熱網(wǎng)首站疏水溶氧大原因分析處理

1、熱網(wǎng)首站疏水溶氧大原因分析處理摘要：某超臨界機(jī)組供熱改造后，熱網(wǎng)疏水水質(zhì)存在溶氧大的現(xiàn)象，導(dǎo)致凝結(jié)水水質(zhì)溶氧大， 間接影響發(fā)電機(jī)定子冷卻水的溶氧，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)定子線棒腐蝕加劇，影響發(fā)電機(jī)的安全穩(wěn)定 運(yùn)行。通過對負(fù)壓系統(tǒng)查漏、系統(tǒng)運(yùn)行方式變化、參數(shù)對比分析等等，解決了熱網(wǎng)疏水溶氧 大的問題，提高了供熱機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。關(guān)鍵詞：熱網(wǎng)首站；疏水；溶氧；分析引言某超臨界機(jī)組供熱改造后，冬季供熱時熱網(wǎng)加熱器疏水水質(zhì)溶氧不合格，疏水含氧量一直在 1000-1400Rg/L,導(dǎo)致機(jī)組凝結(jié)水溶氧超標(biāo)（正常要求小于100Rg/L）到達(dá)140Rg/L,供熱未投入 時凝結(jié)水溶氧為50-60曲/L。這樣供熱系統(tǒng)投入后

2、，導(dǎo)致凝結(jié)水的用戶發(fā)電機(jī)定子冷卻水溶氧 大，經(jīng)常超標(biāo)運(yùn)行達(dá)到40-50曲/L（正常要求小于30曲/L，供熱未投一般是3-6曲/L），只能 通過定子水箱氮?dú)庵脫Q降低發(fā)電機(jī)定子冷卻水的溶氧。另外，熱網(wǎng)加熱器內(nèi)積存不凝結(jié)性氣 體，影響換熱效果，而且對管束有腐蝕作用，還會使局部區(qū)域發(fā)生紊流顫振，造成熱網(wǎng)加熱 器內(nèi)部構(gòu)件機(jī)械損傷。我們通過供熱期間熱網(wǎng)首站負(fù)壓系統(tǒng)查漏、系統(tǒng)運(yùn)行方式變化、參數(shù) 對比對標(biāo)，深刻分析原因，治理解決了熱網(wǎng)疏水溶氧大的問題。供熱系統(tǒng)概述某超臨界機(jī)組供熱改造后，熱網(wǎng)首站熱力系統(tǒng)主要包括：供汽系統(tǒng)、熱網(wǎng)循環(huán)水系統(tǒng)、熱網(wǎng) 加熱器及其疏水系統(tǒng)、補(bǔ)水系統(tǒng)、熱工控制系統(tǒng)等。熱網(wǎng)加熱器加熱汽源來

3、自汽輪機(jī)中、低 壓缸聯(lián)絡(luò)管引出的供熱抽汽，供熱抽汽管道上裝有安全閥，液壓逆止閥，液壓快關(guān)閥和電動 調(diào)節(jié)閥，在中、低壓缸聯(lián)絡(luò)管上還裝有液控調(diào)節(jié)碟閥，供熱抽汽參數(shù)為：流量300400t/h， 壓力0.2501MPa，溫度193.5C。熱網(wǎng)抽汽連通管改造的設(shè)計(jì)參數(shù)見下表1。表1#1、#2機(jī)經(jīng)單獨(dú)的供熱抽汽母管接至各自熱網(wǎng)首站的2臺熱網(wǎng)加熱器，用來加熱熱網(wǎng)循環(huán) 水，單臺熱網(wǎng)加熱器額定循環(huán)水量為2320t/h，熱網(wǎng)供/回水溫度為120C （1155C） /70C。 為保證熱網(wǎng)循環(huán)水系統(tǒng)冬季運(yùn)行安全以及居民不斷暖，在二期供一期廠用汽聯(lián)絡(luò)管接一路汽 源至#2機(jī)供熱抽汽母管，作為雙機(jī)供熱抽汽停運(yùn)條件下由二期機(jī)

4、組提供事故備用汽源，以保 證事故情況下的供暖需要。熱網(wǎng)加熱器設(shè)有啟動排汽和連續(xù)排汽，啟動排汽直接排大氣，而連續(xù)排汽引到2低加至#1 低加間的抽空氣管道，以便將加熱器內(nèi)不凝結(jié)氣體抽走，保證熱網(wǎng)加熱器的換熱效果。熱網(wǎng) 加熱器的型式為臥式表面式汽水換熱器，換熱管為U形管，換熱管材質(zhì)為316L不銹鋼，設(shè) 置有疏水冷卻段，可將疏水溫度降低至75C以下，以滿足精處理系統(tǒng)對凝結(jié)水溫度5060C 之間的要求。每臺機(jī)組配置3臺50%容量熱網(wǎng)疏水泵，2臺運(yùn)行1臺備用，單臺熱網(wǎng)疏水泵 額定流量220t/h、揚(yáng)程為1.0MPa，變頻調(diào)節(jié)。熱網(wǎng)加熱器疏水啟動初期水質(zhì)不合格排至臟凝 結(jié)水箱，水質(zhì)合格后回收至主機(jī)凝結(jié)水系統(tǒng)

5、精處理前，熱網(wǎng)加熱器還設(shè)有事故疏水排至鍋爐 疏水箱，熱網(wǎng)加熱器水位高口值（1300mm ）時聯(lián)開事故疏水電動門，降至1值（1150mm） 時自動關(guān)閉。為了保證兩臺熱網(wǎng)加熱器內(nèi)部壓力、水位平衡設(shè)置了汽側(cè)上部、疏水下部聯(lián)絡(luò) 平衡門，正常運(yùn)行保持開啟，單臺加熱器故障退出時關(guān)閉起到隔絕作用。熱網(wǎng)首站系統(tǒng)圖如下圖一所示：圖一熱網(wǎng)首站系統(tǒng)圖熱網(wǎng)疏水回收對凝結(jié)水的影響我公司#2機(jī)組供熱首站投運(yùn)后，通過觀察發(fā)現(xiàn)，機(jī)組負(fù)荷和供熱抽汽量對凝結(jié)水溶氧存在一 定的影響。凝結(jié)水溶氧的變化與熱網(wǎng)供熱量成正比，而與機(jī)組負(fù)荷成反比。即在機(jī)組負(fù)荷不 變的情況下，隨著供熱抽汽量的增加，低壓缸進(jìn)汽量減少，背壓降低，從而使與低壓缸相

6、關(guān) 的負(fù)壓區(qū)增大，導(dǎo)致真空嚴(yán)密性下降，部分空氣漏入凝汽器，使凝結(jié)水溶解氧增大，且由于 低壓缸進(jìn)汽量的減少，使凝汽器正常補(bǔ)充的除鹽水加熱不足，低溫的除鹽水與凝結(jié)水混合后， 凝結(jié)水溫度降低，當(dāng)其低于對應(yīng)壓力下的飽和溫度，造成凝結(jié)水過冷卻，會使凝結(jié)水中原本 逸出的氧分子重新回到水中，同樣會造成凝結(jié)水溶解氧的增大。在熱網(wǎng)供熱量不變的情況下， 隨著機(jī)組負(fù)荷的增加，低壓缸進(jìn)汽量也相應(yīng)增加，背壓升高，負(fù)壓區(qū)減小，空氣漏入量減小， 且低壓缸進(jìn)汽量的增加對正常補(bǔ)水加熱更充分，過冷度降低，故凝結(jié)水溶解氧有減小的趨勢。 在熱網(wǎng)疏水回收前，主機(jī)凝汽器除鹽水補(bǔ)水量的增加，因除鹽水本身溶氧就較高，且進(jìn)入凝 汽器后又得不到

7、較好的加熱除氧，導(dǎo)致主凝結(jié)水溶氧增加。當(dāng)熱網(wǎng)加熱器疏水回收至主機(jī)精處理前主凝結(jié)水管道后，由于溶氧量遠(yuǎn)高于主凝結(jié)水的熱網(wǎng) 加熱器疏水排到（一級凝泵后精處理前）主凝結(jié)水管道，使得二級凝泵后凝結(jié)水溶氧升高， 一般維持在80ug/1以上，有時甚至超限，在熱網(wǎng)疏水回收之前一般在70ug/l左右。一級凝泵 后溶氧雖變化不大，但在低負(fù)荷，特別是凝汽器進(jìn)行補(bǔ)水時也能達(dá)到20ug/1以上，而高負(fù)荷 時則很小8ug/1左右。且由于發(fā)電機(jī)定子水箱補(bǔ)水正常運(yùn)行中取自本機(jī)精處理后主凝結(jié)水， 熱網(wǎng)加熱器疏水回收至精處理前與主凝結(jié)水混合后溶氧增大，導(dǎo)致定子水溶氧也相應(yīng)升高， 有時也會超標(biāo)，維持在25-38ug/1左右（30

8、ug/1以下合格），需對定子水箱進(jìn)行氮?dú)庵脫Q，這 不僅增加了不必要的操作，還造成氮?dú)獾睦速M(fèi)，而熱網(wǎng)疏水回收之前定子水溶氧一般在 10ug/1以下。后來對來自供熱首站熱網(wǎng)加熱器疏水進(jìn)行取樣化驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)熱網(wǎng)加熱器疏水溶氧 高達(dá)380ug/1左右，隨著熱網(wǎng)加熱器汽側(cè)內(nèi)不凝結(jié)氣體經(jīng)連續(xù)排汽排至#1低加后，這也是二 級凝泵后凝結(jié)水溶氧升高的一個原因，隨著熱網(wǎng)加熱器汽側(cè)不凝結(jié)氣體逐漸被抽走，熱網(wǎng)加 熱器疏水溶氧也逐漸由380ug/1左右逐漸下降并穩(wěn)定在200-220ug/1，但仍高于#1機(jī)（100 ug/1 左右），現(xiàn)#2機(jī)定子水箱補(bǔ)水不得不倒由臨機(jī)供給，以減少操作和節(jié)省氮?dú)獠⒈ＷC發(fā)電機(jī)定 子水溶氧合格。但

9、隨著熱網(wǎng)加熱器汽側(cè)內(nèi)不凝結(jié)氣體抽走，熱網(wǎng)加熱器的換熱效果相對好了， 但熱網(wǎng)加熱器內(nèi)逐漸形成的近-20KPa以上的負(fù)壓，使得熱網(wǎng)加熱器汽側(cè)的負(fù)壓區(qū)增大，空氣 更易漏入系統(tǒng)，導(dǎo)致熱網(wǎng)加熱器疏水溶氧維持較高的水平，進(jìn)而導(dǎo)致主機(jī)凝結(jié)水溶氧增加， 定子水溶氧出現(xiàn)超標(biāo)的現(xiàn)象。溶氧高原因分析按照水中溶解氧的機(jī)理，熱網(wǎng)加熱器內(nèi)空氣進(jìn)入和熱網(wǎng)加熱器疏水存在過冷卻，均會使熱網(wǎng) 加熱器疏水中溶解氧增加，且隨著空氣漏入量和熱網(wǎng)加熱器疏水過冷度的增加，凝結(jié)水溶解 氧量也隨之增加。下面結(jié)合現(xiàn)場設(shè)備和系統(tǒng)實(shí)際對熱網(wǎng)加熱器疏水溶氧高，以及供熱抽汽投 入對凝結(jié)水溶氧和定子水溶氧的影響進(jìn)行原因分析。4.1熱網(wǎng)加熱器內(nèi)積存或漏入空

10、氣空氣漏入熱網(wǎng)加熱器，增大了空氣的分壓力，因而增加了空氣在水中的溶解度，使疏水中溶 解氧量增加，凝結(jié)水溶解氧量隨空氣漏入量增加而增加。4.1.1在熱網(wǎng)加熱器汽側(cè)投運(yùn)初期由于排放不徹底而積存的空氣。由于供熱抽汽管道系統(tǒng)比 較龐大，在供熱抽汽系統(tǒng)投用初期，特別是投用較快時，大量的空氣就會被趕至熱網(wǎng)加熱器 內(nèi)，而熱網(wǎng)加熱器啟動排氣管路較細(xì)，空氣在短期內(nèi)很難被排除，使得熱網(wǎng)加熱器在投用初 期，由于加熱器汽側(cè)積存大量的不凝結(jié)氣體，在加熱器內(nèi)部的某些區(qū)域附著在冷卻水管表面 形成空氣層，妨礙加熱蒸汽的正常凝結(jié)放熱，增大了傳熱熱阻，降低了傳熱系數(shù)，造成換熱 效果很差，因此就出現(xiàn)了供熱抽汽電動調(diào)節(jié)門開度較大，供

11、熱抽汽壓力顯示也相對較高，但 實(shí)際換熱的蒸汽量較少，而熱網(wǎng)循環(huán)水溫度卻加熱不起來的現(xiàn)象。4.1.2由于熱網(wǎng)加熱器運(yùn)行中汽側(cè)處于微負(fù)壓狀態(tài)，處于負(fù)壓系統(tǒng)的熱網(wǎng)加熱器和熱網(wǎng)疏水泵 及其附屬管道、閥門、法蘭、安全門、水位計(jì)等不嚴(yán)密處均有可能漏入空氣。隨著運(yùn)行時間 的延長，不凝結(jié)氣體逐漸被排除，換熱效果逐漸好轉(zhuǎn)，加熱蒸汽在溫度較低流量較大的熱網(wǎng) 循環(huán)水冷卻下凝結(jié)速度加快，使得供熱抽汽壓力會逐漸下降，甚至在熱網(wǎng)加熱器內(nèi)部形成負(fù) 壓，熱網(wǎng)循環(huán)水溫度也逐漸升高。當(dāng)熱網(wǎng)加熱器內(nèi)部形成負(fù)壓時應(yīng)及時關(guān)閉啟動排氣門，否 則外部的空氣就會經(jīng)啟動排氣管路返至熱網(wǎng)加熱器內(nèi)部，再次影響加熱器的換熱效果。在啟 動排氣手動門關(guān)

12、閉后，應(yīng)逐漸開啟熱網(wǎng)加熱器連續(xù)排氣至#1低加手動門，以排除熱網(wǎng)加熱器 內(nèi)在投運(yùn)過程中積存的空氣以及運(yùn)行中分離出來的空氣，保證熱網(wǎng)加熱器的換熱效果，此時 應(yīng)注意二級凝泵后凝結(jié)水溶氧的變化，同時隨著熱網(wǎng)加熱器內(nèi)逐漸形成的近-20KPa以上的負(fù) 壓，使得熱網(wǎng)加熱器汽側(cè)的負(fù)壓區(qū)增大，空氣更易漏入系統(tǒng)，應(yīng)聯(lián)系精處理值班員關(guān)注導(dǎo)致 熱網(wǎng)加熱器疏水溶氧、主機(jī)凝結(jié)水溶氧和定子水溶氧的變化。4.1.3熱網(wǎng)疏水泵機(jī)械密封的密封水壓力偏低以及備用熱網(wǎng)疏水泵機(jī)械密封沒有密封水，使 處于負(fù)壓區(qū)的熱網(wǎng)疏水泵存在從機(jī)械密封漏入空氣的可能。4.2熱網(wǎng)加熱器疏水存在過冷卻，過冷度增加，凝結(jié)水溶解氧量也隨之增加。4.2.1熱網(wǎng)加

13、熱器水位維持偏高，已淹沒了部分冷卻水管，有效熱交換面積減少，使下面的冷 卻水管中的冷卻水又帶走一部分加熱器疏水的熱量而產(chǎn)生過冷卻，過冷度的增加，使疏水的 溶解氧也隨之增加。4.2.2由于蒸汽從排汽口向下部流動時產(chǎn)生阻力，造成下部蒸汽壓力低于上部壓力，下部疏 水溫度較上部低，從而產(chǎn)生過冷卻，此外蒸汽被冷卻成液滴時，在加熱器冷卻水管間流動， 因液滴的溫度比冷卻水管管壁溫度高，疏水溫度降低，從而低于其飽和溫度，產(chǎn)生過冷卻， 以及熱網(wǎng)加熱器內(nèi)空氣積存和漏入，導(dǎo)致空氣分壓力增大，蒸汽的分壓力相對降低，蒸汽仍 在自己的分壓力下凝結(jié)，而產(chǎn)生過冷卻，如果空氣不能及時抽出，增大了傳熱阻力，也使過 冷度增大，從而

14、使熱網(wǎng)加熱器疏水溶解氧量增大。4.3 I 口期廠用汽聯(lián)絡(luò)管至#2首站供汽母管手動門不嚴(yán)I 口期廠用汽聯(lián)絡(luò)管處于純冷備用時，系統(tǒng)不充壓，若I 口期廠用汽聯(lián)絡(luò)管至#2首站供汽母 管手動門不嚴(yán)，導(dǎo)致空氣漏入，以前曾發(fā)生此手動門不嚴(yán)導(dǎo)致熱網(wǎng)加熱器溶氧高達(dá)850ug/l 左右。措施建議熱網(wǎng)加熱器疏水和主凝結(jié)水溶解氧量較大時，會引起管道的腐蝕，而腐蝕產(chǎn)物會嚴(yán)重影響水 質(zhì)，威脅機(jī)組設(shè)備系統(tǒng)安全。由于熱網(wǎng)加熱器正常運(yùn)行中處于微負(fù)壓狀態(tài)，不凝結(jié)氣體的進(jìn) 入是不可避免的，首先應(yīng)設(shè)法減少空氣的進(jìn)入，并采取可行措施將進(jìn)入的不凝結(jié)的氣體及時 排除，防止氧氣重新溶解于熱網(wǎng)加熱器疏水中，為此提出如下建議和措施。5.1為避免

15、在供熱抽汽投運(yùn)過程中，大量空氣被排擠至熱網(wǎng)加熱器，建議在供熱抽汽管道暖 管時應(yīng)緩慢進(jìn)行，即通過開啟供熱抽汽電動調(diào)節(jié)門旁路手動門進(jìn)行暖管，提前開啟供熱抽氣 管道疏水手動門，特別是靠近熱網(wǎng)加熱器側(cè)所有疏水門必須全開，以便供熱抽汽母管內(nèi)空氣 的排除，而且此時熱網(wǎng)加熱器進(jìn)汽門應(yīng)處關(guān)閉狀態(tài)，等熱網(wǎng)加熱器疏水全是蒸汽后，在緩慢 開啟熱網(wǎng)加熱器進(jìn)汽門，通過熱網(wǎng)加熱器的啟動排氣管路和連續(xù)排氣至#1低加手動門前壓力 表排污排除熱網(wǎng)加熱器內(nèi)空氣。隨著熱網(wǎng)加熱器的逐漸投入，當(dāng)熱網(wǎng)加熱器內(nèi)部形成負(fù)壓時 應(yīng)及時關(guān)閉啟動排氣門和啟動排氣管路和連續(xù)排氣至#1低加手動門前壓力表排污門，否則外 部的空氣就會經(jīng)上述管路返至熱網(wǎng)加

16、熱器內(nèi)部，再次影響加熱器的換熱效果。在啟動排氣手 動門關(guān)閉后，應(yīng)逐漸開啟熱網(wǎng)加熱器連續(xù)排氣至#1低加手動門，以排除熱網(wǎng)加熱器內(nèi)在投運(yùn) 過程中積存的空氣以及運(yùn)行中分離出來的空氣，保證熱網(wǎng)加熱器的換熱效果。5.2鑒于熱網(wǎng)加熱器漏入空氣造成加熱器疏水溶氧高問題，會同檢修部門對處于首站熱網(wǎng)加 熱器汽側(cè)負(fù)壓系統(tǒng)管道法蘭，閥門、熱網(wǎng)加熱器的汽側(cè)安全門和排空門、水位計(jì)、熱工表計(jì) 取樣和排污管路、進(jìn)汽管道疏水門的嚴(yán)密性進(jìn)行專門檢查；針對備用疏水泵沒有密封水的問 題，建議通過技術(shù)改造在熱網(wǎng)疏水泵間設(shè)置密封水母管，或?qū)⒚颗_熱網(wǎng)疏水泵的密封水，由 原來的取自出口逆止門前改接到出口逆止門后（因備用疏水泵出口門為開啟狀

17、態(tài)），以便備 用凝結(jié)泵在正常備用情況下也能得到很好的密封，防止空氣在系統(tǒng)負(fù)壓作用下漏入熱網(wǎng)疏水 系統(tǒng)，造成溶解氧嚴(yán)重超標(biāo)。5.3運(yùn)行中加強(qiáng)對熱網(wǎng)加熱器水位和熱網(wǎng)疏水泵變頻器自動跟蹤情況的監(jiān)視，保持水位在正 常范圍內(nèi)運(yùn)行，防止造成加熱器疏水過冷度增加，溶解氧升高的問題。5.4隨著供熱抽汽量增加，低缸進(jìn)汽量相對減小，特別是在機(jī)組低負(fù)荷時，易造成凝汽器補(bǔ) 水加熱不足，凝結(jié)水溫降低，造成返氧”，導(dǎo)致凝結(jié)水溶氧升高。在保證中排壓力的情況下 應(yīng)盡量開大低缸進(jìn)汽液控調(diào)節(jié)門RQ800/RQ801，保證低壓缸進(jìn)汽量，以降低因低缸進(jìn)汽量減 小對凝汽器補(bǔ)水加熱不足產(chǎn)生凝結(jié)水過冷卻的影響。5.5鑒于#2機(jī)定子水溶氧一

18、直處于高限和超標(biāo)問題，目前已將#2機(jī)定子水箱補(bǔ)水倒由#1機(jī) 供給，發(fā)電機(jī)定子冷卻水中的溶氧也已恢復(fù)至正常值，避免發(fā)電機(jī)定子線棒的應(yīng)力集中點(diǎn)發(fā) 生腐蝕、泄漏，而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)電氣故障跳閘甚至發(fā)電機(jī)本體損壞的事故。這樣不僅減少了值 班員的操作量和氮?dú)獾睦速M(fèi)，還可以減少#2機(jī)凝汽器補(bǔ)水量，降低凝汽器補(bǔ)水對凝結(jié)水溶氧 的影響。5.6為防止I 口廠用汽聯(lián)絡(luò)管處于純冷備用時，系統(tǒng)不充壓，I 口期廠用汽聯(lián)絡(luò)管至#2首站 供汽母管手動門不嚴(yán)，導(dǎo)致空氣漏入供熱抽汽管道，在I 口期均雙機(jī)運(yùn)行時，#2機(jī)供熱抽汽 投運(yùn)期間，保證ORQ1497、ORQ1498、ORQ1499、ORQ1500關(guān)閉狀態(tài)下，維持ORQ1495開 啟狀態(tài)，使I 口期廠用汽聯(lián)絡(luò)管至#2首站供汽母管手動門前維持充壓狀態(tài)。5.7化學(xué)人員也應(yīng)