氨水碱化烘干加真空干燥停炉保护的应用

来源:用户上传      作者:

　　摘 要：锅炉、凝汽器、加热器等热力设备停运期间，如果不采取有效的保护措施，水汽测的金属表面会发生强烈腐蚀。本文在简要介绍目前常用的停炉保护方法的基础上，结合某电厂1、2号机A修化学检查情况，对该厂前后使用的两种停炉保护方案取得的效果进行比较、总结，认为采用“氨水碱化烘干加真空干燥”停炉保护方法取得的效果更明显，适合长时间停运的机组使用。
　　关键词：停炉保护;氨水碱化烘干;真空干燥;设备腐蚀
　　中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）10-0130-02
　　1 概况
　　1.1 机组简介
　　某厂一期工程建设两台600MW机组，锅炉为东方锅炉厂生产的超临界变压直流炉，螺旋水冷壁，汽轮机为上海汽轮机有限公司生产的N600-24.2/566/566汽轮机。给水采用AVT（R）处理方式：加氨调节给水pH值，加联氨辅助除氧。机组停運时，采用氨-联氨钝化加热炉放水的防锈蚀停炉保护方案，通过加大加氨量将pH提高至9.8以上，并根据停运时间长短来确定合适的联氨加入量。
　　1.2 停炉保护的重要性
　　锅炉停用时，如果不采取有效的保护措施，锅炉水汽侧的金属表面会发生严重的溶解氧腐蚀，这种腐蚀称为停用腐蚀。
　　停用腐蚀的危害性有两个方面：一方面，在短期内使停用设备金属表面遭到大面积腐蚀;另一方面，加剧热力设备运行时的腐蚀。因此，在锅炉停用期间，必须对其水汽系统采取保护措施。
　　2 常用停炉保护方法介绍
　　2.1 氨、联氨钝化烘干法
　　锅炉停炉前2h，利用给水、凝水加药系统，向给水、凝水加氨和联氨，提高pH值和联氨浓度，在高温下形成保护膜，然后热炉放水，余热烘干。某电厂投产后即采用此种停炉保护方法，取得了一定的效果，但仍然存在着一定的停用腐蚀，系统铁含量长期居高不下。
　　2.2 氨水碱化烘干法
　　给水采用加氨处理（AVT（O））和加氧处理（OT）机组，在机组停机前4h，停止给水加氧，加大给水氨的加入量，提高系统的pH值，然后热炉放水，余热烘干。
　　2.3 充氮法
　　充氮保护的原理是隔绝空气，锅炉充氮保护有两种方式：
　　（1）氮气覆盖法。锅炉停运后不放水，用氮气来覆盖汽空间。（2）氮密封法。锅炉停运后必须放水，用氮气来密封水汽空间。
　　3 氨水碱化烘干加真空干燥停炉保护方法的应用
　　3.1 方法原理
　　“氨水碱化烘干+真空干燥”停炉保护方法的主要原理是在机组停机前，通过增大给水系统的加氨量，在高温下形成保护膜，然后热炉放水、余热烘干，并利用凝汽器抽真空系统，对锅炉抽真空，以保证锅炉干燥，并将锅内空气相对湿度降至50%以下，或达到环境相对湿度，以此来降低机组停运期间的腐蚀速率，并缩短机组重新开机时的启动时间。
　　3.2 实施过程
　　某电厂在2号机C修、2号机A修停机时均采用了“氨水碱化烘干+真空干燥”停炉保护方法，本文以2号机A修停机来阐述整个停炉保护过程。
　　3.2.1 氨水碱化阶段
　　氨水碱化是在机组停运前（通常2小时前），通过提高给水的PH值，促使金属表面在高温下形成保护膜。
　　为了快速提高给水的pH值，在进行停炉保护时，增大了氨箱氨液浓度，同时退出精处理混床，使pH值较快的提高至9.8以上。
　　3.2.2 热炉放水阶段
　　（1）锅炉停运后，迅速关闭锅炉各风门、挡板，封闭炉膛，防止热量过快散失。（2）当分离器出口压力降至1.0MPa，开启省煤器疏水，分离器出口压力降至0.8MPa，开启水冷壁、过热器、再热器疏水。（3）分离器出口压力降至0.2MPa，开启各受热面排气阀。（4）锅炉热炉放水结束、锅炉无压后，将屏过入口A侧就地压力表、低再入口A侧就地压力表更换为真空表，并将给水控制站后至高压主汽门前及再热器系统中所有不允许在真空条件下工作的压力表和压力变送器的二次阀关闭。
　　3.2.3 真空干燥阶段
　　碳钢腐蚀速率与空气相对湿度的关系见图1，从图中可以看出在空气相对湿度达到60%以上时，腐蚀加剧，空气相对湿度在40%以下时，腐蚀速率较小。因此，在热炉放水后可以对系统进行抽真空，将对应湿度降到40%以下，从而达到了抑制腐蚀的目的。
　　（1）真空干燥系统流程，见图2。（2）2号机抽真空数据记录，表1。（3）真空干燥过程中锅炉真空的变化曲线，图3。
　　在开始建立真空时，由于水汽系统中存在大量的蒸汽和凝结水，被抽走的蒸汽不断被过饱和水闪蒸出的蒸汽补充，随着闪蒸的进行，金属壁温因水的汽化而逐渐下降，水蒸气的饱和压力也随之相应下降，所以在抽真空的起始阶段，锅炉内的真空有所上升，但较缓慢。
　　随着抽真空的不断进行，系统中的水不断汽化并被抽出，金属面趋于干燥。当水被蒸干后，系统中真空上升的速度会明显加快，这是因为被抽走的气体再也得不到蒸汽的补充。
　　所以当系统中真空达到一定值时，空气中相对湿度也会逐渐降低到安全范围。该电厂2号机停炉时凝汽器、屏过入口、低再入口真空达到97、88、83KPa，且保持相对稳定，说明抽真空达到了较好的效果。
　　4 停炉保护效果评价
　　4.1 割管检查效果评价
　　从1、2号机A修割管检查情况对比来看，2号机组A修前停运采用“氨水碱化烘干加真空干燥”停炉保护方法取得了较为明显的效果，机组停运20天后割管，水冷壁、省煤器均未产生明显的腐锈，见图4和图5。
　　4.2 机组开机冲洗至合格耗水、耗时情况检查
　　由开机情况可知采用“氨水碱化烘干+真空干燥”的停炉保护方法后，机组启动时所消耗的除盐水也由4000吨（停运20天以上）左右大幅降至2700吨以下。机组开机时间由原来的40小时左右降至24小时，为机组提前并网创造了条件，并节约了开机费用。
　　5 结语
　　（1）1、2号机A修割管检查情况表明在某电厂采用“氨水碱化烘干+真空干燥”停炉保护方案是可行、有效的，能够切实降低停运设备的腐蚀。建议在机组停用10天及以上停机期间采用。（2）采用“氨水碱化烘干+真空干燥”停炉保护方法可以减少机组启动用水，减少开机时间，其经济效益非常可观。（3）停炉保护效果提高后，必将减少机组腐蚀、结垢量，有利于热力设备能量交换，降低煤耗，且可以降低“四管”泄漏，延长热力设备寿命，其无形的经济效益更高。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/8/view-14877150.htm