光熱機組的日常停機保護技術的研究及應用

吳紅梅 王兆輝 張成亮 喬廣文

摘 ?要：光熱電站項目作為新型清潔能源項目，具有燃煤、燃油、燃氣電站所不具備的優(yōu)勢，它可以極大地節(jié)約資源，保護環(huán)境。槽式光熱電站利用導熱油作為傳熱介質，槽式反射鏡加熱導熱油后，熱量由導熱油分別傳遞給熔鹽和水。儲熱系統(tǒng)設計為雙罐熔鹽儲熱，其容量可以保證在沒有陽光的情況下汽輪機至少7h的持續(xù)發(fā)電，該文針對光熱機組在每天夜間停運的情況下，如何保證次日正常啟動，減少夜間停機對機組正常運行的影響，提出了相應的解決措施。

關鍵詞：腐蝕 HTF（導熱油） pH ?電導率 ?控制

中圖分類號：TM91 ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）12（b）-0036-02

槽式光熱電站采用HTF導熱油作為傳熱介質，白天導熱油將槽式反射鏡收集到的熱量傳到蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，SGS產生用于汽輪機發(fā)電的蒸汽。同時HTF系統(tǒng)將部分能量儲存在熔鹽儲熱系中，以備在沒有太陽時持續(xù)發(fā)電。夜間，鏡場停止工作，儲熱區(qū)熔鹽加熱導熱油，導熱油再傳遞熱量到蒸汽發(fā)生器。努奧二期儲熱系統(tǒng)設計為雙罐熔鹽儲熱，其容量可以保證在沒有陽光的情況下汽輪機至少7h持續(xù)發(fā)電，不足以持續(xù)到次日。因此，機組每天均需啟停一次。

機組采取直接空冷模式，空冷島材質主要為碳鋼。除鹽水補水管道為碳鋼。

1 ?現場情況描述

努奧二期CSP電站2018年初試運，給水pH控制值為8.8～9.3;爐水pH控制值為9～10;爐水鐵控制值為400μg/L。通過觀察，試運以來，每次啟動前沖洗，均會占用大量沖洗時間，平均每次沖洗時間約為2h，尤其當系統(tǒng)存在泄漏時，沖洗時間會延長至3h甚至更長（具體數據見下表）。如何縮短沖洗時間，延長設備日利用小時數成為當前迫切需要解決的問題。

在研究改進的過程中，2018年8月21日上午9∶00，機組在汽機沖轉前準備過程中，發(fā)現再熱器氫電導由最初0.85μs/cm呈現不斷惡化上漲的趨勢，9∶10氫電導上升至1.05μs/cm，隨即“凝結水、給水、爐水、主蒸汽及再熱蒸汽”的汽水品質都在不斷惡化，超過機組允許啟動的汽水品質參數，汽輪機停止啟動。隨后過程中，爐水pH最低降至6.1。

經檢查確認B側再熱器導熱油漏入熱力系統(tǒng)設備。經過對凝補水箱、ACC疏水箱、除氧器及爐水進行了4d的換水工作，同時加強爐水排污，8月29日上午12點44分，機組汽水品質指標全部達到合格值，汽輪機啟動，并網。

光熱電站通過熱態(tài)導熱油與除鹽水換熱，產生蒸汽。通過對補給水水質變化、冷凝回收水質變化、除鹽水系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)油污染4個方面進行系統(tǒng)分析，最終查出原因是再熱交換器導熱油泄露，造成爐水pH急劇下滑。

在Fe-H2O體系中，pH值的變化對金屬表面保護性氧化層的變化具有非常重要的影響作用，pH減小，Fe3O4被還原成Fe2+，pH增大，Fe3O4縮合成致密完整的氧化層保護膜，降低鐵的腐蝕速率，形成鈍化。這是給水加氨調控pH的理論依據。pH=9.0～9.5，隨pH增大，腐蝕速率急劇減小，pH大于9.5之后，腐蝕速率趨于穩(wěn)定。因此給水、爐水pH適當調高，有利于短時間停運后再啟動的給水、爐水系統(tǒng)的腐蝕減輕。另外根據鍋爐堿洗工作原理，堿可以與水中的油類物質發(fā)生反應，生成可溶于水的脂類物質，隨沖洗水排污排掉，所以，pH提高對于漏入的油類物質去除也將起到效果。

針對此情況，暫時調高pH控制值標準，并對過程進行跟蹤化驗，以確定使用效果。

2 ?過程跟進及具體實施方法

為了提高熱力系統(tǒng)的汽水品質，縮短機組啟動前沖洗時間，保證機組經濟效益，進行如下處理。

運行時水、汽監(jiān)督標準參照《火力發(fā)電機組及蒸汽動力設備水汽質量》（GBT 12145-2016）執(zhí)行;停機前30min，爐水磷酸根上限控制按10mg/L控制執(zhí)行。爐水pH控制10.5上限;給水pH控制9.6上限，確保停機后系統(tǒng)內的pH，以減少下次啟動前的沖洗及循環(huán)時間;系統(tǒng)啟動后，磷酸根、爐水、給水PH逐步恢復運行控制標準。

3 ?處理結果及結論

經過提高pH控制標準，在SGS漏點存在輕微泄漏未處理情況下，每天系統(tǒng)沖洗僅半小時左右，就可達到系統(tǒng)啟動條件，升溫升壓后汽、水品質符合系統(tǒng)要求。經過系統(tǒng)可靠性運行期間驗證，汽、水品質穩(wěn)定系統(tǒng)沖洗時間基本上都在半小時左右，縮短到原啟動時間的1/3，大大節(jié)約了啟動前沖洗時間。

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