浅谈空冷机组化学专业的几个问题

电力18讯：    我国北方地区干旱少雨,缺水情况十分严重。空冷机组因其卓越的节水性能而备受青睐,华北地区近期进行300MW以上火力发电机组选型时,空冷机组往往做为首选。
    山西大唐云冈热电有限责任公司一期工程建设2台200MW空冷供热机组。该机组设有100%凝结水精处理系统。
    笔者于2003年参加了该厂化学专业的调试工作,碰到了一些该类型机组所特有的问题,在综合考虑其特点后,进行了有针对性的处理,从化学专业的角度保证了机组的安全、稳定运行。
1　直接空冷机组凝结水水质特点
1.1　凝结水含盐量低且稳定
    由于采用空气冷却,不存在常规水冷式机组凝汽器泄漏,污染凝结水的问题,因此其凝结水含盐量明显低于常规水冷机组,数值大小仅决定于蒸汽品质及系统腐蚀产物。
1.2　凝结水温度高
    由于空冷机组的背压比水冷机组高,所以空冷机组凝结水温度比水冷机组要高,一般空冷机组凝结水温度可达60～70℃,比大气环境温度高出30～40℃。因此,凝结水如采用离子交换处理,其所用树脂必须耐温性能好。
1.3　空冷系统庞大,导致铁、CO2等含量高
    空冷机组由于冷却面积和系统庞大,且在高真空条件下工作,因此漏入空气的机会增多凝结水中CO2(HCO-3)含量增加;也正因为其系统庞大,凝结水中金属腐蚀产物(铜、铁)增多(特别是试运期间)。

2　问题及分析
2.1　基建调试阶段空冷系统冲洗的化学监督
    鉴于空冷系统庞大和其本身的特点,在该机组的调试过程中,专设了空冷系统热态冲洗这一步骤。空冷系统热态冲洗时,将所有散热器管道分成6组。电建公司安装的相关临时系统使冲洗水直接排放,当冲洗某1组时,其余5组保证有少量蒸汽通过即可,以便防冻。6组相互切换冲洗,且尽量保证通过散热器管道的蒸汽流量与正常运行时相同,以保证冲洗效果。
    对于冲洗合格的指标,外国专家提出的标准为:悬浮物含量(质量浓度,下同)不大于10mg/L,对铁含量没有要求。如果悬浮物含量不大于10mg/L时结束空冷系统冲洗,则其出水铁含量仍然远高于精处理入口水质要求的1000μg/L的标准,这就造成机组后续进行整套启动时,空冷凝结水仍不能回收,只能冲洗排放。如强制回收,容易污染树脂且精处理来不及再生。
    针对该机组工期紧的现状和空冷系统的冲洗方法,我们推荐:在管组切换之前采样,平均每2～4h采样一次,冲洗后期采样需更加频繁;空冷塔冲洗出水合格标准为铁含量小于1000μg/L,即精处理允许投入的最恶劣工况,这样空冷塔冲洗结束以后,凝结水可直接利用精处理进行回收。数据分析表明,对于该台机组,当冲洗出水达到悬浮物含量小于10mg/L标准之后,如机组运行顺利,仅需要1天左右的时间,即可达到铁含量小于1000μg/L的标准。
    该机组在空冷冲洗阶段,化学专业还建议:在锅炉、汽机运行工况允许、化学水质合格的条件下,可尽量提高锅炉温度和压力,以便机组提前进入洗硅工序,所以本期工程在空冷冲洗中、后期,汽包压力大致维持在10.0MPa以上。空冷冲洗完毕后,机组真正的带负荷洗硅时间只需2～3天,相对于水冷机组而言,缩短了洗硅时间,说明此举效果较好,缩短了工期。
2.2　凝结水系统溶氧严重超标
    该厂机组补水方式为:除盐水直接补至空冷系统的凝结水箱。基建调试阶段补水频繁,所以导致凝结水溶氧一直严重超标(大于1000μg/L),如按常规加药方法处理,容易造成凝结水系统和低压给水系统严重腐蚀,结合该系统为无铜系统,故控制凝结水pH在9.2以上,以减少系统腐蚀。
    机组投入正常运行以后,凝泵出口溶氧量一直为200～400μg/L。分析认为溶氧量大可能与机组正常补水、空气进入凝结水系统设备以及庞大的空冷系统有关。所以,就机组目前的运行方式而言,存在着凝结水溶氧量超标的问题。
    国外常规的补水做法为:将机组补水管路接至空冷塔入口,且成雾状喷入。但由于除盐水泵容量偏小,本工程未能实现。
    综上所述,要解决直接空冷机组凝结水的溶氧问题难度比较大,还需结合国内外运行经验进一步研究,认真分析症结所在,逐个环节突破,以找出最佳方案最终解决问题。
    注:虽然凝结水系统溶氧量严重超标,但经过除氧器除氧之后,给水的溶氧量能稳定地控制在标准范围之内。
2.3　精处理出口铁含量偏高
    该厂精处理为阴、阳分床式除盐设备,在机组调试期间直至目前正常运行,凝结水精处理出口的铁含量一直超标,调试期间约为20μg/L,正常运行期间约为10μg/L。
    基建调试期间,精处理出口的铁含量一直超标,可认为是空冷系统冲洗时蒸汽冲洗不彻底,空冷系统的铁被蒸汽陆续带出造成的。但机组投入正常运行较长时间后,出口铁含量仍<