给水加氧技术课件

超临界直流炉给水加氧技术三门峡发电公司潘振波2014年09月洛阳内容一、加氧目的二、给水加氧处理的应用与原理三、给水加氧处理的条件四、给水加氧处理的优点五、给水加氧处理存在的问题六、三门峡电厂#3、4机组给水加氧情况介绍一、加氧目的1、AVT(R)受热面结垢AVT(R)处理普遍存在锅炉省煤器、水冷壁沉积速率高问题；许多机组在1～4年需要化学清洗；结垢造成部分机组锅炉压差上升快；部分机组由于结垢，造成过热器减温水调节阀和高加疏水调节阀堵塞，需要频繁清理，影响机组安全、经济运行；一些机组水冷壁节流圈结垢堵塞需要清洗或清理。原因是AVT(R)处理本身不可避免的炉前给水和疏水系统的流动加速腐蚀以及AVT方式形成多孔、破浪保护膜摩擦系数大问题。受热面#1机组（06年4月）#2机组（06年8月）#3机组（07年1月）最大沉积速率或氧化皮增长速率（g/m2•a）08年11月最大垢量或氧化皮量(g/m2)最大沉积速率或氧化皮增长速率（g/m2•a）07年10月最大垢量或氧化皮量(g/m2)最大沉积速率或氧化皮增长速率（g/m2•a）08年3月最大垢量或氧化皮量(g/m2)省煤器105.834498.4109195.2253水冷壁向火侧154.8230185.9206120.2165高温过热器367.7679432.049795.4123高温再热器285.1480176.8196381.1495表1、兰溪#1~#3锅炉受热面垢沉积、氧化皮生长情况表2、后石加氧前后锅炉清洗情况及结垢量机组锅炉厂家投运时间运行炉清洗时间加氧时间加氧至08年12月运行时间和水冷壁垢量第一次第二次第三次#1日本三菱株式会社神户造船所(MHI，KOBE)20002003-22004-72007-12007-4-261年7个月，～100g/m2#220002002-112004-122007-32007-5-101年7个月，～100g/m2#320022004-012005-22004-3-204年9个月，～100g/m2#420032005-42005-6-33年3个月，～100g/m2#5ALSTOM-CE设计，韩国釜山重工业株式会社制造20042006-10-82年2个月，～100g/m2#620042006-72006-9-282年2个月，～100g/m2三门峡＃3、4机组结垢速率#3机组于2006年8月通过168h试运，投入商业运行。机组设计给水处理方式为加氨、联氨全挥发处理【AVT（R）】，2008年3月#3机组检查性大修，割管测定水冷壁向火侧垢量达到190g/m2，沉积速率126g/(m2.a)。#4机组于2006年10月通过168h试运，投入商业运行。机组设计给水处理方式为加氨、联氨全挥发处理【AVT（R）】，2009年6月#4机组检查性大修，割管测定水冷壁向火侧垢量达到160g/m2，沉积速率70g/(m2.a)。照片1、华能某海滨电厂超临界机组低压缸运行一年多，凝汽器泄漏，精处理铵型运行照片2、江苏某华能超临界机组低压缸静叶（＃3机组，铵型运行）照片3、江苏某华能超临界机组低压缸静叶（＃4机组，铵型运行）照片4、后石#4机低压缸静叶（05年大修，AVT，氯化钠沉积引起腐蚀）1.国内外加氧处理应用国外几乎所有超（超）临界机组都采用给水加氧处理，在德国有应用超过40年的历史；国内80年代初期热工院开始在望亭电厂进行试验，95年在华能石洞口二厂开始加氧处理，目前国内超过50台机组采用加氧处理。国内制定DL/T-805.1-2002直流锅炉给水加氧处理导则,和DL/T912—2005超临界火力发电机组水汽质量标准。二、给水加氧处理原理和应用2.加氧处理原理电化学原理（图2）氧化膜保护性传统的给水AVT(R)处理是尽量降低给水的含氧量并加入氨提高水汽系统的pH值，加入联氨除去给水剩余的氧并且使水汽系统处于还原性条件下。给水AVT(R)处理时，碳钢表面是磁性四氧化三铁保护膜。磁性四氧化三铁在高温纯水中有较高的溶解度，特别在高速流动的纯净给水中磁性四氧化三铁容易被溶解，从而使碳钢制高压加热器、给水管和省煤器发生流动加速腐蚀现象，给水的含铁量高。当水的纯度达到一定要求后（一般氢电导率小于0.2μS/cm），一定浓度的氧（20～300μg/L）不但不会造成碳钢的腐蚀，反而能使碳钢表面形成一层均匀致密的三氧化二铁+四氧化三铁双层保护膜，该保护膜在纯水中溶解度低。三、加氧处理条件1.凝结水全部经过精处理，混床出口电导率小于0.2μS/cm，凝结水精处理出口氢电导率小于0.10μS/cm，省煤器入口给水氢电导率小于0.15μS/cm。2.在线化学仪表经过校验，准确性达到标准要求。3.加氧装置已安装并且完成调试。4.除凝汽器换热管外，其余汽水循环系统各设备一般应为钢制元件。对于轴加、低加换热管采用铜合金的机组，应通过专门的试验，确定加氧后不会造成轴加和低加管的腐蚀，促进水汽系统铜腐蚀产物的转移，才能采用给水加氧处理方式。5.锅炉水冷壁垢量达到200-300g/m2的机组，进行给水加氧处理前应进行化学清洗。6.采用给水加氧的机组，任何时间都不应再加入联胺。四、加氧处理的优点1.给水及疏水系统流动加速腐蚀得到抑制，热力系统腐蚀及腐蚀产物转移速率明显降低。2.锅炉受热面沉积速率明显降低，提高了锅炉运行的安全性与经济性。3.锅炉运行压差随运行时间的上升速率显著降低，给水泵的电耗降低。4.消除了减温水调节阀、高加疏水调节阀结垢堵塞现象。5.延长了锅炉清洗间隔时间。6.延长了凝结水精处理混床运行周期。7.改善了汽水品质，汽轮机通流部分积盐和腐蚀状况达到最佳。五、加氧处理目前仍存在的问题1.加氧转化期间的控制转化期溶解氧浓度的控制；转化期氢电导率升高的处理与控制转化期铜浓度升高及控制高加汽侧排气门的控制除氧器排气门的控制2.加氧对铜合金的影响铜合金在还原性介质中表面生成的是氧化亚铜（Cu2O）保护膜，此保护膜具有较低的溶解度。但在氧化性条件下，氧化亚铜转变为氧化铜（CuO），氧化铜的溶解性较高，会通过高压（≥16.5MPa）蒸汽的溶解性携带或机械性携带转移到汽轮机高压缸沉积，引起蒸汽通流面积减小，降低高压缸效率。但对于含铜量小于1%的铜合金没有影响。3.加氧对过热器、再热器氧化皮的影响对T22、T91等合金钢未发现不良影响对TP347不锈钢有影响，应采取以下措施消除：（1）机组启动、停机控制气温、气压变化速率；（2）运行期间严格控制过热器、再热器管超温；（3）做到封停必检，采用磁通检测仪或者拍片的方式检查“U”形弯处堵塞氧化皮情况，清理堵塞超过1/3面积的“U”形弯。（4）必要时在机组启动或停机时进行吹管。对细晶钢、喷丸钢等奥氏体不锈钢没有影响。六、三门峡电厂#3、4机组给水加氧情况介绍（一）机组概况及加氧背景大唐三门峡发电有限责任公司二期工程总装机容量为2×600MW，锅炉为哈尔滨锅炉厂生产的HG－1900/25.4－YM4型一次中间再热、超临界压力变压运行带内置式再循环泵启动系统的本生（Benson）直流锅炉。分别于2006年8月、10月投产，锅炉给水采用还原性全挥发处理方式。2008年3月#3机组检查性大修，割管测定水冷壁向火侧垢量达到190g/m2，沉积速率126g/(m2.a)。2009年6月#4机组检查性大修，割管测定水冷壁向火侧垢量达到160g/m2，沉积速率70g/(m2.a)。运行2年多，垢量基本达到了DL/T794-2012《火力发电厂锅炉化学清洗导则》的要求。为减少给水系统流动加速腐蚀，降低水冷壁结垢速率，决定进行给水加氧处理。在西安热工研究院的技术支持下，#3机组在2009年3月进行了酸洗，4月1日至23日进行了加氧转化试验；#4机组在2010年6月进行了酸洗，6月29日至7月21日进行了加氧转化试验。（二）加氧系统简介给水加氧系统包括：加氧汇流排、加氧控制柜、加氧管道和阀门组成，详见系统图。加氧汇流排作用为连接氧气瓶，并对高压氧气进行减压稳压。加氧控制柜是加氧设备的核心，其作用是根据在线氧表溶解氧和凝结水流量信号，对加氧流量进行调解，以满足加氧处理给水溶解氧含量要求，即30～150μg/L。给水系统加氧点为两处：其一在凝结水精处理出口母管，通过除氧器入口在线氧表溶解氧和凝结水流量信号进行加氧量调节，维持除氧器入口溶解氧含量达到期望值范围（30μg/L～150μg/L）。其二在除氧器出口下水管，共三点，即电动给水泵前置泵入口、汽动给水泵A、B前置泵入口各一点。通过省煤器入口在线氧表溶解氧和凝结水流量信号进行加氧量调节，维持省煤器入口溶解氧含量达到期望值范围（30μg/L～100μg/L）。加氧系统图（三）加氧方式转换条件1.机组负荷大于40%额定负荷并运行稳定；机组启动时，电动给水泵已经停运，汽动给水泵投入稳定运行。2.凝结水全部经过精处理，混床出口电导率小于0.2μS/cm，凝结水精处理出口氢电导率小于0.10μS/cm，省煤器入口给水氢电导率小于0.15μS/cm。3.给水加氧处理同时需要加氨处理，加氨点为精处理出口，控制除氧器入口的直接电导率为1.5μS/cm~2.7μS/cm（目标值2.0μS/cm），以维持省煤器入口给水pH值：8.50～9.00。4.无论何时，都不得向凝结水和给水系统加联氨。5.除氧器排氧门无故障，具备关至微开条件；高加汽侧排气门无故障，具备全关条件。（四）、加氧转换试验准备工作1.锅炉化学清洗2.改造加氧设备、加氧设备试压，严密性试验3.仪表校正4.实验室准备工作5.加装高加疏水氧表6.准备20瓶氧气。(五)试验步骤1.给水AVT（R）处理系统水质查定和评价试验；2.给水AVT（O）处理系统水质查定试验；3.加氧转化试验；4.给水含氧量对热力系统中含铁量的影响试验；5.给水pH对热力系统中含铁量的影响试验；6.机组正常运行和起停机时有关控制参数的确定。1.给水AVT（R）处理系统水质查定和评价试验机组给水按原方式进行加氨和加联氨，采用AVT（R)处理,控制给水pH值为9.3～9.5。进行水汽品质全面查定试验，确定了机组的水汽品质及其变化规律。查定试验的重点项目是蒸汽、给水、凝结水和精处理出口水氢电导率、阴离子变化情况，以及水汽系统铁含量。2.给水AVT（O）处理系统水质查定试验4月3号10:00＃3机组给水停加联氨采用AVT（O)处理,控制给水pH值为9.3～9.5。4月4号10:00停止给水加氨，加大精处理出口加氨量使精处理出口凝结水、除氧器入口给水和省煤器入口给水的pH控制在9.3～9.5.在上述条件下进行水汽品质全面查定试验，确定了机组的水汽品质及其变化规律。查定试验的重点项目是蒸汽、给水、凝结水和精处理出口水氢电导率、阴离子变化情况，以及水汽系统铁含量。3.加氧转化试验4月5日9:00前，运行人员将10瓶氧气运至加氧现场。4月5日9:30～10:00联系机组运行人员打开机组精处理加氧就地一、二次阀门，打开除氧器下水管的加氧系统一、二次阀门（不运行的给水泵相应的加氧一、二次阀门关闭，以后加氧处理均应按此规定执行）。5日10:30开始向除氧器出口下水管加氧，手动加氧，控制加氧流量，维持初始加入氧量100μg/L～300μg/L。11：00开始精处理出口加氧，控制加氧流量，维持初始加入氧量30μg/L～150μg/L。开始机组开始加氧转化过程，应做好以下水质监测工作：监测水汽系统的氢电导率，阴离子变化情况。此阶段氢电导率的上升与氧化膜中的杂质释放有关，铁含量有升高的趋势，这是转换期间的正常情况。凝结水精处理混床总出口的氢电导率只要小于0.1μS/cm，可继续进行加氧处理。省煤器入口给水氧含量达到100μg/L时，密切监测给水的氢电导率，在氢电导率接近于0.5μS/cm以前，及时将给水的氧含量降低到100μg/L左右，并加强水汽品质的检测。过热蒸汽氧含量达到100μg/kg时，密切监测其氢电导率，在氢电导接近于0.5μS/cm以前，及时将给水的氧含量降低。省煤器入口给水或过热蒸汽氧