根据凝结水流量控制加氧量，保持精处理出口氧的初始加入量为30g/L150g/L；当除氧器入口氧含量监测值达到100g/L时，调整加氧量使除氧器入口给水的氧含量维持在30g/L100g/L，同时调整除氧器电动排汽门使之保持微开状态。2) 根据给水流量控制除氧器出口加氧量，控制给水初始氧加入浓度100200g/L， 当省煤器入口检测到有氧后，关闭高加疏水排汽门，适当降低给水加氧量，控制在给水溶解氧含量在150g/ L左右。当高压加热器疏水的氧含量明显上升且基本稳定时，即为系统氧转化结束、氧平衡。3) 试验过程监测水汽系统的水质变化情况。转换过程中水汽氢电导率的小幅度上升与氧化膜中的杂质释放有关，铁含量也稍有升高，这是转换期间的正常情况。只要凝结水精处理出口的氢电导率小于0.1S/cm，可继续进行加氧处理。若给水或主蒸汽氢电导大于0.3S/cm时且有上升趋势时，及时将给水氧含量降低至100g/L以下。4) 加氧期间加强对机组水汽品质的检测。3给水氧含量调试预计调试时间23天。当热力系统氧含量基本平衡时，控制合适pH条件，在不同负荷下，确定给水含氧量为3060g/L，60100g/L下水汽系统的腐蚀产物铁含量的变化，确定最佳给水氧含量。4、 pH调整经试验确定并控制最佳的给水溶解氧含量，运行人员调整凝结水精处理出口加氨量，第一阶段将给水的pH值维持在8.79.0，直接电导率1.52.7S/cm。稳定运行23天，监测热力系统水质变化情况，重点监测铁含量的变化。第二阶段将给水的pH值调整至在8.58.7，直接电导率1.01.5S/cm。稳定运行23天，监测热力系统水质变化情况，重点监测铁含量的变化。5、精处理运行试验调试时间：此试验可与以上试验同时进行。在已确定的给水溶解氧含量和pH值条件下，确定精处理混床运行出水水质和运行控制方式。4、试验应急措施1）非计划紧急停机A、电厂运行人员立即加大精处理出口氨的加入量，将给水pH提高到9.39.6。B、通知西安热工研究院试验人员并关闭加氧系统，暂停加氧试验。2）计划停机措施A、电厂运行人员提前24小时加大精处理出口氨的加入量，将给水pH提高到9.39.6。B、提前24小时通知西安热工研究院试验人员关闭加氧系统，停止加氧试验。3）加氧试验期间水质恶化应急措施A、当凝汽器发生泄漏时，凝结水的氢电导率大于0.2S/cm，运行人员检查原因并确保凝结水全部经过精处理。若精处理出口氢电导率大于0.10S/cm且有上升趋势，应暂时停止加氧，恢复为AVT(O)方式运行。B、在加氧转化期间，当省煤器入口或主蒸汽氢电导率大于0.5S/cm时，化学运行人员及时通知热工研究院试验人员，暂时停止