陡河发电厂位于唐山市开平区, 隶属于中国大唐集团公司大唐国际发电股份有限公司, 始建于1973年, 原有8台燃煤发电机组, 总装机容量为155万千瓦。2008年12月31日, 该厂积极响应国家“上大压小”政策, 关停了一期两台12.5万千瓦日立发电机组。目前, 在役机组6台, 总容量1300 MW, 员工总数2800人左右, 是京津唐电网的主力发电厂。
陡河发电厂#7机组是由哈尔滨汽轮机厂生产的N200-130/535/535型机组, 1986年11月投产。该机组配置用三壳体表面式N-11680型凝汽器。2004年2月5日至4月18日, #7机组大修。由于大修前甲、乙、丙凝结器铜管经常出现泄漏, 造成凝结水硬度经常超标, 本次检修对凝结器进行了改造, 将原凝结器铜管改用不锈钢管 (本厂其它机组的凝结器均为铜管) 。大修后, 凝结水水质得到明显改善。但是, 由于钢管的导热系数λ基本在10~30 W/ (m·℃) 范围, 而铜管导热系数λ=379.14 W/ (m·℃) , 同时循环水为开式冷却水, 造成#7机凝结器在运行一段时间后, 凝结器钢管内壁结垢, 机组真空较其它同类型机组偏低, 严重影响了机组的经济运行。
2010年以来, #7机组真空泄漏率经常不合格。随着时间推移, 凝结器钢管结垢越来越厚, 在气温升高的情况下, #7机真空数值持续下降, 2011年8月31日最低至88.6 kPa, 低于本厂同类型机组4 kPa左右, 接近机组真空低报警值86 kPa, 以至于运行人员暂时放弃做机组真空严密性试验。
分析#7机真空泄漏率不合格的原因, 一方面是真空系统确实存在不严密的地方, 需要查找、封堵;另一方面是因为凝结器钢管导热能力差, 尤其是严重结垢后, 蒸汽凝结速度慢, 导致试验时间内机组真空下降速度快。因此, #7机凝结器结垢造成真空低不仅影响了机组的经济运行, 对机组的安全运行也构成了威胁。为了保证机组真空严密性试验合格, 一个重要的前提就是提高凝结器钢管换热能力, 减少结垢量。
(1) 机组大小修中进行凝结器高压水冲洗。 (2) 机组运行中进行高压水冲洗: (1) 第一次运行中水冲洗, 2006年10月19日至30日, 有一定效果。 (2) 第二次运行中水冲洗, 2007年6月18日至6月30日, 效果不明显。 (3) 第三次运行中水冲洗, 2011年6月24日至7月4日, 冲洗前后真空没变化, 效果不明显。 (3) 正常运行中定期投入金刚砂胶球冲洗。1.4问题分析及对策
(1) 实践表明:机组运行中高压水冲洗效果不好;利用停机检修的机会进行凝结器高压水冲洗初期有一定效果, 但随着结垢量的增加, 凝结器高压水冲洗的效果越来越差。 (2) 机组运行中保持胶球泵的良好运行, 定期投入并及时更换磨损的金刚砂胶球, 对维持机组真空有一定作用。 (3) 机组大小修时对凝结器进行酸洗, 是解决凝结器结垢问题的有效途径。
#7机凝结器更换不锈钢管后运行至今已有7年时间, 检修中发现凝汽器不锈钢管严重结垢, 超过了DL/T 957-2005《火力发电厂凝汽器化学清洗及成膜导则》中规定的需进行化学清洗的规定值 (垢厚≥0.5 mm) , 严重影响机组的安全经济稳定运行。按照DL/T 957-2005《火力发电厂凝汽器化学清洗及成膜导则》中的有关条文的规定, 2012年2月, 陡河发电厂在#7机检修期间完成了凝结器酸洗, 效果良好。
凝汽器不锈钢管酸洗的目的是利用化学溶解、剥离、络合的方法, 彻底清除不锈钢管内表面所附着的水垢及腐蚀产物。在酸洗过程中, 通过加入合适的缓蚀剂, 使不锈钢管及有关碳钢接触材料的腐蚀速率控制在规定的范围之内。在完成化学清洗后, 通过充分的水冲洗, 清除不锈钢管表面的垢泥, 从而保证不锈钢管凝汽器的安全经济运行。
(1) 确定酸洗范围, 接好酸洗临时系统, 检查系统具备清洗条件。 (2) 不锈钢管水冲洗:将整个酸洗系统注满除盐水, 启动清洗循环泵进行严密性试验, 并启动加药泵进行加药试验, 同时试投加热, 一切正常后, 一边进水, 一边排放, 冲洗至出水澄清透明, 无杂物。 (3) 酸洗:开启甲凝汽器进酸门关闭乙丙凝汽器进酸门。启动清洗循环泵打循环, 同时投加热, 当水温在30℃左右时将高效除垢剂、缓蚀剂加入系统。循环酸洗初期, 由于化学反应迅速, 应注意开排气门排气, 并不断监测酸浓度、pH值、硬度等指标的变化情况, 调整加药量。循环酸洗6 h后, 根据化验结果确定酸洗终点, 酸洗终点到达后, 停清洗循环泵, 将废液排至废水池。酸洗过程暂定为两次;若一次合格, 第二次酸洗不再进行直接进行水冲洗。
(1) 酸洗后正值冬季, 在循环水温3℃~4℃下, 对同一机组在同一负荷 (140 MW) 以及与同类机组的对比分析, 酸洗后凝结器真空提高0.5 kPa, 端差下降3.5℃;在满负荷 (200 MW) 下, 酸洗后凝结器真空提高1.0 kPa端差下降5.9℃。 (2) 在循环水温3~4℃、低负荷 (140 MW) 下, 与同类机组比较, 酸洗前, #7机组凝结器真空与其它同类机组持平, 酸洗后, 凝结器真空比其它同类机组高约0.5 kPa。 (3) 随着循环水温的升高, 凝结器酸洗后的效果越来越显著, 真空同比升高幅度更大。2012年8月份循环水温30℃左右时, 同比2011年统计数据, 酸洗后, #7机凝结器真空同比升高3~4 kPa, 端差下降5℃左右。 (4) 通过测算, 凝结器酸洗后带来较好的经济效益, 每年可节约标煤2900 t以上。
陡河发电厂#7机组由铜管改造成钢管后, 随着运行时间的增加, 凝结器钢管内壁结垢问题成为困扰机组安全、经济运行的重要问题。在凝结器高压水冲洗已无法取得明显效果的情况下, 采取凝结器酸洗的方法使这一难题得到根本解决。机组在高负荷、循环水温高的情况下, 凝结器酸洗的效果更为显著。为了巩固凝结器酸洗后取得的良好效果, 机组运行中还要合理投入金刚砂胶球冲洗, 以减缓凝结器钢管的结垢速度, 使机组保持在较高的凝结器真空下经济运行。
摘要：陡河发电厂#7机组凝结器钢管结垢后, 造成凝结器真空降低, 严重影响了机组的安全、经济运行。本文探讨了#7机组凝结器真空低问题的由来, 讲述了实践中的所采取的一些应对措施。经过认真分析和总结, 采取凝结器酸洗的方法, 解决了这一难题。
关键词：凝结器,真空,结垢,酸洗
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