超高压循环流化床机组热力设备结垢、 腐蚀综合治理技术研究应用(二)
4采取的措施(1)
课题依托华亭发电公司两台超高压循环流化床机组有铜材质对PH限制导致热力系统结垢、腐蚀为对象,通过热力设备有铜材质、空冷系统含铁量大、机组凝结水含氧量大、除盐水箱防腐密封效果差、热力系统停炉保养效果差等导致热力设备腐蚀问题进行各项试验检验、数据分析、现场对比,提出了防止热力设备腐蚀之有效的治理方法和措施。
4.1热力设备有铜材质对PH限制造成空冷系统腐蚀治理
按照直接空冷机组无铜化的水质要求,PH值应控制在9.3~9.7之间,但华亭公司低压加热器由于设计等原因,其换热管束为SHn70-1B材质,PH值只能按有铜系统控制,如果提高PH值,氨对铜的腐蚀随PH值增大而明显增大,铜管的腐蚀速度剧增,表现为铜管外壁的均匀减薄导致铜管爆裂,造成回热系统退出运行,影响整个回热系统的经济性,同时氨腐蚀的铜垢带入锅炉给水中,铜垢在水冷壁管中沉积、结垢、影响锅炉效率,甚至造成锅炉水冷壁爆管,因此按照直接空冷机组低压加热器设计规范对低压加热器等有铜设备系统改造后,对给水PH值按照直接空冷机组无铜化的水质要求,对有铜系统进行治理,从根本上解决水汽系统铁、铜腐蚀问题机加热器铜管氨腐蚀等造成的泄漏,治理后对系统优化调整,PH值控制在9.3~9.7之间,期望值高于9.6,有效防止了系统金属腐蚀带来的水质裂化,使锅炉金属表面保护膜趋于稳定,汽水品质得到有效改善。
4.2对空冷机组排气装置内设计加装多通道强除铁装置,解决除铁过滤器除铁效果差的问题
凝结水处理为管式除铁过滤器,由于目前水汽PH值控制较低,空冷岛碳钢设备腐蚀较大,凝结水的铁含量应该比较高,管式除铁过滤器的除铁效果有限,因此,在解决冷空气系统铁含量大的问题上,通过对空冷机组排气装置内部设计加装多通道可拆卸V型自清扫多面强磁除铁装置,并制定切实可行的给水炉水指标控制方法,进一步降低凝结水铁含量,凝结水除铁过滤器元污染问题得到有效解决,延长除铁过滤器元的更换周期,与传统的除铁过滤器相比,除铁效率提高98%以上,且运行中不需反洗及人工操作,其节水、节能效果显著,防止热力系统由于水质控制不良导致水冷壁管的结垢、积盐、爆管事故发生。
4.3除盐水箱进行防腐密封
化学除盐水质量的高低直接影响着热力系统安全稳定运行,除盐水进入 水箱后如与外界隔绝不好,空气中的CO2、O2、灰尘等污染物会融入除盐水中,除盐水放置时间长越长,溶入的污染物越多。除盐水经除盐水箱长时间存储后,缓冲性极小的高纯水极易受空气中二氧化碳、氧和灰尘等二次污染,使机组的补给水电导率在0.6uS/cm以上。空气中的二氧化碳进入除盐水后立即形成各种含碳化合物(H2CO2、HCO3-、CO32-)。除盐水中的这些含碳化合物非常难以清除,即使是向水中加入氨等碱性物质将PH值提高,但只是将二氧化碳转化成(NH4)CO3等含碳酸根的化合物,并没有清除这些溶入的二氧化碳,当除盐水进入热力系统后,仍会使热力设备遭受腐蚀,造成水中Fe、Cu等含量居高的原因之一。据资料介绍:在20摄氏度及外界气体分压0.1Mpa时。CO2在水中的饱和溶解堵可达1690mg/L,氧气的饱和溶解度可达43.4mg/L.尤其是CO2溶入,严重影响了除盐水的品质,除盐水补入导电率可达0.5us/cm以上。Genus火力发电机组蒸汽动力设备水汽质量GB/T12145-2008标准要求,水质电导率不大于0.2us/cm。另一方面,CO2溶入后,生成碳酸及碳酸盐,降低水质中PH,对系统产生酸性腐蚀,尤其是给水及汽机的通流部分腐蚀严重。除盐水箱防腐、密封后,起到了阻止CO2溶入,减缓水质对设备的腐蚀,减少了除盐水箱腐蚀后铁的污染,除盐水补水电导率明显降低,PH趋于稳定状态,除盐水品质得到提高,除盐水补水。锅炉排污率有所降低,有效防止热力系统结垢、腐蚀、安全经济效益显著。
4.4对化学仪表进行在线检验及仪表监控系统优化改造
1)#1、#2机组水汽系统在化学仪表进行在线检验找出水汽系统在线化学仪表存在的问题,并对误差超标的仪表进行校验,使化学在线化学仪表达到准确测量。
2)采用iFiX6.0计算软件操作界面、西门子step7自动化组态软件对汽水品质数据采集和自动加药控制的微机监控装置进行了优化升级改造,同时采用硬 接线的链接方式,使汽水品质的数据与DCS系统之间实现了数据共享。通过数据通讯的方式,使得DCS系统和SIS系统之间实现了数据共享。很好地实现了远方对汽水品质实时监测和超限报警功能,为提高汽水腐蚀治理监督的可靠性和准确性及化学技术监督指标控制、数据分析提供科学依据。
3)针对 在线PH值不能稳定、准确的获得给水实际值,直接电导率能够获得稳定和较准确的数据。汽水腐蚀治理中对凝结水取样点设置、除氧器出口取样点设置、给水加氨和联氨位置进行改进,增加省煤器、除氧器入口比电导进行在线数据对比校验,对不合理的给出改进措施和建议。通过改进运行人员可以在机组运行过程中,根据直接电导率数据调节机组加氨量,使机组水化学工况得到及时和较准确的调节。
4)对加药自动程序(PLC)进行改造,使其以电导率信号为反馈值、以给水流量为修正值实现自动加药,确保给水PH值可以准确、稳定连续的得到控制,降低人工监视、调节加药量和以PH值为自动加药信号带来的不准确和稳定的问题。