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火电厂水处理及水汽理化系统故障及对策分析

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-05-15  来源:北极星网  作者:本站  浏览次数:145

  火电厂水处理技术已经相当成熟,除了生物污染控制之外,基本上不存在技术难点。但水汽理化及监督具有涉及面广、系统性强、隐蔽性大、技术要求高、需协调分工等特点,一旦发生故障,可能涉及到化学水处理以及锅炉、汽轮机、发电机、凝汽器等各系统的水汽取样点、加药点、排污点等各种环节和因素,需要对水汽系统流程图、前后因果关系、相关性相当熟悉并积累丰富的处理经验,才能有效应对。如何在火电厂生产实践中遇到水质净化和水汽理化故障的情况下,准确分析原因、及时排除故障,保障热力系统良好的水汽品质,仍然是有效防止热力设备结垢、积盐和腐蚀,确保发电机组安全经济运行的重要课题。

  本文简述了水处理及水汽理化系统故障案例,通过具体分析故障原因,得出加强次氯酸钠重要指标的验收、控制出水余氯,可有效防止加药管堵塞;机组停运前应先停运高速混床;汽包锅炉在少量树脂漏入水汽系统后,可在采取措施保证给水、炉水pH正常的情况下,不停机处理;机组启动阶段采用全挥发性处理,即通过加氨、联氨控制炉水pH,有效减少汽机高压缸的积盐,提高汽机效率。

  01 火电厂水处理及水汽理化系统

  以某电厂2台330 MW机组为例,其为亚临界压力中间一次再热机组,锅炉型号SG1036/175-M872;最大连续蒸发量1 036 t/h,主蒸汽温度541 ℃,主蒸汽压17.24 MPa;再热器出口蒸汽温度541 ℃,再热器出口蒸汽压3.53 MPa;锅炉给水温度281 ℃。汽轮机型号C330-16.67/1.0/538/538;额定功率330 MW;主蒸汽压16.67 MPa,主蒸汽温度538 ℃;再热蒸汽温度538 ℃。

  1 水处理系统

  水处理系统为预处理+三级除盐系统(反渗透+一级复床+混床)。水处理任务是供给数量充足、质量合格的工业水、除盐水,供应火电厂生产运行。其中预处理包括:机械搅拌澄清器(600 t/h)4套+空气擦洗重力式滤池(320 t/h)3套。系统流程:长江水→原水升压泵→机械搅拌澄清器→空气擦洗重力过滤池→化学水池。

  2 水汽理化系统

  水汽理化系统由水汽监督、水汽调节和炉内水处理系统组成,主要任务是防止热力系统腐蚀、结垢、积盐。包括:水汽取样、给水处理(还原性全挥发处理AVT(R)方式)、炉水处理(低磷酸盐+氢氧化钠处理)和凝结水处理(高速混床精处理+加氨处理)系统。系统故障:漏树脂、结盐,详见3、4节内容。

  02 原水及超滤加次氯酸钠管道堵塞故障及对策

  1 加药管道堵塞故障及临时处理

  (1)超滤次氯酸钠加药1#堵塞点(加药管与进水母管处)。2015年11月2日,超滤化学加强洗时发现1#次氯酸钠出口管破裂。检查发现:1#次氯酸钠加药管至超滤反洗进水母管处结有白色硬状垢样;1#、2#次氯酸钠箱及缓冲罐内部有白色悬浮物。处理:1#次氯酸钠加药管道疏通后恢复;将2#次氯酸钠箱排空,对箱内进行冲洗。

  (2)超滤次氯酸钠加药2#堵塞点(原水加药管, 小孔全部堵塞)。化学水池检查余氯含量接近零。对加药线路检查发现:原水泵房外草坪内积水。处理:将地埋管挖出,发现次氯酸钠加药管与原水母管连接处法兰处喷水。将加药管拆开,发现加次氯酸钠套管的小孔堵塞,疏通后将管道恢复。取样分析结果:堵塞物主要成分为碳酸钙;次氯酸钠药品中有效氯质量分数为8.82%、游离碱质量分数为1.3%,均不合格,不含钙离子。

  2 次氯酸钠标准

  次氯酸钠标准为GB 19106—2013。该标准适用于氢氧化钠经氯化制得的次氯酸钠溶液,不适用于不是用氢氧化钠制得的次氯酸钠。标准规定:次氯酸钠溶液(适用于消毒、杀菌及水处理等)质量指标应符合:有效氯(以Cl计)的质量分数≥10.0%,游离碱(以NaOH计)的质量分数0.1%~1.0%,铁(以Fe计)的质量分数≤0.005%,重金属(以Pb计)的质量分数≤0.001%,砷(以As计)的质量分数≤0.000 1%。

  其中两个主要指标:(1)“有效氯(以Cl计)”表示溶液中的有效成分,杀菌效果由该指标确定;(2)“游离碱(以NaOH计)”表示溶液中的剩余氢氧化钠浓度,该指标对次氯酸钠的稳定性以及与水接触后的结垢倾向有很大影响。游离碱过低时,次氯酸钠易分解,以氯气形式挥发,降低药品有效成分;游离碱过高时,易与水中硬度反应生成垢。

  3 结垢原因分析

  检验出堵塞物主要成分为碳酸钙垢,故系统中存在加药后水中钙离子和碳酸根离子的的溶度积增大。堵塞点有2处:超滤加药管与超滤进水母管处,原水加药管与原水接触点位置。结垢原因如下:

  (1)超滤进水和原水中都有钙离子、碳酸氢根离子和二氧化碳;而次氯酸钠中有游离碱。次氯酸钠加入系统后,游离碱与水中碳酸氢根离子、二氧化碳反应,生成碳酸根离子。碳酸根离子与水中钙离子反应,生成碳酸钙沉淀,堵塞管道。

  (2)次氯酸钠可以是氢氧化钠与氯气反应制得,也可以是碳酸钠与氯气反应制得。如是后一种方法制得,由于药品中存在碳酸根,与超滤进水、原水接触时就会生成碳酸钙。

  (3)由于超滤加药管道不是连续运行的(只有超滤化学加强洗时才加药),所以在系统不加药时,超滤进水会通过扩散进入加药管道,如药品中游离碱超标,就会结垢。

  (4)加药管道小、加药流量小,碳酸钙易沉积,管道容易堵塞。

  (5)游离碱超标时,一般有效氯会偏低。

  4 应对措施

  为有效避免次氯酸钠管道堵塞现象的发生,保证水处理系统正常运行,采取以下措施:

  (1)加强药品的验收。特别是“有效氯”、“游离碱”两项指标。控制游离碱在合格范围,可有效防止游离碱过高引起的结垢。

  (2)加强对运行中加药的调整,每班对超滤出水分析余氯,控制余氯0.3~0.5 mg/L。防止加药量过大,引起游离碱与水中二氧化碳生成过多的碳酸根,造成钙、镁离子与碳酸根离子溶度积过高,产生沉淀。

  (3)加强药品招标前对供应商的资质、业绩、药品来源、仓储情况的调研工作。由于次氯酸钠易分解,对次氯酸钠有仓储的,原则上不考虑。

  03 2#机组凝结水高速混床树脂进入凝结水母管故障及对策

  1 凝结水故障及紧急处理措施

  故障一:树脂捕捉器压差异常上升。2015年12月10日17:10,2#炉点火后投运凝结水高速混床CD2A、CD2B,发现CD2B树脂捕捉器压差有上升趋势,22:30升至42 kPa(压差报警值70 kPa)。分析可能有树脂进入树脂捕捉器,停运高速混床CD2B,待检修处理。

  故障二:高速混床进出口压差异常上升。12月11日3:00高速混床CD2A运行中进出口压差逐渐升高,现场检查未发现明显异常,当压差升至350 kPa自动打开电动旁路。分析可能机组启动时系统内杂质堵塞混床进水装置,停运高速混床CD2A,待检修处理。

  故障三:凝结水中有树脂,过热蒸汽电导率超标,给水泵主泵、前置泵滤网压差大,检查有树脂。12月11日5:00检修处理给水泵密封水进水滤网时发现网面内有树脂,树脂颗粒完整,颗粒偏小。同时,化学仪表取到水样后发现过热蒸汽电导率高达1.4 μS/cm(刚升炉时,人工分析蒸汽二氧化硅合格),并在7:30最大至1.8 μS/cm。检查发现给水泵主泵、前置泵滤网压差大,A、B主泵、前置泵滤网树脂情况见表 1。

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