一種燃煤機組鍋爐高壓給水微氧精準控制裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種燃煤機組鍋爐高壓給水微氧精準控制裝置，其包括順次連接的氧氣瓶組、第一減壓閥和第二減壓閥，所述第一減壓閥和第二減壓閥之間的管路由并聯(lián)的2－6個加氧支路組成；所述加氧支路上設有閥門和流量計；所述加氧支路為直徑1mm的不銹鋼管；第二減壓閥連接給水加氧點。該裝置可以降低火力發(fā)電廠燃煤機組熱力系統(tǒng)金屬材質(zhì)腐蝕和積鹽速率；大大降低過熱器、再熱器爆管風險。
【專利說明】一種燃煤機組鍋爐高壓給水微氧精準控制裝置
[0001]

【技術(shù)領域】
[0002]本實用新型屬于燃煤機組鍋爐給水處理【技術(shù)領域】，具體涉及一種燃煤機組鍋爐高壓給水微氧精準控制方法及裝置。
[0003]

【背景技術(shù)】
[0004]水汽作為火電機組熱力設備的循環(huán)工作介質(zhì)，起到了實現(xiàn)機組能量轉(zhuǎn)換的重要作用。水汽品質(zhì)和給水處理方式對熱力設備的腐蝕防護、運行壽命及安全經(jīng)濟運行意義重大。為降低燃煤機組鍋爐熱力系統(tǒng)金屬材質(zhì)腐蝕速率和熱力設備結(jié)垢、積鹽速率，避免流動加速腐蝕(Flow Accelerated Corros1n,簡稱FAC),提高機組運行的安全經(jīng)濟性,應根據(jù)機組熱力系統(tǒng)的金屬材質(zhì)、給水水質(zhì)和特點等條件選擇合適的處理方式。
[0005]DL/T 805.4-2004《火電廠汽水化學導則第4部分:鍋爐給水處理》給出了鍋爐給水處理的三種方式，分別為:
[0006]I)還原性全揮發(fā)處理[AVT(R)]:鍋爐凝結(jié)水、給水加氨和除氧劑的還原性處理方式。AVT(R)處理方式適合于水質(zhì)條件較差時的基建期階段。在還原性條件下，熱力系統(tǒng)金屬表面形成了雙層Fe3O4氧化膜，由致密的Fe3O4內(nèi)伸層和多孔、疏松的Fe3O4外延層構(gòu)成，不耐沖擊，給水系統(tǒng)局部容易發(fā)生FAC，沉積物沖至下游省煤器、水冷壁等處。隨著機組水質(zhì)條件的好轉(zhuǎn)，AVT(R)處理方式對熱力系統(tǒng)的腐蝕防護效果較差，普遍存在熱力系統(tǒng)沉積率高、積鹽率聞等問題。
[0007]2)氧化性全揮發(fā)處理[AVT(O)]:鍋爐凝結(jié)水、給水只加氨的處理方式，屬于氧化性處理方法。但在實際應用中，往往受制于機組自身溶氧量不足等條件限制，導致實施效果不佳。
[0008]3)加氧處理(OT):鍋爐凝結(jié)水、給水加氧的處理方式。OT的基本原理是全系統(tǒng)加氧，包括水冷壁、蒸汽和疏水系統(tǒng)。標準DL/T 805.1-2011《火電廠汽水化學導則第I部分:鍋爐給水加氧處理導則》中對溶解氧范圍的規(guī)定寬泛，要求控制高壓給水溶解氧在30 -150 μ g/L，控制主蒸汽溶解氧> 10μ g/L。實際操作中，可能會加速過熱器、再熱器氧化皮生長、剝落，增加爆管風險。目前采用加氧處理工藝的直流爐，確實有過熱器、再熱器氧化皮脫落、機組爆管情況的存在。
[0009]如圖1所述，鍋爐給水分為低壓給水和高壓給水。從凝結(jié)水泵1、精處理混床2、低壓加熱器3至除氧器4的給水稱為低壓給水，從給水泵5、高壓加熱器6至省煤器7的給水稱為高壓給水。無論采用哪種給水處理方式，水和蒸汽對熱力系統(tǒng)的金屬材料都會有腐蝕作用。實踐表明，采用還原性處理方式，超(超)臨界機組的高壓給水段在高溫、高壓條件下，是產(chǎn)生FAC的主要部位之一。疏松的鐵氧化物腐蝕產(chǎn)物遷移至省煤器、水冷壁等后續(xù)系統(tǒng)，隨蒸汽沉積至汽輪機葉片，造成熱力系統(tǒng)高沉積率和高積鹽率。給水氧化性處理方式通過加入氧化劑(一般是氧氣)使熱力系統(tǒng)金屬沉積層表面轉(zhuǎn)化成為穩(wěn)定的Fe2O3,同時堵塞Fe3O4膜層微孔，使防護層更加致密，可以有效防范FAC的發(fā)生，具有良好的腐蝕防護效果，是目前火力發(fā)電廠超(超)臨界燃煤機組鍋爐給水處理方式的發(fā)展趨勢。但同時氧化性處理方式也存在一定的弊端:蒸汽中過高的溶解氧對加速過熱器、再熱器氧化皮的生長、剝落確有影響。
[0010]發(fā)電企業(yè)一方面要追求熱力系統(tǒng)良好的腐蝕防護效果，提高機組運行的經(jīng)濟性和安全性；另一方面要降低由于過熱器、再熱器氧化皮生長、剝落造成的爆管風險，因此，亟待尋找安全有效的高壓給水微氧精準控制方法和裝置。
[0011]實用新型內(nèi)容
[0012]本實用新型目的在于提供一種燃煤機組鍋爐高壓給水微氧精準控制裝置，其能降低火力發(fā)電廠燃煤機組熱力系統(tǒng)腐蝕速率和積鹽速率；避免由于過量溶氧進入蒸汽，過熱器、再熱器氧化皮生長加速、剝落造成的爆管問題。
[0013]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0014]一種燃煤機組鍋爐高壓給水微氧精準控制方法，具體為:在給水加氧之前，停加聯(lián)氨，關(guān)閉除氧器排汽門，控制熱力系統(tǒng)氫導值小于0.15ys/cm，其中，轉(zhuǎn)化前期控制除氧器出口溶氧量范圍為30 — 50 μ g/L ;轉(zhuǎn)化中期控制除氧器出口溶氧量范圍為10 — 30 μ g/L ；轉(zhuǎn)化后期控制省煤器入口溶氧量范圍為10 - 20 μ g/L。當省煤器入口溶氧表示數(shù)小于除氧器出口溶氧表示數(shù)的60%時，計為轉(zhuǎn)化前期；當省煤器入口溶氧表示數(shù)為除氧器出口溶氧表示數(shù)的60 — 70%時，計為轉(zhuǎn)化中期；當省煤器入口溶氧表示數(shù)大于除氧器出口溶氧表示數(shù)的70%時，計為轉(zhuǎn)化后期。加氧點可選在除氧器出口在線溶氧表之前。
[0015]本實用新型所述高壓給水微氧控制方法，在除氧器下降管的汽動給水泵入口前加入溶解氧，具體位置在除氧器出口溶氧表取樣點之前。在不同的轉(zhuǎn)化階段，通過監(jiān)測除氧器出口溶解氧和省煤器入口溶解氧數(shù)值，控制給水加氧量。在加氧之前，停加聯(lián)氨，關(guān)閉除氧器排汽門，控制熱力系統(tǒng)氫導值小于0.15 μ s/cm，確保精處理氫型運行，凝汽器嚴密性良好，溶解氧在線儀表示數(shù)準確，即可實施給水加氧處理。
[0016]本實用新型所述高壓給水微氧控制方法，在轉(zhuǎn)化前期，控制除氧器出口溶氧量范圍在30 - 50 μ g/L之間，用以重點氧化除氧器出口至省煤器入口的高壓給水段(高壓加熱器)，將金屬沉積層表面疏松的Fe3O4氧化為致密的Fe2O3,形成致密防護層，此時耗氧量較大，省煤器入口溶氧基本無變化。在轉(zhuǎn)化中期，隨著高壓給水段金屬表面致密Fe2O3的不斷形成，消耗氧量逐漸減少，此時省煤器入口溶氧量呈現(xiàn)明顯的上升趨勢。因此，適當降低加氧量，繼續(xù)控制除氧器出口溶氧量范圍在10 - 30 μ g/L之間。當省煤器入口溶氧表示數(shù)大于除氧器出口溶氧表示數(shù)的70%時，進入轉(zhuǎn)化后期。此時，高壓給水段金屬表面致密Fe2O3基本形成，只需維持整個系統(tǒng)鐵氧化物的局部修復和氧化環(huán)境，消耗氧氣量減少，控制省煤器入口溶氧量在10 — 20 μ g/L。
[0017]一種燃煤機組鍋爐高壓給水微氧精準控制裝置，其包括順次連接的氧氣瓶組、第一減壓閥和第二減壓閥，所述第一減壓閥和第二減壓閥之間的管路由并聯(lián)的2 - 6個加氧支路組成；所述加氧支路上設有閥門和流量計；所述加氧支路為直徑Imm的不銹鋼管;第二減壓閥連接給水加氧點。
[0018]本實用新型所述給水加氧精確控制裝置，將原來由標準DL/T 805.1-2011中規(guī)定的內(nèi)徑為5 — 7mm的氧氣輸送管路，更換為采用2 — 6個并聯(lián)的加氧支路來控制氧氣輸送并將其送至水加氧點，加氧支路采用有效直徑為Imm的不銹鋼管，每個支管承壓均大于2MPa。這樣，可以達到有效、精準地控制給水加氧量的目的，以實現(xiàn)高壓給水系統(tǒng)鐵氧化物的充分轉(zhuǎn)化、加入氧氣在鍋爐省煤器和水冷壁即消耗殆盡，不進入蒸汽系統(tǒng)，降低了沉積率以及過熱器、再熱器氧化皮生長加速、剝落和爆管的風險。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點和有益效果在于:
[0020]I)本實用新型給水加氧方法通過有效、精準控制高壓給水系統(tǒng)微量溶解氧，使溶解氧在省煤器或水冷壁階段消耗殆盡，不進入蒸汽系統(tǒng)，既解決了高壓給水系統(tǒng)的FAC問題，降低了熱力系統(tǒng)沉積率和積鹽率，又避免了氧化皮生產(chǎn)過快、剝落、局部堵塞、爆管的問題。
[0021]2)本實用新型給水加氧方法提出了轉(zhuǎn)化過程的三個階段，并明確了三個階段的溶氧控制指標和轉(zhuǎn)化過程節(jié)點，操作方便、風險小。
[0022]3)本實用新型微氧控制裝置通過設計并聯(lián)的小流量支路這種簡單的物理方式來控制加氧量，有效避免了由于人為誤操作等原因?qū)е逻^量氧氣進入蒸汽。
[0023]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為現(xiàn)有燃煤機組鍋爐高壓給水系統(tǒng)的示意簡圖；圖中I為凝結(jié)水泵；2為精處理混床；3為低壓加熱器(分別包括#8、#7、#6、#5低壓加熱器)；4為除氧器；5為給水泵；6為高壓加熱器(分別包括#3、#2、#1高壓加熱器)；7為省煤器；
[0025]圖2為本實用新型所述高壓給水微氧精準控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖中8為氧氣瓶組；9為第一減壓閥；10為閥門；11為流量計；12為第二減壓閥。
[0026]

【具體實施方式】
[0027]現(xiàn)結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明，但本實用新型的保護范圍不限于此。
[0028]實施例1
[0029]如圖2所示，一種燃煤機組鍋爐高壓給水微氧精準控制裝置，其包括順次連接的氧氣瓶組8、第一減壓閥9和第二減壓閥12，所述第一減壓閥9和第二減壓閥12之間的管路由并聯(lián)的5個加氧支路組成；所述加氧支路上設有閥門10和流量計11 ;所述加氧支路為有效直徑為Imm的不銹鋼管。第二減壓閥12連接給水加氧點。所述氧氣瓶組8為若干個氧氣瓶。
[0030]一種燃煤機組鍋爐高壓給水微氧精準控制方法，具體為:在給水加氧之前，停加聯(lián)氨，關(guān)閉除氧器排汽門，控制熱力系統(tǒng)氫導值小于0.15ys/cm，其中，轉(zhuǎn)化前期控制除氧器出口溶氧量范圍為30 — 40 μ g/L ;轉(zhuǎn)化中期控制除氧器出口溶氧量范圍為15 — 30 μ g/L ；轉(zhuǎn)化后期控制省煤器入口溶氧量范圍為10 - 15 μ g/L ;當省煤器入口溶氧表示數(shù)小于除氧器出口溶氧表示數(shù)的70%時，計為轉(zhuǎn)化前期；當省煤器入口溶氧表示數(shù)為除氧器出口溶氧表示數(shù)的70%時，計為轉(zhuǎn)化中期；當省煤器入口溶氧表示數(shù)大于除氧器出口溶氧表示數(shù)的70%時,計為轉(zhuǎn)化后期。
[0031]應用實例
[0032]以河南某600麗機組為例，該電廠自基建期起，給水采用AVT(R)處理方式。運行三年，給水泵壓力增加約1.6MPa。機組大修檢查，發(fā)現(xiàn)水冷壁、省煤器、汽輪機葉片沉積率較高。為降低沉積率，提高機組運行的安全性和經(jīng)濟性，在對機組實施化學清洗后，該機組給水實施加氧處理。
[0033]實施條件:(I)該機組凝汽器嚴密性良好，凝結(jié)水溶解氧約5 — 8 μ g/L ;(2 )熱力系統(tǒng)氫導值在0.06 - 0.07 μ s/cm ；(3)精處理氫型運行；(4)對凝結(jié)水、除氧器入口、除氧器出口、省煤器入口、主蒸汽的化學在線溶氧表進行校準；(5)停加聯(lián)氨，關(guān)閉除氧器排汽門。
[0034]實施過程如下:
[0035]加氧位置:在除氧器出口在線溶氧表取樣點之前。轉(zhuǎn)化初期，除氧器出口溶氧量控制范圍為30 - 40 μ g/L ;轉(zhuǎn)化中期，省煤器入口溶氧量呈現(xiàn)出明顯的上升趨勢。繼續(xù)維持除氧器出口溶氧量15 — 30 μ g/L的范圍。當省煤器入口溶氧表示數(shù)為除氧器出口溶氧表示數(shù)的70%后。進入轉(zhuǎn)化后期，調(diào)整高壓給水的加氧量，控制省煤器入口溶氧量為10 —15 μ g/L。
[0036]在實施過程中，監(jiān)測省煤器入口鐵的變化情況和主蒸汽溶解氧的變化。
[0037]實施效果:
[0038]I)省煤器入口鐵含量。
[0039]轉(zhuǎn)化期間，對該機組水汽運行參數(shù)的連續(xù)跟蹤分析和給水含鐵量連續(xù)高頻次的測定；結(jié)果顯示，鐵已經(jīng)基本穩(wěn)定在標準GB/T 12145-2008中要求的期望值3 μ g/L以下，小于3μ g/L的數(shù)據(jù)比例占據(jù)75%。
[0040]2)割管情況
[0041]根據(jù)一年后機組管樣檢查結(jié)果，省煤器表面呈棕紅色，是典型的Fe2O3表面顏色，垢層致密，無分層，和AVT (R)處理方式下的省煤器管樣表面沉積物明顯分為兩層形成鮮明的對比。
[0042]機組水冷壁、省煤器結(jié)垢評價由三類降低至一類。
[0043]3)給水泵壓力變化情況
[0044]在相同參數(shù)條件下，運行2年時間，給水泵壓力變化為0.25MPa，熱力系統(tǒng)阻力增加較緩慢。
[0045]4)主蒸汽溶氧變化情況
[0046]長期跟蹤主蒸汽化學在線溶氧表的示數(shù)，發(fā)現(xiàn)其未有較大波動。
[0047]從上述各情況來看:采用本實用新型高壓給水氧化處理方法的實施效果良好，機組沉積物降低，蒸汽溶氧無明顯變化。
【權(quán)利要求】
1.一種燃煤機組鍋爐高壓給水微氧精準控制裝置，其特征在于，包括順次連接的氧氣瓶組、第一減壓閥和第二減壓閥，所述第一減壓閥和第二減壓閥之間的管路由并聯(lián)的2 - 6個加氧支路組成；所述加氧支路上設有閥門和流量計；所述加氧支路為直徑Imm的不銹鋼管；第二減壓閥連接給水加氧點。
【文檔編號】C23F15/00GK204138408SQ201420614868
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月23日
【發(fā)明者】張小霓, 吳文龍, 王鋒濤, 常亮, 赫樹開, 何濤, 屈志明, 寧帥官 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)河南省電力公司電力科學研究院, 河南恩湃高科集團有限公司, 河南省日立信股份有限公司