300MW机组水汽氢导电度超标的治理

300MW机组水汽氢导电度超标的治理

陈雨晴

辽宁华电铁岭发电有限公司

摘要

以某热电厂300MW机组水汽氢导电度超标现象为研究对象，分析了热电厂水蒸汽系统中氢传导超导的原因，确定了水蒸汽系统漏入水汽的原因，造成了二氧化碳溶解在凝结水中。这导致锅炉给水中氢气的电导率过高，最终导致饱和蒸汽和过热氢气的电导率超标。根据原因分析结果，通过采取一系列相应的措施处理将水汽品质处理至合格为止。

关键词：氢电导率; 脱气氢电导率; 空气泄漏

引言

氢气电导率能敏感地反应火力发电系统水蒸气品质,是火力发电厂水蒸气品质检测的关键参数。当储氢材料的电导率超标后,设备将容易遭受锈蚀、结垢处理、积盐和损伤。如果氢的电导率指标高于世界平均值,则可能由于在线化学仪器不正确、采样管道的污染、离子交换的树脂损坏,或某些仪器的正负离子浓度差略大等。它能够快速研究并探讨有关氢气电导率提高的问题,可以直接分析和研究氢电导率提高的原因，目标可以快速有效地解决水蒸气质量恶化的问题本文以辽宁华电铁岭发电有限公司一期为4台300MW汽包炉机组，始建于1991年，机组化验站凝结水、给水、过热均采用的是成都三可的氢电导表。在运行过程中，凝结水、给水、过热氢导电度经常不合格，合格率只有50%左右，也影响了全厂水汽合格率。针对此问题，我们化学QC小组拟进行深入的研究，查找超标原因，并希望通过针对性的治理，使凝结水、给水、过热氢导电度合格率提升到98%以上。

一、汽水系统氢电导率异常情况概述

此次汽水系统氢电导率异常情况从2022年10月11日起，电厂开始调节４号机组外层的天然气供应，增加供水量（70/左右。当14:00供水时，蒸汽氢的电导率开始上升，出现了氢电导率异常的情况。给水、冷凝水、饱和蒸汽、过热蒸汽和过热蒸汽氢的电导率最低0.16，事故的发生严重威胁机组的安全运行。10月11日07时00分，４号机组停止对外供汽。10月13日08时，氢水供应和电导率达标。供水量从10月10日14时20分开始增加，导致氢气管道和电导率增加，超标。10月15日11时，外部供水中断，14时，氢气的供水和电导率降至可接受标准。供水于16日下午1点开始。由于供水量的增加，水和氢气的输送量增加，超过了标准。16日13时45分，停止对外供汽，水汽指数降至标准值。

二、汽水系统氢电导率异常原因分析及处理

（一）氢导电度表树脂交换柱的影响

氢气电导度,是将检测水样首先经过一阳离子交换柱,水样中的阳离子经过离子交换树脂过程中的氢转换,经过交换柱后的水样留有阳离子与置换下来的氢离子,进而检测电导度。也因此氢气导电度超标,首先要确认树脂工艺的问题。我们现在使用的都是国产树脂,但是经过了对树脂交换柱前后水样的氨离子和钠浓度的测试,我们的树脂用量回收水平还很高,所以去除率只有百分之五十左右,换成了新树脂之后去除率也只有百分之八十左右,而且树脂用量的情况还没有及时发现,所以必须经过试验后才能判断。另外树脂交换柱中使用的是可以直接出水的,这样如果水样有了泡沫,气体也就流入交换柱中,造成树脂交换效果不好。对于带有固化水处理系统的装置，由于运行中的固化泵压力波动较大，可能会损坏混合器中的水处理装置。如果树脂捕集器不能完全防止树脂泄漏，搅拌器中的树脂将进入水蒸气系统。或者，如果由于冷凝泵故障而制动时，树脂捕获装置未安装在混合器的输入端，则混合器中的树脂可以在负压下从入口的侧固化管中抽出。当电容泵重新启动时，树脂可能进入水汽系统当中。由于阴离子和阳离子树脂是大分子有机物质，它们在窑内被高温水蒸气分解，水蒸气系统中的TOC含量变高。直接空气冷却装置使用粉末树脂过滤器处理冷凝液，每个过滤器覆盖80 kg树脂并工作。与高速混合器一样，在冷凝水系统压力波动过大或冷凝泵突然停止的情况下，过滤源可能损坏或树脂粉末可能在负压下被吸入冷凝水软管，并且存在树脂粉末从水蒸气系统泄漏的风险

（二）氢导电度表电极的影响

由于物质采购的限制，我们采购的氢导电度表电极均为适用于成都三可的仪表电极，由于不是配套电极，对仪表的准确度会有一定的影响。我们通过对四号机组氢导电度表更换配套的原厂成都三可电极，对比发现电导率约下降0.03us/cm左右。预处理阶段对原水中TOC去除效果不彻底，造成除盐水中TOC间断超标。预处理阶段，针对TOC降解的工艺方法主要为预处理次氯酸钠氧化处理法和活性炭床物理吸附法。4号机组预处理阶段中，未开展次氯酸钠氧化处理工艺。活性炭过滤器对于水中CDO的去除效果不佳，CDO去除率为0-20%。

（三）给水加除氧剂的影响

通过将装置给水采用化学除氧，所用试剂为丙酮肟。因为它是一种有机酸，它的残留物也会影响电导率。从这个意义上说，我们在第四单元上进行了试验，停止添加脱氧剂，转而进行机械脱氧。运行一段时间后，给水和过热氢的电导率大致下降到0.02左右，在对机组记性精细化运行的过程当中，通过针对水气系统氢气电缆中断超标的现象，在针对第四机组的运行情况进行勘测之后，发现整体运营情况良好，由于通过比表的损坏在精细化处理过程当中，产生的树脂污染的问题的发生，使得水汽系统的的氢导间断超标，导致凝结崩的入口位置呈现出了高负压的状态，这样的高负压的状态就凝结到水泵的滤网部分，然后由水泵的滤网的负压过高，就会凝结到水泵的管道。因为有凝固的水，所以如果只是单纯的依靠真空系统是无法将所有漏点检查出来的，因此在每一个冷凝入口的焊口处涂抹上肥皂水水来对漏点进行系统的检测，通过一系列的检查，在凝结水泵的地方与凝结水母管焊接处存在针孔型漏点，这样的漏点就会阻碍气体的进入,在扩散的这个系统当中,最后就会造成蒸汽饱和对饱和蒸汽、过热蒸汽的氢电导率超标。检测漏点后厂内人员通过黏性胶泥对漏项加以密封,封堵后的给水、饱和蒸汽、过热蒸气电导率也相应减少,并最终保持在0.1

。凝结于自动化水泵入口的位置的安全阀焊口与针孔之间的漏耗冷量的位置,也为此给水、饱和蒸汽、过热蒸气中氢电导率超标的重要因素。

三、针对要因采取的主要措施

（一）针对树脂交换柱的措施

针对树脂交换能力弱，失效无法及时发现的问题，我们采购了进口变色树脂，使用后，凝结水、给水、过热氢电导率约下降了0.05us/cm，而且其失效树脂会变成深棕色，可以及时发现树脂失效从而进行更换。针对树脂交换柱采用上进水方式，水样中气泡，气泡会进入交换柱内，造成树脂交换效果不好的问题，我们将进水方式全部改为下进水。

（二）针对氢导电度表电极的措施

氢导电度的电极,已替换成配套的原厂电极。做好现场生化仪器的工作,保持水样流速平稳,在线仪器温度正常。定时对高温样架进行排污作业,适时在线监测生化仪器,保证现场仪器的精度。

（三）针对给水加除氧剂的措施

所有的仪器都停止加脱氧剂，改用机械除氧剂，用手轻轻清洁，并将未完全固化的物质放入粉末中。燃油箱中的空气有强烈的刺鼻气味。室内的施工温度一般是15-25℃，而且相对湿度不超过80%。另一方面，针对机组检查的时候，由于天气的原因，温度下降明显，此时，环氧树脂的固化反应速度减慢，粘度增加。在施工过程中，没有采用独特的加热对策方法和低温施工配方,而且安装后的水泵也没有经过彻底风干、固化和清洗,水泵运转迅速。于是,将建筑材料中FRP的聚砜树脂、固化剂和天那水等有机化合物溶于固化后的水并加入蒸汽体系,进而提高了蒸汽体系的TOC浓度。虽然由于炉内高温和压强的增加,有机质被迅速分解成有机酸离子,但用水精炼树脂粉末过滤树脂的直接空气冷却系统的去盐作用仍十分局限,因为有机酸离子还不能完全除去。

结语

    通过对氢导电度表树脂的更换，进水方式的改变；更换原厂配套仪表电极；停止添加除氧剂这三项措施，汽水氢导电度全部达到合格标准，月合格率从50%左右达到99.5%以上，从而实现了对水质的实时准确监测，保证了机组水汽系统安全稳定运行。

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