降低火电厂热力设备结垢率的措施
朱新强
镇海发电厂 （镇海315208）
1 概况
防止热力设备的腐蚀以及热力系统中结垢、积盐，确保热力设备的安全运行和延长热力设备的使用寿命是火力发电厂化学监督的一项重要任务。热力系统中结垢速率的大小是衡量化学监督工作好坏的一项重要的指标。由于水汽品质控制是防止热力设备腐蚀及热力系统中结垢、积盐的一项重要手段。因此，我们曾经习惯于用机组水汽品质的合格率高低来衡量化学监督工作的好坏。在日常的化学监督工作中只注重水汽品质合格率而忽视了造成热力设备腐蚀及热力系统中结垢、积盐的其他许多因素。所以，在火力发电厂化学监督中曾经出现了“两高”现象，即“机组水汽品质合格率高，热力系统中结垢速率也高”，而且此种现象在不少火力发电厂化学监督中依然存在。
同国内许多火力发电厂化学监督工作一样，镇海发电厂的化学监督工作中曾经也出现过“两高”现象。本厂共有2台125 MW燃油机组和4台200 MW燃煤机组。化学监督工作已经有了一套相对比较成熟的管理方式，水汽品质合格率一直都在99％以上。但是，90年代初本厂热力系统中结垢速率却依然比较高。以后通过化学监督工作实行全过程、全方位监督。在继续抓好机组正常水汽品质合格率的同时，注重做好机组停用时的保护工作、机组开机时的水质控制、凝汽器泄漏监督及其处理工作，并设法采用新技术提高化学监督的手段。
通过这些措施的有效落实，在保持机组水汽品质合格率高的同时，热力系统中结垢速率在90年代有了比较明显的下降，有关锅炉水冷壁管结垢速率下降情况详见表1，汽轮机叶片由原来的积盐较多变成现在的连分析样品都刮不了。实现了化学监督从“两高”到“一高一低”的变化。本文 就实现这种变化的有关监督方式作一介绍。
2 降低结垢速率所采取的措施
2．1化学在线仪表的正常投用
镇海发电厂2×125 MW及4×200 MW机组投产之初，水汽品质监督主要靠人工取样分析，当时虽然也配备了几块简单的pH，导电度表计，但由于水样温度高、运行环境差等条件的限制，从实际效果看表计对水汽品质监督作用不大。
为提高机组运行时的水汽品质监督手段，自1993年开始先后化了4年时间对化学炉内水处理进行了集中取样及监督仪表化改造。
整个改造系统分以下几个部分：
（1）高温高压冷却装置：冷却分为二级冷却方式，一级为凝结水冷却；二级为工业水冷却。
（2）人工集中取样装置：将各台机组各路样水集中到炉内水处理分析室。
（3）在线仪表屏：将各种在线分析仪表集中，部分进分析仪表的样水先经恒温槽恒温，改善了进分析仪表的水样温度。
（4）炉内水处理微机监控系统。
通过改造，大大改善了炉内水汽品质的监督手段，主要表现为以下几个方面：
（1）水样可以冷却到分析所需温度，解决了以往水样温度较高的问题。
（2）化学在线仪表可以正常投入运行。
（3）可以连续监测机组的水汽品质，提高了监督的可靠性，改善了机组运行时的水汽品质。
（4）改造后基本取消了以往的人工分析监测，大大减轻了值班人员的劳动强度。
（5）实现了炉内水处理计算机自动加药控制。
仪表化改造后，改善了本厂炉内水汽品质的监督手段，但要投用好化学仪表还必须有良好的正常维护。在线仪表经试运行、对比分析及校验可靠后，逐步取消了人工分析，仅保留每24 h一次人工对比分析。水汽品质监督主要依靠在线仪表。当仪表显示数据发生一定幅度变化时，则人工进行对比分析对应水汽指标以确准水汽品质的变化，同时可以判断表计显示结果的准确性。当发现在线表计有缺陷时及时进行处理。
在线表计除了进行日常维护外，定期进行在线对比试验。对于象炉水磷酸根、蒸汽二氧化硅等指标用分光光度计进行分析，除氧水溶解氧用人工进行比色分析。若两者分析结果相差不影响水汽监督，就认为在线表计准确；若两者分析结果相差较大，则由化学仪表检修人员对在线表计进行校验、标定等，判断在线化学仪表分析结果准确性。
通过对化学炉内水处理进行了集中取样及监督仪表化改造，由于运行与检修人员密切配合，精心维护，定期采用合适的方式进行对比、校验，化学在线仪表这些年来一直投用得比较好，为机组水汽品质监督发挥很大的作用。
2．2控制好机组正常运行时的水汽指标
火力发电厂水汽监督的目的是为了防止热力设备的腐蚀及热力系统中结垢、积盐。有关水汽监督国家制订了一系列水汽质量标准，而这些标准为水汽品质日常监督提供了可靠的依据。但是，国家水汽质量标准只是在现有技术条件下可以让机组安全运行的控制限值，合格率100％并不表示运行中热力设备不会腐蚀和热力系统中不会结垢、积盐。由于化学在线仪表的正常投用和炉内水处理自动加药的实现为控制好水汽品质创造了条件。
现行火电厂水汽质量标准中的许多指标，如凝结水硬度、钠；除氧水溶解氧；给水铁、铜、硬度；炉水二氧化硅、磷酸根；蒸汽二氧化硅、钠等指标即使其含量在合格范围内，但长期处于合格范围内的较高值也会导致热力系统腐蚀、结垢、积盐。因此，在日常监督中降低这些指标的含量，使其处于合格范围内的低限。
从几年来的监督实践看，降低炉水中的含盐量对减少水冷壁管的腐蚀、结垢，改善蒸汽品质以及减少汽轮机叶片的积盐等有着非常大的影响。在机组运行中应最大限度地降低炉水中的含盐量。实施在线仪表监测和炉内水处理自动加药后，尽量减少炉水磷酸盐的加入量，将炉水中磷酸根控制在2～3．5 mg／L，pH值控制在9．3～9．5。炉水导电度从以往的20～30μs／cm降到目前的10μs／cm左右。由于炉水含盐量的降低，锅炉的连排开度从50％～100％调到如今的20％～30％。减少磷酸盐加药量及降低机组的补给水率，同时也减少向热力系统中携带入各种盐份。
2．3机组的停用保护
随着电网结构的变化，机组的停备用次数及停用时间不断增加，做好热力设备的停用、备用保护工作成了化学监督中的一个重要环节。热力设备的停用保护方式比较多，但无论哪一种方式在实施中都存在不少不足之处，这些年来不断摸索停用保护方式，利用新的停用保护剂十八胺、二甲基酮肟等进行保护。热力设备的停、备用保护工作按以下要求进行：
（1）机组停运锅炉本体又需检修的情况下采用加十八胺结合热炉放水法进行保护。
（2）机组停运不超过3天，锅炉本体不必检修且条件允许的情况下就采用给水压力法进行保护。
（3）机组停运超过3天，锅炉本体不必检修的情况下，汽机部分先采用在停机过程中加十八胺进行干法保护，锅炉部分采用给水压力法或加二甲基酮肟进行湿法保护。
开机冲转时凝结水中铁离子含量比较能反映停用期间系统腐蚀情况。90年代初，本厂机组大、小修或3天以上停用结束开机冲转时凝结水中铁离子含量经常高达1000μg／L以上。由于停用保护工作的有效落实，热力设备在停用期间的腐蚀情况有了明显的好转，目前机组大、小修或3天以上停用结束开机冲转时凝结水中铁离子含量一般在400～500μg／L。
2．4机组开机的水质控制
热力设备停用期间系统内自身会产生一些腐蚀产物，外部杂质也会因设备检修等因素容易被带入系统内，因此机组开机阶段水汽品质一般比较差。做好此阶段的水汽品质监督对降低热力设备通流部位结垢至关重要。重点抓好汽轮机冲转后凝结水的回收监督工作，严格按照监督标准进行凝结水回收。冲转时凝结水的回收监督按如下要求进行：
（1）汽机冲转一开始将凝结水进行排放。
（2）汽机冲转后每隔30 min对凝结水的硬度、铜、铁等指标进行分析监督。
（3）硬度由炉内运行值班人员监测；铜、铁由试验班人员监测。
（4）当凝水硬度≤5μmol／L、铜≤30μg／L、铁≤100μg／L时，凝结水即可以回收。
凝结水的排放虽然浪费了一部分水，但对减少热力设备的结垢及提高机组正常运行时的水汽品质却是非常有益的。
2．5凝汽器泄漏的监督及处理
由于凝汽器的泄漏以至大量循环冷却水中的杂质进入凝结水中，造成凝结水的污染，并随给水进入锅炉，使炉水水质恶化，（1）引起炉水含盐量急剧上升，加速水冷壁管结垢；（2）炉水pH下降，容易发生氢脆爆管；（3）炉水含盐量较高时会影响蒸汽品质，严重时会造成汽轮机叶片大量积盐。为除掉炉水中的这些杂质必须要增加锅炉排污量，也必定会增加机组的补给水率，同时也会增加机组的煤耗。
为此，在监督手段上每台机组的凝结水都安装了在线导电度表及钠表，对凝结水水质进行连续监测。根据我厂凝汽器泄漏时的实际情况，结合华东电网对凝结水水质出现异常时的处理要求，对凝结水水质出现异常时按以下要求进行处理：
（1）当凝结水中钠离子达到一级处理值时，应加强对凝结水、给水、炉水的水质分析，及时调整加药量，适当增加锅炉的排污量。
（2）当凝结水中钠离子达到二级及以上处理值时，在做好上述工作外，还应及时与发电部值长联系，往循环水中加木屑进行堵漏处理。
（3）当凝结水中硬度＞5μmol／L时，检修在运行中进行隔离查漏。
（4）当凝结水中硬度＜5μmol／L，但泄漏持续时间较长时，检修也安排在运行中进行隔离查漏；有条件时安排停机利用压水查漏等手段进行处理。
（5）每次机组大、小修中都要安排凝汽器压水查漏。
当凝结水中钠离子＞400μg／L时，机组减负荷运行，检修人员在0．5 h内将漏点隔离掉，否则紧急停机处理。
虽然凝汽器泄漏现象仍有发生，但通过这些有效措施的落实，其危害却不断减小。3号机组在1999年大修之前凝汽器发生泄漏次数相对比较
多，是6台机组中发生泄漏次数最多的，但在大修化学监督检查中发现无论是汽轮机叶片积 盐、锅炉汽包内的沉积物量，还是锅炉水冷壁管内结垢速率等情况都较以往机组大修明显要好，其中水冷壁管内结垢速率等情况都较以往机组大修明显要好，其中水冷壁管结垢速率为27．75g／m2a，创本厂历史最好水平，也是国内同类机组的较好水平。
3 小结
降低热力设备结垢速率的途径是多方面的，除了提高水汽品质合格率，通过化学监督手段的提高改善机组正常运行时的水汽指标，同时也应做好机组停用保护工作、机组开机时的水质控制，应加强机组水汽品质异常时的监督与处理等环节。只有做好了影响热力设备结垢速率的各方面工作，结垢速率才能有效地降下来。
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