锅炉水冷壁管结垢原因分析及处理措施.docx
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锅炉水冷壁管结垢原因分析及处理措施
锅炉水冷壁管结垢原因分析及处理措施
#31机组锅炉水冷壁管结垢原因分析及处理措施一、水冷壁管结垢腐蚀检查割管部位前墙A→B数第81根(高16米)前墙A→B数第85根(高16米)后墙A→B数第根(高30米)A侧墙炉前→炉后第根(高20米)B侧墙炉前→炉后数第140根(高24米)表一、#31炉水冷壁管结垢腐蚀检查结垢量结垢率管样安2装年数(克/米)(克/米2年)44向:
725.58背:
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129.04181.428.1158.230.4107.329.5676.5841.490.132.26腐蚀坑深(毫米)约0.3约0.14约0.2约0.1约0.2约0.1约0.15约0.1从表一可知:
1)结垢量最大在标16m,24-30m结垢量基本接近,都大于结垢量300克/米,水冷壁管垢量已经超过DL/T794-2001《火力发电厂锅炉化学清洗导则》的清洗要求,应进行化学清洗。
2)水冷壁管去垢后点蚀现象不明显,发现一根水冷壁管盐酸酸洗去垢后,水冷壁管镀铜明显,根据经验,在水冷壁管垢量超标同时有铜垢的情况,很容易导致因超温爆管事故的发生。
3)垢量测定的结果表明,各炉墙向火侧的垢量很高,且垢量很不均匀。
结垢速率与热负荷有直接的关系,一般结垢速率高的地方,热负荷就高,结垢速率的巨大差别表明水冷壁管的热负荷不均匀。
2二、#31炉水冷壁管垢样成分分析表二氧化物含量Al2O3SiO2P2O5#31炉水冷壁管垢样成分分析SO3K2OCaOTiO2Cr2O3MnO2Fe2O3ZnO5.58.63.61.60.55.40.91.11.570.60.7
从表二垢成分分析结果表明:
1)垢主要成分为铁的氧化物,水冷壁氧化铁垢沉积主要是由于铁的腐蚀沉积而致。
腐蚀原因主要由于机组保养、机组启动期间水质差、正常运行期间因凝汽器腐蚀泄漏、锅炉运行燃烧调整及排污控制等原因引起的。
2)垢成分中硅、磷、钙、硫酸根含量也较大,说明凝汽器泄漏而导致凝结水、给水和炉水变差,只有加大磷酸盐处理形成水渣通过排污才能保证炉水水质合格。
磷、钙的沉积表明锅炉排污的及时性不够。
三、正常运行水质分析序号1除盐水项目二氧化硅(μg/L)导电率(μs/cm)2给水溶解氧(μg/L)PH二氧化硅(μg/L)铁(μg/L)铜(μg/L)3凝结水溶解氧(μg/L)导电率(μs/cm)硬度(μmol/L)4炉水二氧化硅(μg/L)磷酸盐(mg/L)PH5饱和蒸汽二氧化硅(μg/L)导电率(μs/cm)钠(μg/L)6过热蒸汽二氧化硅(μg/L)导电率(μs/cm)钠(μg/L)7发电机定冷水导电率(μs/cm)PH硬度(μmol/L)8循环水结果(最大/最小)7.8/2.70.142/0.05220/79.30/9.0224.4/5.513.9/11.20.3/0.130/100.337/0.2210182.6/27.41.0/0.239.52/9.1033.5/6.40.19.37/3.2529.2/6.20.126.48/2.350.104/0.0968.27/8.020合格率10010094.0110092.3010010010096.4810010010010092.3010095.6293.1610095.6210010010010010010096.2695.9710098.8297.26平均合格率100从表三可知:
正常运行水质合格率高。
但在线化学仪表的准确性和投入率偏低,
不能完全真实反映水汽质量。
四、#31机组启动初期水质报告测定项目表四#31机组启动初期水质报告测定结果启动开2h始0.60.4396.4500.4171.2500.44h0.489.5500.46h0.487.4500.48h0.456.2500.4硬度(≤5umol/L)给水SiO2(≤80ug/L)溶氧(≤30ug/L)凝结水蒸SiO2(≤60ug/L)硬度(≤10umol/L)钠(≤20ug/L)284.3142.690.830.811.029.6汽注:
第8h的测定结果达到正常运行时的标准,本次计为合格。
从表四可看出:
机组启动初期水质合格率低。
五、#31机组凝结水水质异常情况1、2009年2月凝结水导电率有56次大于0.30us/cm,合格率为6.67%。
判断凝结器可能有泄漏。
2月6日#31机组停运,凝结器查漏堵漏2根。
2、2009年3月份凝结水导电率有86次大于0.30us/cm,合格率为70.03%。
3、2009年4月份凝结水导电率有21次大于0.30us/cm,合格率为93.91%。
4、2010年6月13日#31机组停运,凝汽器查漏堵漏甲侧2根。
5、2010年7月30日#31机组启动初期并网8小时后,凝结水、给水仍有硬度在2umol/L,20小时后硬度为0umol/L。
硬度合格率为95.26%。
凝结水导电率11次超标(大于0.30us/cm),导电率的合格率为95.69%6、2011年7月9日#31机组启动初期,凝结水、给水有硬度,连续超标14小时。
7、2011年8月23日~9月1日#31机组运行期间,凝结水导电率上涨并超过0.30us/cm,超标71次,合格率为62.43%.
六、原因分析:
1、凝汽器泄漏。
由于凝汽器的泄漏,循环冷却水进入给水系统,循环冷却水中的碳酸盐进入给水中,这些碳酸盐进入锅炉后,由于炉水温度高,会发生下列反应:
2HCO3-→CO2↑+OHCa(HCO3)→CaCO3↓+CO2↑+H2O2、机组启动频繁,启动初期水质差,凝结水未完全合格就回收,引起炉水水质恶化。
虽加强加药及排污处理,但仍存在炉水水质和蒸汽品质不及时合格现象,一般均需48h后才能合格(导则要求:
机组启动并网后8h,水质应达到运行控制标准)。
3、由于锅炉采用强制循环,锅炉下联箱底部定期排污门仅有一个,启动初期进行了排污。
但机组运行正常、水质合格后,锅炉运行人员很少开启底部排污门进行底部排污,炉水处理过程中生产的水渣无法正常排出,在水冷壁管内形成二次结垢。
5、机组在线化学仪表准确率、投入率偏低,不能真实检测水汽质量,造成判断误差。
6、机组停备用保养有时存在不及时现象。
热力系统的腐蚀产物随给水进入锅炉,而锅炉排污系统因本身原因又无法及时排除,引起二次结垢。
7、由于近年来煤质变化和燃烧器改造,锅炉热负荷中心发生位移,引起锅炉局部过热,极易造成水冷壁管结垢。
8、“盐类隐藏”现象的发生,易造成高热负荷的水冷壁管结垢腐蚀。
当Na3PO4发生暂时消失现象时,在高热负荷的炉管管壁上会形成Na2.85H0.15PO4的固相易溶盐附着物,其析出过程的化学反应为:
Na3PO4+0.15H2O→Na2.85H0.15PO4↓+0.15NaOH这个反应式表明,当Na2.85H0.15PO4的固相物从Na3PO4溶液中析出时,在炉管管壁边界层的液相中,有游离NaOH产生。
9、垢量测定的结果表明,各炉墙向火侧的垢量很高,且垢量很不均匀。
结垢速率与热负荷有直接的关系,一般结垢速率高的地方,热负荷就高,结垢速率的巨大差别表明水冷壁管的热负荷不均匀。
七、处理措施1、由于水冷壁管垢量已经超过DL/T794-2001《火力发电厂锅炉化学清洗导则》的清洗要求,应尽快对锅炉进行化学清洗。
2、由于机组运行已经二十年,已达到铜管的使用寿命,即铜管因水侧电偶腐蚀、点蚀及汽侧氨蚀而引起泄漏的现象不可避免,目前水冷壁管结垢量大主要也是由于凝汽器泄漏所致。
根据其他厂(如广安31#、32#)经验,用不锈钢管取代铜管是可行的,效果良好,这也是根本解决凝汽器泄漏的最佳措施。
3、加强化学在线仪表的维护及改造工作。
特别是关系到凝结水、给水、炉水质量监测的电导率表、表以及凝结水、PH给水溶解氧表必须尽可能准确可靠。
4、加强机组启动前的系统冲洗和换水。
机组启动后,加强凝结水、给水、炉水的取样监督化验、加药处理和锅炉排污(定排和连续排污)。
机组正常运行后,锅炉连续排污门必须保证一定的排污开度进行连续排污,每天在低负荷时时对锅炉炉水定排一次。
5、机组运行期间,加强凝结水水质监督,发现凝汽器泄漏立即汇报并组织堵漏,同时加强炉水处理和锅炉排污(定排、连排)。
加强凝汽器缝停必检工作,尽可能减少机组运行期间凝汽器泄漏。
6、认真抓好机组停备用期间机组的保养工作。
特别是采用热炉放水进行锅炉保养时,必须按照火力发电厂停备用热力设备防锈蚀导则(DL/T956-2005)的要求进行。
7、由于水冷壁管腐蚀结垢速率与热负荷有直接关系,热负荷高的地方,水冷壁管的腐蚀结垢速率就会显著提高,因此,调整改善锅炉的燃烧工况,最大限度地消除水冷壁管的局部过热,从而降低水冷壁管的局部腐蚀结垢速率过高现象。
8、加强机组运行期间的水汽质量监督。
严格按照火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量控制标准(GB/T-2008)要求进行监督和控制,发现异常立即汇报并处理。
八、建议1、在下次停机或机组检修期间对凝汽器铜管进行涡流探伤,以全面掌握凝
汽器铜管的腐蚀情况,并对管壁已经腐蚀穿透或快要穿透的管子进行堵管或更换。
同时建议:
通过収资论证,在可能的条件下,尽早安排将凝汽器铜管更换为不锈钢管。
2、由于目前汽水取样间的在线仪表非常落后,精度也很差,根本不能满足现代大型机组对水汽质量的更高要求,建议对在线仪表进行更换。
3、对锅炉炉水进行优化处理试验,以最大限度减少蒸汽的溶解携带。
4、严格按照化学监督导则和水汽质量标准的要求,做好机组启动期间的化学监督工作,杜绝不合格的给水进入锅炉,以最大限度的减少锅炉的腐蚀结垢速率。
5、做好机组的停用保养工作,以最大限度的减少机组热力系统管道、容器等设备的停用腐蚀。
6、EPRI最新的研究结果表明,热负荷最高的位置腐蚀结垢速率不一定最高。
因此水冷壁割管检查时,最好选取几个不同标高的位置进行割管,以便较全面掌握水冷壁管的腐蚀结垢情况,及早发现问题。
7、核实汽包水位,加强水位控制,以确保机组的安全可靠运行。
8、将锅炉定期排污门、连续排污门(手动门、电动门)和排污扩容器列入缝停必检项目,保证排污系统正常。
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