洗硅劑在新建機組中的應用

張 琪

（山西省電力科學研究院世紀中試，山西 太原 030001）

在新建機組整套啟動過程中，化學擔負著水汽品質調整與監督的任務。啟動過程中水汽品質從不合格到合格是一個很長的調整與控制過程，其中，硅是整套啟動過程中很重要的控制項目，很難盡快達到合格指標。而如果將指標控制在合格范圍，又會影響到機組的按時并網；如果為了不影響機組并網，那就會導致指標不合格，為機組今后運行埋下隱患，影響效率。為了縮短洗硅的過程，利用新型洗硅劑在控制指標合格的前提下，與傳統的“限負荷波動洗硅”方式進行了經濟性比較。

1 機組系統硅含量高的主要來源

硅一般會存留在熱力系統中的各個角落，主要來自于內部殘存的沙子、石頭、保溫材料、水泥、泥土等。從來源看，設備在運輸過程中會帶入泥土之類的含硅物；在安裝過程中會采取如噴砂等一些工藝，在處理不徹底時，就會殘留在管道或容器中。主要部位是直接空冷系統，低加、高加系統，省煤器、水冷壁聯箱部位，汽包、水冷壁下聯箱，下降管底部及過熱器、再熱器等。

2 機組形式

2.1 機組簡介

電廠2×200 MW機組工程為循環流化床抽凝式空冷供熱機組，爐、機、電主要設備規范如下：

鍋爐：亞臨界、自然循環、一次中間再熱、單爐膛、平衡通風、全鋼懸吊結構、半封閉布置、燒煤矸石的循環流化床鍋爐。

汽輪機：亞臨界一次中間再熱、沖動式、單軸、三缸四排汽直接空冷凝汽式。額定主蒸汽壓力16.67 MPa，額定主蒸汽溫度538℃。

發電機：采用凝汽式汽輪發電機組，發電機勵磁采用靜態自并勵勵磁系統。額定容量：667 MVA，額定功率：300 MW，額定電壓：22 kV。

2.2 水汽系統示意圖

見圖1。

3 指標調整和控制目標

整個調整措施要符合《電力基本建設熱力設備化學監督導則》（DL/T 889-2004）中，有關啟動階段水汽質量品質的各項標準要求，全部檢驗項目合格率100%，優良率90%以上，滿足機組整套啟動對水汽品質的要求。洗硅工作從第一次吹管開始，直至機組帶負荷試運完成結束，貫穿整套試運的全過程。

主要目的：①保護設備，減少腐蝕；②凈化汽水系統，減少汽水系統內雜質（主要是硅和鐵）；③根據水汽情況，判斷爐內和系統的內在狀況。采取相對應的調節措施，使系統汽水品質在一個良好的狀態下運行。

圖1 水汽系統示意圖

4 洗硅劑的工作原理

機組的爐前系統由于系統原因，主要依靠化學清洗和徹底的人工清理完成。過熱器和再熱器的洗硅，依靠吹管階段完成。文章主要闡述的是爐內水系統，即省煤器、水冷壁、汽包等部位，也是熱力系統含硅物質較多和不易去除部位的洗硅步驟。利用吹管階段尾段增加了快速洗硅步驟，加入洗硅成膜劑，保持爐水溫度在270℃以上，維持3 h。將省煤器、水冷壁和汽包等部位殘留的含硅物質，通過化學方法洗硅成膜劑快速溶解含硅物質。然后通過整爐放水排出系統，即利用了吹管階段的藥品對溫度的要求，又將溶解后高濃度含硅物質排除系統節約了水資源及時間，為整套啟動指標快速合格打下了良好基礎。

5 加藥條件與方式

吹管爐水水質通過給水、爐水加藥泵調整PH值在9.5～10.0。

在吹管點火開始后，溫度升至270℃后，啟動給水加聯氨、氨泵或以最大行程（以泵出力為限，一般為40 L/h）加入洗硅劑B劑，主要目的是保持金屬表面活化，快速溶解含硅物質并通過加強吹管期間定期排污，將溶解后的含硅物質排出。第一次吹管結束時，用給水、爐水加藥泵快速加入洗硅劑A劑，并關閉所有排污劑給水系統，鍋爐壓火后，爐水溫度至少維持在3 h內270℃。之后，根據鍋爐工況在壓力降至0.8 MPa時，將爐水快速徹底放盡。第二次吹管加洗硅劑方式同第一次。第三階段為整套啟動期間的洗硅。加藥方式為：用爐水加藥泵將洗硅劑加入汽包，根據指標限制汽包壓力與溫度，通過連續排污與加強定期排污，控制二氧化硅指標在等級溫度、壓力下，合格后升溫升壓。

6 吹管期間洗硅數據分析

6.1 吹管期間加入洗硅劑的指標。

見表1。

6.2 吹管階段洗硅指標分析

6.2.1 第一階段吹管洗硅

7月6日，22：30分開始點火，進行第一階段的吹管工作，隨后加入高參數鍋爐熱態洗硅成膜劑B劑，7月7日，01：00開始加入B劑。整個第一階段吹管進行的十分順利，到7月7日，9：20第一階段吹管結束停加洗硅成膜劑B劑。7月7日，9：20左右吹管結束并達到洗硅參數，開始加入高參數鍋爐熱態洗硅成膜劑A劑，并在加藥完畢后悶爐3 h(要求關閉排污，在這3 h內保持鍋爐汽包水溫270±10℃）。9：20開始通過爐水加藥系統加入洗硅成膜劑A劑。10：10洗硅成膜劑A劑加完。從數據中可以看出，汽包爐水水樣PH明顯增加，證明洗硅劑已經充分溶解在爐水中，整個洗硅過程中硅含量也是一直居高不下，爐水硅含量高達25560ug/L。爐水鐵含量也由悶爐前的5670ug/L下降至1260ug/L，說明在悶爐階段的成膜效果也是十分明顯的。

整個第一階段給水和爐水的硅含量都高于傳統吹管期間的數值。給水超標建議：在吹管結束后，要對爐前給水系統進行徹底的人工清理，并由監理單位配合進行了監督清理工作，以確保在第二階段洗硅時指標有明顯下降，減少對爐水的影響。爐水含硅量在加入洗硅劑后也明顯提高，說明含硅雜質被洗硅劑充分溶解，達到了預期的目的。

6.2.2 第二階段吹管洗硅

第二階段吹管工作從7月8日，13：00開始點火，14：30分開始加入高參數洗硅劑B劑。7月9日，06：20分高參數洗硅劑B劑全部加完，06：30分第二階段吹管工作結束，同時用爐水加藥泵開始加入高參數洗硅劑A劑，07：50分全部加完。

第二階段洗硅爐水溫度始終控制在270℃以上，控制汽包爐水PH≈9.81～10.72。從水樣的化驗結果上看，出爐水含硅量沒有第一階段那樣有大幅度的增加趨勢。第二階段吹管結束時,爐水含硅量最高為4 240 ug/L，整個指標的曲線為逐步下降趨勢，基本沒有反彈，說明已經達到了穩定溶解含硅物質，而且隨著吹管期間的排污去除了大量含硅物質。

7 整套啟動階段數據分析

表1 吹管期間加入洗硅劑的數據分析

（1）啟動時水汽二氧化硅平均值，見表2。

（2）帶負荷時水汽二氧化硅平均值，見表3。

（3）進入72 h時水汽二氧化硅平均值，見表4。

8 結論

本次洗硅效果顯著，按該鍋爐汽包、水冷壁、省煤器及部分管道的水容積為220 m3計算，第一階段溶解并排放含硅物質5.623 kg；第二階段溶解并排放含硅物質0.935 kg，相當于總共溶解并排放掉約6.558 kg石英砂。爐水含鐵量相對于最初有明顯下降，說明成膜效果很好。因為1 kg的硅能污染5萬t蒸汽，使之從0上升至20 ug/L，6.558 kg含硅雜質將污染32.79萬t蒸汽。根據該機組鍋爐額定蒸發量為725 t/h，則最少在452 h內，蒸汽是無法達到小于20 ug/L的標準，從而光吹管階段的洗硅工作將直接為機組蒸汽及早達標節約了452 h。工作的成果是顯而易見的。

9 洗硅劑在整套啟動中應用的經驗

9.1 吹管結束后的放水

吹管工作為兩次，每次吹管結束加入洗硅劑A劑后，必須保證爐水溫度在270℃以上維持3 h，才能充分溶解含硅物質，然后根據鍋爐要求在汽包壓力≤0.8 MPa后，迅速將爐水徹底放掉。

9.2 吹管結束后的清理

洗硅劑在吹管結束后，通過徹底放水將溶解后的含硅物質隨水流一起排出爐本體，但由于低壓給水管路里的雜質會隨著補給水水沖到除氧器。另外，投運輔助蒸汽為除氧器加熱，會把輔助蒸汽管路的雜質帶到除氧器。所以，這些系統的機械雜質最終會在流速相對較低和有濾網的地方沉積下來。一般會沉積在熱井、凝結水泵入口濾網、給水箱、電泵入口濾網處。所以，吹管結束后進行認真的人工清理，是整套洗硅能快速合格的重要步驟。

9.3 排污工作

整套啟動后，排污工作是在等級壓力溫度下二氧化硅快速合格的關鍵工作之一。連續排污門開度應保持在30%～50%。在補給水充足的情況下，可以加強定期排污，最好能2 h一次。

表2 整套啟動試運行時水、汽二氧化硅平均值

表3 整套啟動帶負荷時水、汽二氧化硅平均值

表4 整套啟動進入72 h后水、汽二氧化硅平均值