600MW空冷機組凝結水溶氧超標解決辦法

石景開

摘 要：在大型火電機組中，凝結水溶解氧量是表征凝結水水質的重要指標之一，直接影響機組的經濟性和安全性。凝結水溶氧超標的危害凝結水溶氧超標，必然會帶入超量的二氧化碳，不僅造成凝結水系統氧化腐蝕，還存在酸腐蝕，降低凝結水系統設備的使用壽命。影響鍋爐安全運行。本文從不同方面分析并找到了解決辦法。

關鍵詞：排汽過冷度;凝結水溶氧;溶氧超標;措施

岱海電廠二期機組為兩臺國產600MW亞臨界空冷燃煤機組。其中的四號機組在正常運行中經常發生凝結水溶氧超標的問題，凝結水溶解氧量是表征凝結水水質的重要指標之一，直接影響機組的經濟性和安全性。目前國內還沒有針對空冷機組凝結水溶解氧量的指標，暫時只能沿用濕冷機組的控制值。根據電力技術監督有關規定：超高壓發電機組，凝結水溶氧量小于或等于40ug/L，亞臨界發電機組凝結水溶氧量小于或等于30 ug/L。

凝結水溶氧超標的危害凝結水溶氧超標，必然會帶入超量的二氧化碳，不僅造成凝結水系統氧化腐蝕，還存在酸腐蝕，降低凝結水系統設備的使用壽命;另外.還會因鍋爐給水鐵含量偏高。造成鍋爐受熱面加速結垢，降低鍋爐效率。影響鍋爐安全運行;同時由于蒸汽中的鐵含量偏高，加快汽輪機葉片的結垢速度，降低汽輪機的運行效率;所有不凝結氣體在換熱設備中還會使熱阻增加，使傳熱效果惡化，從而導致機組熱經濟性下降。

凝結水溶氧的機理：

凝結水溶氧的物理機理與熱力溶氧原理一樣，都遵循氣體的溶解定律，即單位體積水中溶解的氣體量與水表面的該氣體分壓力成正比。

由于運行中機組真空系統不嚴密，或補充水密閉系統不合格，讓空氣漏入排氣裝置中而進入凝結水中，使排氣裝置內的壓力P變成了蒸汽和空氣混合物的總壓力。根據道爾頓定律，總壓力為構成混合物各氣體分壓力之和，這種混合氣體中空氣成分越多，空氣分壓力就越高，凝結水的含氧量也就越多。氧氣在不同壓力和溫度下的溶解度曲線見圖1 （氧在不同壓力和溫度下的溶解度曲線）。如果能將氣體從水面上清除掉，則該氣體就可以從水中清除出來。氣體從水中分離出來的過程又可分為兩個階段：第一階段是氣體以微小氣泡的形式自水中溢出來的機械分離，只要水溫達到其所處壓力對應的飽和溫度即可實現;第二階段為強迫擴散除氧階段，即除去凝結水中所溶解的氧。使凝結水含氧量達到標準。

從圖1 可以看出，在一定壓力下，水的溫度越高，氣體的溶解度越小，當加熱到沸點時，氣體將會全部從水中析出。排氣裝置在真空下工作，主要按此原理將凝結水及補水加熱到低壓缸排汽壓力下的飽和溫度，使溶解于水中的的氧持續地析出，并及時被抽走。

一、原因分析：

1、存在真空泄漏點。凝結水溶氧偏高的原因歸結于空氣的進入，外界空氣漏入汽水系統后，因汽水循環最終會留在系統中或進入凝汽器，伴隨空氣的進入，凝汽器中空氣分子的分壓力增大，空氣在水總的溶解度增大，凝結水中溶解氧量增加，漏入的空氣越多，凝結水溶氧量越大，所以先從系統漏真空查起。直接空冷機組真空嚴密性在200Pa/min以內為合格，在100Pa/min以內為優良。機組每次做真空嚴密性實驗后，實驗數據都在200Pa/min以上，系統存在漏真空的情況。

2、空冷凝結水與排汽過冷度的影響。空冷機組通過很長的排汽管道將排汽最終分配到布置在室外40m平臺上的翅片管里，蒸汽在流動過程中存在壓損，從而造成凝結水過冷;空冷凝汽器管束比較復雜，加工工藝要求很高，龐大的真空系統在安裝焊接過程中難免存在漏點，真空系統閥門也無法保證其密封性能，這樣就導致了空氣很容易直接溶解在過冷的凝結水里。

3、排氣裝置內部結構設計不合理。汽輪機排汽通過空冷凝汽器進行換熱后冷凝成水，匯集到母管，再由各分管至排汽裝置。如果凝結水大量從溢流管直接回收至排汽裝置，而沒有經過噴嘴得到充分擴散、霧化而增加除氧效果，就會使得溶解在凝結水中的氧氣不能從中溢出，造成凝結水溶氧居高不下。空冷島的凝結水通過下圖中2所在的位置進入排汽裝置，再通過噴口2噴出，最后通過低壓缸排汽加熱對空冷島的凝結水進行除氧。由于空冷島的凝結水接入口3所在的為距排汽裝置底部為1750mm，當排汽裝置液位高于1750mm時，噴口被淹，排汽裝置的除氧能力將會大打折扣。從近期運行情況來看，當排汽裝置液位高于1750mm時，上凝結水溶氧會逐漸升;當排汽裝置液位低于1730mm時，凝結水溶氧會逐漸下降。

4、凝結水回收管設計不合理。空冷凝結水與排汽過冷度的影響排氣裝置補水由上圖所示3位置接入排氣裝置，未經過霧化直接進入排氣裝置水側。

5、改進補水噴頭，改直接補水為噴淋補水，采用凝汽器噴淋補水的方式，除鹽水在進入凝汽器后以散霧狀噴入，此方法有利于除鹽水中的氧氣直接從水中分離出來，連帶凝汽器內其他不凝結氣體一起被真空泵抽走排到大氣中。

二、解決凝結水溶氧超標措施

1、凝補水溶氧的影響。改造補水點，改進補水方式，將凝補水管延長至排汽裝置汽側，利用乏汽除氧。

2、凝結水回收管設計不合理。改造凝結水回水位置，將空冷凝結水回水管系調整到排汽裝置殼體的上部，這樣可以讓汽輪機排汽直接對回熱水進行加熱，增加了換熱強度。

3、排汽裝置內部結構設計不合理。對凝補水進行霧化，將凝補水管增加噴頭。

4、改進補水方式，將凝補水管延長至排汽裝置汽側，利用乏汽除氧。

5、將空冷凝結水回水管系調整到排汽裝置殼體的上部，這樣可以讓汽輪機排汽直接對回熱水進行加熱，增加了換熱強度。

三、結論

凝結水溶氧超標是鍋爐受熱面發生電化學腐蝕的催化劑，他會對整個汽水循環系統造成腐蝕，降低回熱設備的換熱效率，縮短設備的壽命，影響機組真空，使機組不能安全穩定運行。通過仔細分析凝結水溶氧超標的原因及措施的制定，岱海發電有限責任公司對三號機組進行了綜合改造。三號機組的溶氧成功控制在了10μg/L以內，有效地減少了凝結水系統氧化腐蝕，增加了凝結水系統設備的使用壽命。下一步將利用四號機小修時間對四號機的排汽裝置內部進行改造，使四號機組的溶氧也同樣控制在合格范圍之內。