汽轮机凝结水含氧超标分析及处理

【摘 要】在现代大型火力发电厂汽水系统中，氧腐蚀问题严重影响到锅炉系统设备管路安全的可靠运行，作者在长期的生产工作中通过对凝结水溶氧超标情况的分析及处理，提出了一些切实可行的办法来控制氧腐蚀减缓设备腐蚀损坏速度。

【关键词】汽轮机；超标；火力发电厂

1 引言

发电厂凝结水溶氧超标是困扰火力发电厂多年的问题。在机组运行的时候，当机组电负荷小，采暖供汽量大时候，相对补水量增大。这样长期运行，高含氧量的凝结水会对机组凝结水系统设备造成氧腐蚀，并且使凝结水中含有氧化铁离子，这些离子沉积到锅炉受热面上会引起传热恶化，甚至产生爆管事故，影响机组的安全运行。

汽轮机组凝结水系统中，凝结水溶氧是影响汽轮机组经济运行的重要因素之一。凝结水溶氧是指空气漏入凝结水系统，空气中氧气溶于凝结水。空气在凝结水中溶解度与空气在汽水界面上的分压力成正比。在不可能绝对严密的汽轮机组真空系统中，空气泄漏到汽侧会影响真空及凝结器铜管换热效率等。真空下降，排汽压力升高，蒸汽焓降减小，输出功率减小。为保证向电力系统输出功率不变，只有采用增加汽轮机进汽量及增加循环水量等方法来实现。若空气漏到真空系统水侧后，空气分压力升高，危害很大。因此，凝结水溶氧量应严格控制。

2 凝结水溶解氧超标的原因及危害

在汽轮机组的运行中，无论是凝汽器的真空系统严密性不合格，还是凝结水的含氧量超标，解决办法是抓漏、堵漏，寻找设备及系统内的漏点。

2.1 缩短回热设备的使用寿命

火力发电厂机组通常采用回热循环。由凝汽器内进入空气和凝结水存在过冷度，使凝结水中溶入氧。因空气漏入量的增加，凝结水溶解氧量增加；凝结水过冷度增加，凝结水溶解氧量也随之增加。如果没有空气进入且凝结水过冷度为零，氧气在凝结水中的溶解度即趋于零。凝结水溶氧量的超标会加速凝结水管道设备腐蚀，当凝结水中溶氧量严重超标时，还会导致除氧器的给水溶氧超标，影响锅炉受热面的传热效率，加速锅炉管道设备腐蚀结垢乃至发生锅炉爆管等事故，严重威胁机组的安全、经济运行。除此之外，对回热系统和机组出力也有影响。当含氧量较高的凝结水通过回热设备及其附属管道时，会对这些设备造成腐蚀。氧与金属可以形成原电池，使金属产生电化学腐蚀，使各辅助设备的使用寿命受到影响，降低了机组运行的可靠性。

2.2 降低回热设备的换热效率

在汽轮机的回热系统中，采用的是表面式换热器。设备的腐蚀产物附着在换热面上，形成疏松的附着层；同时，凝结水中含氧过多，会使换热面上形成一层薄膜，使换热热阻增大，降低回热系统的换热效率。为了保证机组的稳定经济运行，凝汽器必须处于高度的真空状态。过多的空气漏入凝汽器，造成真空度降低，影响机组运行的经济性，严重时将降低机组的出力。另外，也使抽气系统的抽气负荷增加，增加了厂用电量。

3 解决凝结水溶氧超标的方案及效果

3.1 重视组检修时的灌水差漏

在平时机组正常运行时，无法进行检漏，因为此时系统处于负压状态下，无法发现各处泄漏点，所以对于泄漏点的检查应在机组大小修时进行，当进行检修时可以通过灌注除盐水的方法进行找漏，检查真空系统的密闭性。当真空系统灌满水后，需要把各负压阀门进行开启，从而利用水的静压来找到泄漏点。

3.2 机组补水系统改造

一般常规设计中，多选用高位凝结水储水箱布置，经过补水泵补水至凝汽器上部，以利用凝汽器真空除氧作用，达到凝结水补水除氧效果。此机组由于没有凝结水储水箱，只有除盐水箱，且在除盐水箱上进行改造，密封除盐水箱与大气接触部分，改造除盐水箱补水门，增加逆止门或浮球阀，在除盐水箱不补水时处于严密关闭状态。

机组运行中针对负压部分管道法兰、阀门盘根、备用凝结泵机械密封等部位可以进行涂黄油密封处理。使得机组运行中溶解氧含量降低。机组小修中对负压部分进行灌水查漏。灌水高度一般在凝结器喉部，并保持静压24小时。对检查到的渗漏部位彻底治理。重点要对备用凝结泵机械密封进行排查。对真空严密性试验不合格的机组若凝结水硬度同时超标可以在运行中采用半侧蜡烛火焰法或者塑料薄膜法对凝结器查漏临时处理。检修中机组用灌水法或者着色灌水法，对所有运行中负压段部位进行检查，对发现有泄漏的部位进行处理。另需检查凝结器水侧是否结垢，若出现结垢也会影响真空严密性。

对于给水泵密封水采用凝结水的，通常给水泵密封水高压回水至除氧器，低压回水经多级水封直接进入凝结器热水井。由于低压侧回水段与大气相通，运行期间必须保证回水观察窗保持一定的水位，以确保外界空气不随低压回水进入凝结器影响机组真空和凝结水溶解氧。因此回水调整门的调整非常重要，特别是在变工况运行时，回水观察窗水位很难保证，容易造成给水泵密封水低压回水系统负压泄漏。对低压轴封有泄漏的，可通过调整低压轴封手动门，调整低压轴封不发生泄漏。如果调整没有效果，可通过大修对低压轴封进行调整，使汽封间隙保证在下限范围内。部分供热机组产生的疏水由于集中回到除氧器中，加之有些疏水过于集中，或者疏水与给水泵进口太近。造成溶解氧超标，此问题可在供热机组产生的疏水至除氧器中加装雾化装置。疏水进口采用远离给水泵进口，可有效解决此问题。

3.3 对锅炉给水泵密封水回水系统改造

在机组小修期间改造凝结泵密封水管道，将备用凝结泵密封水由凝结水母管供给，一方面，凝结水本身含氧量低，另一方面可提供压力稳定的密封水，可大幅降低凝结水含氧量。

（1）将给水泵密封水箱进行彻底密封，加装盖板，并对盖板四周进行密封，为方便运行中对浮球阀的检查，应在盖板上部留出适当的检查孔。（2）在给水泵密封水箱水面放置漂浮物，减小密封水回水与大气接触面积。（3）将给水泵密封水至水密封水箱回水口延伸至密封水箱底部，保持密封水箱水面平稳，减少给水泵密封水回水进入水箱时带入的空气。将多级水封注水增加一路由凝结水杂项联箱供水的管路，在机组正常运行时，多级水封注水采用凝结水供给，也可大幅降低凝结水含氧量。

3.4 对低加疏水泵的改造

目前电厂中使用的低加疏水泵，通常情况下都采用盘进行密封，这样就不可避免的会有空气从轴端进入泵内，破坏泵内的真空环境，所以针对于这种情况的出现，需要密封水在疏水泵轴端进行密封。现在电厂所使用的密封水都采用凝结水的杂项用水。另外对于溶氧造成影响的另一重要因素是低加疏水泵的盘根，盘根是影响溶氧的关键环节，漏水量大和滴水不漏都是对运行不利的，所以对于盘根的泄水还要进行有效的控制，保证其向往溢流要轻微。

4 结束语

在现代大型火力发电厂汽轮机组运行的过程中，如果凝结水溶氧超标，会存在很大的潜在危害，影响到汽轮机组的安全经济性运行，不仅会增加火电厂的煤耗，对全厂的经济运行不利，而且会造成很多的安全隐患，所以在日常生产过程中，需要对汽轮机的运行时加强监控，一旦发现问题需要及时的进行技术上的改造将问题消灭在萌芽状态，为机组的安全运行打下坚实的基础。