1000MW超超臨界機組水化學工況及運行探討

趙春海，于德利，史　鑫，相　偉（神皖合肥廬江發電有限責任公司，安徽　廬江　231500）

1000MW超超臨界機組水化學工況及運行探討

趙春海，于德利，史鑫，相偉
（神皖合肥廬江發電有限責任公司，安徽廬江231500）

本文主要是對1000MW超超臨界機組水化學工況及運行情況進行探討，結合實際中某電廠三期工程機組水品質要求，對國內比較具有代表性的4臺1000MW超超臨界機組的水處理系統進行比較，從而得出一些對1000MW超超臨界機組給水加氧的參考意見。

1000MW；超超臨界機組；給水加氧；水處理系統

0　引言

超超臨界火電機組靠著顯著的節能和改善環境的效果而著稱，在可靠性、可用率和機組壽命方面的技術已經達到和亞臨界機組相媲美的地步。這是一項全球化的技術，在國外主要分布在英國、加拿大、德國、美國等國家，而在國內已經有超過30臺的超超臨界1000MW機組投入使用，主要在沿海地帶的江浙廣東地區，這些地區貿易發達，容易接受新型的技術。根據我國已經投入運行的機組經驗，在壓力與溫度的不斷提高中，水質控制將會成為超超臨界機組中的重中之重。因此本文主要針對1000MW 超超臨界機組的化學工況、水質的控制進行探討。

1　超超臨界機組的化學工況

眾所周知水具有也一定的溶解能力，但是在超臨界的狀態下，蒸汽就會具備同水一樣的溶解能力，但是不同的物質在蒸汽中的溶解度也將隨蒸汽參數的不同而有差異，從μg級上升到mg級。蒸汽的溶解特性為壓力越高其溶解度就隨之越強，通常情況下鹽類在過熱蒸汽狀態下的溶解規律為，所處的環境壓力越強溶解的能力就越強，或者當溶解質的質量體積減少時，溶劑就會相對的增多，溶液的溶解能力也會增強。相反的，當所處的環境壓力降低時，溶液的飽和濃度將會降低，溶液中的溶解質就會不斷析出，或者溶解質的質量體積增加時，溶劑并沒有發生變化，這時溶解液濃度不會發生變化，多出的鹽類雜質也并不會溶解。鍋爐溫度壓力都在不斷地變化中，由于所處環境的起伏，先前溶解的鹽類雜質也可能在后面又被重新析出，從而就會發生設備中的某些部位慢慢發生沉淀，也就會產生金屬腐蝕的問題。所以在在超超臨界條件下，高溫高壓并不面對的全是優點，其缺點就是增加了發生沉淀的危險幾率。因此，控制好超超臨界條件下溫度和壓強的高低對化學工況至關重要。

2　超超臨界機組的化學水質控制

2.1補給水處理

在1000MW 超超臨界機組下，所有的補給水會被一次性加熱全部成為水蒸氣，而且大多是一次中間再熱直流鍋爐，理論上補給水的質量和蒸汽質量都一致。盡管對補給水進行嚴格的質量控制，但是考慮到水中存在少許的膠體、溶解質等各種雜質，導致最終補給水的質量和蒸汽質量會有稍許差異，所以除去補給水中包含的鹽類雜質是控制鍋爐水環節中的一項重要工作。鍋爐補給水作為鍋爐水獲得渠道中的重要途徑之一，必須要盡可能地把原水中的那些無法溶解的懸浮顆粒，那些從設備爐上分解出來的溶解性無機雜質、有機物和膠體硅等降低到1000MW 超超臨界機組所能承受的合理水平。有效的利用反滲透機理，可以用于高參數鍋爐補給水的處理。對于出去水中二氧化硅能夠達到相比平常水平更好的效果，有時可以達到百分之九十八的效率；對于離子交換設備的進水水質而言，有效的減少了樹脂的污染，減輕有機物對強堿陰樹脂的污染，從而使得樹脂的受用壽命大大提高；進水水質中高低不穩定的波動，也可以通過反滲透水處理系統進行根治，使得發電機的穩定運行得到了保障。沒有一成不變的措施，處理各種不同的情況時，電廠也應該根據所處的地理位置、水質情況、運行模式、燃燒所用燃料等實際因素來考慮，做到因地制宜，各取所需，以不變應萬變靈活的的策略。從而更好的達到鍋爐補給水水質中無雜質無污染的要求。

2.2凝結水處理

前置過濾器+高速混床的系統是目前國內1000MW機組電廠的主流系統，不用前置過濾器，設置1臺備用在混床。此套系統采用氫型方式運行，超臨界機組精處理出水水質純度指標的期望值為二氧化硅≤5μg /L鈉≤1μg /L，氯離子≤1μg /L，氫電導率≤0.10μs/cm，基本上可以滿足百分之八十的分離再生方式。但是假如混床以銨型方式運行時，要達到氯離子≤1μg/L，鈉≤1μg/L，就必須滿足混床中氯型陰樹脂和鈉型陽樹脂的比例降至比較低的數值，與此同時陰陽樹脂的再生水平將會是氫型方式的2倍［2］。從國內外凝結水處理經驗都可以發現高塔法明顯優于錐斗法。

3　化學加藥

3.1加藥系統概況

1000MW超超臨界機組在配制上為每臺機組設置2臺機組，1套加氨裝置，設置1套閉式循環冷卻系統加聯氨裝置，除此之外每臺機組再設置1套加氧系統。

3.2OT運行方式

不同情況需要不同的處理方法，當機組為無銅系統，選擇氧化性全會發的AVT （O）方式無疑是最好的選擇；但是當給水氫電導率小0.15μs/cm，就需要選用加氧處理OT方式了。基于我國目前1000MW超超臨界機組的加氧技術并不是非常成熟，尚還處于摸索和研究的階段，與之相關的文獻和經驗都不夠豐富，這里對超超臨界的加氧處理做以下的分析和探討。對日常使用的AVT和OT兩種加氧處理方式而言，在什么情況下可以進行轉換需要一個定量的數據來進行控制和向導。通常情況下，是把給水的氫電導率是否達到0.15μs/cm作為一個臨界值來進行參考，當大于0.15μs/cm時，采用AVT加氧處理方式，當小于0.15μs/cm時就要轉換為OT加氧處理方式來進行運行了。其中蘊含的機理是在起步階段，需要更多的需氧量來保證高溶解含氧量，具體數據為30μg/L（或者30μg/L以上），不僅可以降低水中鐵的溶解，而且可以盡快形成鈍化膜。

3.3水汽取樣系統

水汽取樣系統同樣的也是每臺設備配置一套，但是需要做的的是要嚴格的控制水汽質量，此時需要用到化學儀表來進行嚴格的數值控制，并且相應的設置控制值和報警值來應對不同情況下發生的各種事故。除了選用常規的化學檢測儀表外，徐彭城電廠三期工程還增加了測定蒸汽中含氫量的氫表，將主蒸汽的含氫量控制在2～10μg/kg 的范圍。提高取樣的代表性和樣品測量的準確性是1000MW超超臨界機組取樣系統中的一大重點。

4　結束語

目前超超臨界機組在我國處于一種探索階段，已經在建設和運行的1000MW超超臨界機組剛剛超過三十臺左右，起步晚、經驗不足、沒有成功的案列是我國所在這方面的缺陷，但是在以后的幾年中將會逐漸走向一個新的階段。充分的總結和研究國外的超超臨界機組技術，不斷提高我國超超臨界機組的運行水平，是使我國化學水處理走向世界頂尖技術的重要途徑。

［1］翁憶組，孫趙富.1000MW機組塔式鍋爐安裝標高對受熱面的影響［J］.電力建設，2012（03）.

［2］王志軍.1000MW超超臨界機組管道吊裝公司［J］.電力建設，2010（10）.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.10.032