某電廠1000MW超超臨界機組水汽系統(tǒng)氫電導率異常原因分析

王華陽 姚喜亮 王 峰 姬定西 付 剛 毛廣云

（1. 國能神福（石獅）發(fā)電有限公司，福建 泉州 362712；2. 西安熱工研究院有限公司，陜西 西安 710054）

0 引言

近些年來全保護加氧處理技術在國內(nèi)外火力發(fā)電機組中得到了廣泛的應用，加氧處理技術可以極大地抑制熱力系統(tǒng)的腐蝕，降低水汽系統(tǒng)的鐵含量，在保障機組安全運行的同時，提高機組運行的經(jīng)濟性[1,2]。根據(jù)DL/T 805.1-2021《鍋爐給水加氧處理導則》的要求，在給水加氧處理過程中，必須保證熱力循環(huán)系統(tǒng)的水汽質量，水汽氫電導率是水汽質量監(jiān)督中的重中之重[3]。當水汽系統(tǒng)中氫電導率發(fā)生異常時，水汽中的雜質離子增多，導致水汽質量變差，不可避免地會增加機組熱力系統(tǒng)腐蝕、結垢、積鹽的風險[4]。引起水汽氫電導率異常的原因通常有兩個方面:一是外部雜質進入熱力循環(huán)系統(tǒng)；二是在線氫電導率表的準確性和可靠性不足，不能準確反映水汽中陰離子的含量[5,6]。通過儀表比對校準，運行日志查詢，污染物來源等查定方式來排查引起氫電導率異常的原因，從而有效解決機組水汽質量異常問題。

1 水汽氫電導率異常的現(xiàn)象

某電廠3號機組為1000MW超超臨界燃煤發(fā)電機組，于2017年6月30日通過168h試運行并投產(chǎn)運營，于2022年11月30日完成鍋爐化學清洗，清洗范圍包括省煤器、水冷壁、分離器、儲水箱、聯(lián)箱及相關管道。機組于2023年2月19日由氧化性全揮發(fā)處理（AVT（O））工況轉為加氧處理（OT）工況，凝結水精處理系統(tǒng)采取氫型運行方式（氫電導率＞0.1μS/cm退出）。

2023年3月7日15:41機組OT工況運行時，水汽系統(tǒng)除氧器入口、省煤器入口、主蒸汽、再熱蒸汽、凝結水泵出口氫電導率開始爬升，2023年3月7日15:50省煤器入口氫電導率大于0.15μS/cm，如圖1所示，隨即觸發(fā)加氧設備連鎖裝置，自動停止加氧，如圖2所示。為了保障機組運行的安全性，立即采取加氧退出措施，提高精處理混床出口母管加藥點的加氨量，給水pH由9.0提高至9.4，將機組化學水工況由OT轉為AVT（O）運行；將加氧裝置由自動狀態(tài)切換至手動狀態(tài)，關閉就地加氧點一、二次門，停止加氧。盡管采取上述措施，除氧器入口溶解氧仍大于200μg/L，如圖2所示，經(jīng)查2023年3月7日15:45開始前置過濾器反洗，導致除氧器入口溶解氧維持在較高水平，反洗結束后，除氧器入口溶解氧逐步降低。

圖1 水汽系統(tǒng)氫電導率異常升高

2 原因分析與排查

2.1 水汽系統(tǒng)在線氫電導率表的排查

在機組正常運行過程中，水汽指標異常最常見的原因為在線儀表異常。2023年3月7日16:30使用可移動式標準氫電導率表校驗裝置對3號機組水汽系統(tǒng)各取樣點的在線化學儀表進行校驗，儀表比對結果如表2所示。依據(jù)DL/T 677-2018標準要求，電導率表整機工作誤差在10%內(nèi)，從表1比對結果來看，在線儀表均工作正常，水汽系統(tǒng)氫電導率存在異常升高現(xiàn)象。

表1 水汽系統(tǒng)在線氫電導率表與標準氫電導率表比對結果

表2 精處理系統(tǒng)在線氫電導率表與標準氫電導率表比對結果

2.2 加藥系統(tǒng)排查

加藥系統(tǒng)中使用受到污染的藥劑會引起水汽系統(tǒng)氫電導率異常。3號機組OT工況下采用精處理混床出口母管一點加氨。2023年3月7日16:50通過DCS系統(tǒng)查看加藥系統(tǒng)#1、#2氨溶液箱液位歷史曲線，如圖3所示。從圖中可以看出，水汽系統(tǒng)氫電導率升高前后加氨溶液箱液位曲線平穩(wěn)，并未新配氨水，因此與水汽系統(tǒng)氫電導異常無關，排除加氨系統(tǒng)異常。

圖3 加藥系統(tǒng)#1、#2氨溶液箱液位歷史曲線

2.3 精處理系統(tǒng)排查

精處理系統(tǒng)運行異常，會導致水汽質量劣化，引起氫電導率升高。2023年3月7日17:10使用可移動式標準氫電導率表校驗裝置對3號機組精處理混床各取樣點的在線化學儀表進行校驗，儀表比對結果如表2所示。結果表明，精處理混床在線儀表工作均正常，其中#1混床處于氫型運行狀態(tài)，出水水質良好，未失效，#3混床處于失效狀態(tài)，未及時退出。

為此，通過DCS系統(tǒng)查看了#3混床失效過程歷史曲線，如圖4所示。從圖中可以看出2023年3月7日15:00，#3混床氫電導率為0.085μS/cm，即將失效，15:50，#3混床氫電導率突變至0.2μS/cm以上，可能是機組運行過程中執(zhí)行了某項不當操作導致水汽系統(tǒng)中的雜質離子含量飆升，瞬間將#3混床擊穿，引起水汽系統(tǒng)氫電導率異常，造成加氧設備自行退出。

圖4 #3混床失效過程歷史曲線

2.4 機組運行日志排查

通過與機組集控運行和化學運行人員溝通確認，機組水汽系統(tǒng)氫電導率異常升高之前，化驗室對低溫省煤器水樣進行了檢測分析，分析結果如表3所示。水質滿足GB/T 12145-2016《火力發(fā)電機組及蒸汽動力設備水汽質量》標準要求后，于2023年3月7日15:38投運低溫省煤器系統(tǒng)，通過DCS系統(tǒng)查看低溫省煤器出口母管流量曲線，如圖5所示。由表3和圖5分析可知，低溫省煤器的投運初期水樣中的鐵含量較高，氫電導率偏大，較差的水汽質量導致即將失效的#3混床被瞬間擊穿，從而引起機組水汽系統(tǒng)氫電導率異常升高。

表3 低溫省煤器投運參考標準和實測值

圖5 低溫省煤器出口母管流量曲線

3 結語

（1）水汽系統(tǒng)、精處理系統(tǒng)在線氫電導率儀表均正常工作；

（2）加藥系統(tǒng)狀態(tài)良好，藥液未受到污染，不會引起水汽系統(tǒng)氫電導率異常；

（3）低溫省煤器投運后，由于初期投運水質較差，導致即將失效的#3混床被瞬間擊穿，精處理系統(tǒng)失去部分交換雜質離子的能力，造成雜質離子逃逸，引起水汽系統(tǒng)氫電導率異常升高。