某電廠凝結水溶氧超標的原因分析及處理

【摘 ?要】某75MW汽輪機運行一段時間后發現凝結水溶氧超標問題，通過對系統結構分析和試驗，排除次要因素，找出影響凝結水溶氧超標的關鍵因素，并進行系統改造，降低汽輪機運行時凝結水含氧量，避免熱力設備結垢，保證機組運行的安全性和經濟性，對同類型汽輪機凝結水系統研究有指導意義。

【關鍵詞】溶氧;超標;危害;改造

一 引言

某75MW汽輪機，型號為LCZ75-7.1/1.27/0.59，雙壓（帶補汽）、可調抽汽凝汽式聯合循環汽輪機，運行一段時間后發現余熱鍋爐低壓省煤器入口凝結水溶氧超標，《火力發電廠化學監督導則》中溶氧要求低于40ug/l，而機組在運行過程中，凝結水溶氧含量達到100ug/l以上。凝結水溶氧含量超標，使給水管道和蒸汽管道內壁易發生氧化，內壁氧化層變厚，降低傳熱效率，同時超標將會造成凝結水腐蝕，由此產生的腐蝕產物在汽水系統中遷移，腐蝕熱力設備，使熱力設備結垢，積鹽，嚴重影響機組安全經濟運行。本文通過結構分析排查影響溶氧超標的因素，最終找到關鍵因素并進行改造，從而讓機組安全經濟的運行。

二 凝結水溶氧超標概況

某電廠2*79MW+1*88機組為二拖一抽汽凝汽式發電機組，對外供熱量40t/h。凝結水溶氧控制方式主要采用凝汽器真空除氧及輔助蒸汽鼓泡除氧。機組供熱后，凝結水溶氧這個指標一直處于超標運行狀態。為了徹底消除溶氧超標，該廠從凝結水溶氧超標常見的原因進行分析，并針對各個原因進行查找并采取一定的措施，本文重點對該廠的查找過程及查找出溶氧超標原因后所進行的工作及效果進行了詳細闡述。

三 凝結水溶氧超標的可能原因分析

1.負壓系統嚴密性對凝結水溶氧的影響

機組真空泄漏率嚴重不合格會直接影響凝結水溶氧。機組真空嚴密性不合格時，漏入凝汽器汽側的空氣量增加，增加了凝汽器真空除氧的負擔，汽輪機排汽不能徹底除氧，造成凝結水溶氧超標。

2.凝結水系統輔助設備問題

凝結水泵入口閥門盤根不嚴、水封門水封破壞、凝結水泵盤根不嚴等均會直接影響凝結水溶氧超標。

3.凝結水補水除氧問題

化學制水系統除炭設備（真空除碳器或鼓風除碳器等）工作原理不同，導致凝結水補水中含氧量接近飽和，若化學制水水質超過100ug/L，補水方式直接補入凝氣器熱水井，沒有利用凝汽器真空除氧能力，會直接導致凝結水溶氧超標。

4.熱力系統疏水、回水問題

熱力系統疏水、回水直接回收時，若溶氧指標大于100ug/l，回水直接進入凝汽器或者疏水聯箱，沒有利用凝汽器的真空除氧能力，也會造成凝汽器溶氧超標。

5.汽輪機凝結器熱水井水位計、化學取樣門漏汽及溶氧表故障等因素造成凝結水溶氧超標。

四 凝結水溶氧超標的可能原因查找

針對以上各種原因，逐項進行檢查，排除可能因素，找到關鍵因素。

1.通過檢查凝結水溶氧取樣裝置、校驗表計、人工取樣化驗對比分析等手段，證明采樣裝置的測量結果能正確反映凝結水的水質，說明本機組凝結水水質確實存在溶解氧超標的情況。

2.為了驗證真空系統的嚴密性，通過調閱真空嚴密性試驗數據，基本維持在420KPa/min左右，真空系統存在漏入空氣的情況。該廠利用查凝汽器真空嚴密性的機會，查找影響凝結水溶氧的因素，通過壓水試驗未發現漏點，對所有與凝汽器相連的疏水、回水管道等法蘭，閥門進行氦質譜儀查漏，凝泵B排空閥門填料函處有漏點，擰緊螺栓，消除了漏點。對低壓軸封及凝汽器氦質譜儀查漏，發現低壓軸封漏氣量較大。該廠對低壓軸封和高壓軸封進行了軸封梳齒改造，真空嚴密性試驗數據為200KPa/min，改造后排除了真空系統大量漏入空氣的可能性，但是運行時的機組溶氧依舊超標。

3.為了排除凝結水入口負壓系統的管道、法蘭、放水閥、濾網及濾網透氣閥等不嚴密導致少量空氣進入凝結水系統造成溶氧超標，通過現場檢查，對可能泄露的地方進行涂抹黃油封堵，凝結水溶氧數據沒有明顯變化，排除了凝結水泵入口真空系統的不嚴密的可能性。

4.檢查機組凝結水補充水溶氧的情況。電廠的用水一般采用罐式儲存方式。本單元機組的補充水即采用罐式儲存方式。本單元機組設2臺1000m3的除鹽水箱、2臺180t/h除鹽水泵及1臺200t/h 啟動除鹽水泵。化學制水車間的除鹽水管輸送至除鹽水箱，凝汽器補水由3臺并聯的除鹽水泵向機組補水。本公司制水系統未采取真空除碳器，因此除鹽水處在氧飽和狀態，機組在正常運行時，除鹽水直接補至熱水井。一般情況下除鹽水溶氧為6～8 mg/L，溫度為20～30℃。本單元機組對外供熱蒸汽為汽輪機9級后抽汽，是可調整抽汽。額定可調整抽汽壓力為1.27 MPa，額定可調整抽汽溫度 為312 ℃，額定可調整抽汽量65 t/h，最大抽汽量130 t/h。由于凝結器本身相當于真空除氧器，加上凝汽器布置鼓泡除氧，加熱蒸汽由鼓泡蒸汽入口進入膨脹箱，進入膨脹箱的過熱蒸汽（0.35MPa ?250℃ 額定供汽量：2.5t/h）擴容后經鼓泡板向上擴散，與經鼓泡頂板上均勻下落的凝結水形成逆向流動，凝結水被加熱到接近或達到飽和溫度。從參數來看，凝結水溫度接近排氣壓力下的飽和溫度，過冷度極小，故排除凝結水溶氧高的可能性。

5.因疏水和回水回到凝汽器中會進行真空除氧和鼓泡除氧，并且經過人工化驗，該兩種水溶氧情況合格，故排除疏水和回水溶氧高的可能性。但是凝結水泵密封水是未經除氧進入凝泵，對凝結水系統和密封水進行檢查分析。

6.本廠凝結水泵為立式、筒袋式結構，三臺50%容量，其中一臺備用。凝泵本體設有推力軸承，它位于泵體與電機之間，在聯軸器下部，泵產生的軸向力由平衡鼓平衡掉95%，其余殘余軸向力由推力軸承承受，軸承冷卻水為閉式水。凝泵泵座上設有密封函體、泄壓孔、抽氣孔。泄壓孔用以將軸承腔內壓力減至最低，抽氣孔用以將泵筒體內的氣體及時排至凝汽器。泵體采用機械密封。

密封水來源有兩路：一路是凝泵啟動時所需的除鹽水，一路是啟動后的自密封水，也就是凝結水。對除鹽水溶氧進行化驗，溶氧達到2000μg/L。雖然凝泵運行過程中是用凝結水自密封，而不是除鹽水，懷疑是否有除鹽水混入其中。為了解答這個疑問，該廠安排了兩次試驗。

1、運行一臺凝泵的情況下，關閉兩臺備用凝泵的除鹽水進口閥門，發現凝結水溶氧降低。

2、運行一臺凝泵的情況下，關閉除鹽水進口總閥，發現凝結水溶氧降低到10μg/L以下。

通過上述試驗結果，分析得出在運行過程中，除鹽水混入凝結水中，導致凝結水溶氧上升。

五 凝結水溶氧超標采取的措施及效果

考慮到凝泵啟動時需要除鹽水密封，考慮到閥門頻繁操作對設備的損傷性，對自密封管道進行改造。原自密封管道規格DN12，壓力2MPa。而除鹽水管道母管DN50，壓力0.6MPa，所以，從凝泵出口母管引一路規格為DN50自密封水與除鹽水母管相接，只要其中一臺凝結水泵正常運行后，在凝結水的高壓力下，除鹽水母管上的逆止閥就會關閉，阻斷機組運行時除鹽水混入凝結水的源頭。

系統進行改造后經過一年的運行，年度運行數據顯示該機組的溶氧超標已得到根治，能維持在40ug/l以下，達到優良的水平。通過改造有效的降低了凝結水溶氧，減輕了管道及設備的腐蝕，延長了設備使用壽命，增加了機組的安全經濟性。

六 結語

通過對該電廠機組溶氧超標的可能原因進行查找，確定該電廠機組三臺凝泵自密封水混入高溶氧的除鹽水造成凝結水溶氧大幅超標。本文通過分析凝結水溶氧超標的各種原因，并針對每種可能產生的原因所進行的查找方式進行闡述;在查找到原因后所進行的設備改造及改造后取得的效果進行了重點闡述，對當今的供熱機組溶氧超標治理具有一定的借鑒作用。

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作者簡介：

雷林偉（1989-），男，浙江杭州人，助理工程師，從事發電運行管理工作（Email：leilinwei@163.com）

（作者單位：杭州華電下沙熱電有限公司）