关于锅炉热化学试验的分析报告

摘要：天津大唐国际盘山发电厂3号机组第一次大修检查时发现汽轮机转子叶片和隔板静叶片积盐严重，垢样成份分析结果表明，高压级垢样的主要成份是钠盐和磷酸盐。进行锅炉热化学试验后，确定了炉水磷酸根、PH值、机组负荷及其变化速率、锅炉水位、汽包压力等参数的最佳控制范围，对于预防汽轮机积盐起到了积极的作用。

关键词：600MW亚临界汽包炉 过热蒸汽钠含量 锅炉热化学试验

1 机组概况

天津大唐盘山发电有限责任公司3号机组锅炉为哈尔滨锅炉有限责任公司生产的HG-2023/17.6-YM4型亚临界、强制循环燃煤汽包炉，汽轮机为哈尔滨汽轮机有限责任公司生产的N600-16.7/537/537-1型亚临界、中间再热、四缸四排汽单轴反动式凝汽汽轮机，发电机为哈尔滨电机有限责任公司生产的QFSN-600-2YH型“水-氢-氢”冷却发电机。机组第一次大修检查时，发现汽轮机转子叶片和隔板静叶片积盐严重，垢样成份分析结果表明，高压级垢样的主要成份是钠盐和磷酸盐。为了保证该机组大修后运行过程中蒸汽的品质，改善汽轮机积盐状况以保证汽轮机热效率，决定对3号机进行锅炉热化学试验。

2 试验目的

①确定能保证蒸汽品质的最优炉水处理工况。②确定锅炉在不同运行工况下的汽水品质变化规律，考察锅炉内部汽水分离装置的工作效能。③考察蒸汽携带随锅炉运行参数变化的规律，进而优化汽包运行水位控制范围及水位变化速度、汽包压力、负荷变化速度以及排污量等锅炉运行控制参数。④分析并确定影响蒸汽品质的其它因素。

3 试验容

①锅炉炉水磷酸盐浓度对蒸汽品质影响试验。②炉水磷酸盐平衡点试验。③锅炉负荷及其变化速度对蒸汽品质的影响试验。④汽包水位及其变化速率对蒸汽品质的影响试验。⑤汽包压力对蒸汽品质的影响试验。

4 试验结果与分析

4.1 锅炉炉水磷酸盐浓度对蒸汽品质的影响 本试验采用锅炉磷酸盐加药系统，将炉水磷酸盐根含量分别控制在0.5mg/L、1.0mg/L、1.5mg/L、2.0mg/L，在每个浓度水平运行期间，可利用NaOH调整炉水的pH值在规定的范围内。当炉水磷酸盐根含量稳定在控制点以后，维持炉水磷酸盐根含量并稳定运行4～6小时。

试验条件：机组负荷：550MW～600MW；汽包压力：额定压力；汽包水位：-50mm；锅炉连续排污维持在正常运行时的开度（0.5%～1.0%）；炉水pH控制在9.5～9.7。

试验发现：

①锅炉保持额定工况运行，当炉水磷酸盐浓度≤0.5mg/L时，饱和蒸汽钠含量在1.0μg/Kg左右，在标准期望控制范围（0.5mg/L时，饱和蒸汽钠含量明显增长；在1.0mg/L炉水磷酸盐浓度水平，饱和蒸汽钠含量出现了超过标准期望控制值的现象（

4.2 炉水磷酸盐平衡点试验 锅炉炉水磷酸盐浓度对蒸汽品质影响试验完毕后，以5MW/min的速度将负荷降至300MW，同时将炉水磷酸盐浓度稳定在1.8～2.5mg/L范围内，30min后停止加药泵，关闭锅炉连续排污；缓慢升负荷，要求在2h左右将负荷从300MW升至600MW，并在600MW负荷下稳定6～8h；再将负荷从600MW降至300MW，时间在2h左右，并在300MW负荷下稳定2h；最后升至600MW。

在本阶段试验中，给水和凝结水水质均在控制标准范围内，水质比较稳定，DDH

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4.3 锅炉负荷及其变化速度对蒸汽品质的影响 将炉水磷酸盐浓度控制在平衡点浓度（0.40mg/L）以下，pH值控制在9.3～9.5，调整汽包水位在正常运行范围内，汽包连排正常开度，机组在80%负荷以上稳定运行，水汽品质良好并稳定。将机组负荷以12MW/min的速度从600MW降至300MW，并在300MW负荷稳定运行1个小时，然后再以相同速度升至600MW，并稳定运行至少2小时。再分别按6MW/min、9MW/min的负荷升降速度进行上述试验。

试验发现，当炉水采用平衡磷酸盐处理工况时，锅炉保持额定工况运行可以保证饱和蒸汽品质达到合格水平；当锅炉以一定速度升负荷时，会使饱和蒸汽钠含量产生波动，有时会出现超标现象。负荷增长速度越块，饱和蒸汽钠含量越容易超标。说明在锅炉负荷剧烈变动时，容易使汽、水分离效果变差，引起饱和蒸汽机械携带能力增长。

4.4 汽包水位及其变化速率对蒸汽品质的影响 本试验是在炉水磷酸盐浓度为1.8～2.5mg/L水平稳定运行期间进行的，炉水pH值控制在9.6～9.8，调整汽包水位在正常运行范围内，汽包连排正常开度，机组在80%负荷以上稳定运行，水汽品质良好并稳定。

试验发现，当水位以20mm/min的速度波动时，在降水位或升水位的过程中，饱和蒸汽钠出现了较大波动和超标现象，而且波动幅度越大，超标时间越长越不易在短期内恢复到合格水平，进而影响过热蒸汽品质。

汽包水位的变动引起汽、水分离效果变差，会使蒸汽带水量增加，对蒸汽品质影响严重。而且在相同的水位变动速度下，水位变动幅度越大，越不利于汽、水分离，蒸汽带水量明显增加。但当水位稳定时，在-50mm、-150mm、+100mm三个水位点，对饱和蒸汽品质影响不大。

4.5 汽包压力对蒸汽品质的影响 将炉水磷酸盐浓度控制在平衡点浓度以下，pH值控制在9.4～9.7，调整汽包水位在正常运行范围内，汽包连排正常开度，机组满负荷稳定运行，水汽品质良好并稳定。将汽包压力分别控制在18.0MPa、18.5MPa、18.8MPa下，每个阶段稳定2小时。

在本阶段试验中，给水和凝结水水质均在控制标准范围内，水质比较稳定，DDH

试验发现，随着汽包压力的波动式增长，饱和蒸汽钠含量相应地也呈波动式增长。当汽包压力从18.0MPa增大到18.8Mpa时，饱和蒸汽钠含量也相应地从1.00μg/kg增长到2.77μg/kg，但在控制标准范围内，说明因汽包压力的增大引起蒸汽溶解携带钠盐的效应有所增大，但不至于对蒸汽品质造成严重影响。经计算，当汽包压力在18.2～18.47Mpa范围内变化时，饱和蒸汽钠的溶解携带系数在0.04%～0.12%之间。当锅炉额定负荷正常运行时，汽包压力一般控制在17.95～18.40Mpa，在这个压力水平，蒸汽溶解携带钠盐的水平较低，不会对蒸汽品质造成实质性的影响。

5 结论

通过试验，得出的最佳炉水控制指标范围及锅炉运行参数：

炉水磷酸根浓度控制范围：0.2～0.4mg/L；DD≤10μS/cm。

炉水pH值控制范围：9.30～9.50。

锅炉负荷变化速度控制范围：≤9MW/min。

锅炉水位：-100～-50mm；水位变化速率应控制在20mm/min以下。

汽包压力：

机组在炉水最佳控制指标范围内和上述运行参数下运行，可保证蒸汽钠含量≤3.0μg/kg；在负荷波动时饱和蒸汽钠含量≤5.0μg/kg。

参考文献：

[1]DL/T805.2-2004，火电厂汽水化学导则（第2部分）：锅炉炉水磷酸盐处理[M].北京：中国电力出版社，2004.

[2]李培元.火力发电厂水处理及水质控制[M].北京：中国电力出版社，2002.

[3]肖作善.火电厂水汽理化过程[M].北京：水利电力出版社，1987.