電廠在線化學儀表與化學監(jiān)督

1、電廠在線化學儀表與化學監(jiān)督第一章 電廠在線化學儀表在化學監(jiān)督中的重要作用一、電廠在線化學儀表在化學監(jiān)督中的重要作用電廠化學儀表是電力生產(chǎn)中進行水汽品質(zhì)監(jiān)督、開展熱力設備技術診斷、建立“專家系統(tǒng)”的主要技術手段。電廠在線化學儀表作為機組熱力系統(tǒng)水汽品質(zhì)的眼睛，其測量的準確性和可靠性對于確保機組安全經(jīng)濟運行具有重要作用。1電廠在線化學儀表在水汽品質(zhì)監(jiān)督中的重要作用機組水汽系統(tǒng)配置的在線化學儀表承擔著直接監(jiān)督水汽品質(zhì)、監(jiān)控化學加藥量和設備運行狀況、直接監(jiān)視腐蝕速率等任務，以達到監(jiān)控給水、凝結水、爐水、蒸汽、冷卻水的品質(zhì)，防止結垢、積鹽，減緩熱力系統(tǒng)中金屬部件的腐蝕，保證系統(tǒng)的安全經(jīng)濟運行，延長熱力設

2、備的檢修周期和使用壽命的目的。近年來，隨著高參數(shù)、大容量火力發(fā)電機組的不斷投入運行，對電廠熱力系統(tǒng)水汽品質(zhì)要求越來越高。如600MW機組蒸汽鈉含量的標準控制范圍要求小于3.0g/Kg，期望值為小于1.0g/Kg，以預防汽輪機發(fā)生積鹽現(xiàn)象。高精度的在線化學儀表是實現(xiàn)全密閉式、高精度、痕量級的及時、快速和自動的監(jiān)測水汽品質(zhì)的唯一手段。電廠在線化學儀表的準確性決定化學水汽品質(zhì)監(jiān)督的有效性。許多電廠水汽品質(zhì)合格率很高，但腐蝕結垢和積鹽問題卻很嚴重，其根本原因是在線化學儀表測量不準確，未能及時發(fā)現(xiàn)問題，造成了巨大的經(jīng)濟損失。例如某電廠爐水pH值監(jiān)測儀表測量值一直在9.29.8的范圍，卻發(fā)生嚴重的腐蝕；手

3、工分析酚酞堿度經(jīng)常為零，說明pH測量儀表測量值偏高，實際爐水pH值偏低。例如國內(nèi)某電廠兩臺600MW亞臨界機組2004年底相繼底投產(chǎn)，由于汽包汽水分離裝置缺陷，使飽和蒸汽中大量帶水。由于飽和蒸汽在線鈉表和電導率表測量不可靠，一直未能及時發(fā)現(xiàn)該問題，導致汽輪機高壓缸嚴重積鹽，汽輪機效率降低。機組滿負荷運行時的蒸汽流量從投產(chǎn)初期的1790t/h（額定蒸發(fā)量），增加到1900t/h以上，兩臺機組每年多燒煤140000t，按每噸200元計算，每年損失2800萬元。例如國內(nèi)某電廠凝汽器管為黃銅管，給水pH值控制指標為8.89.3。由于在線pH表測量的pH值偏低問題未得到及時發(fā)現(xiàn)，顯示的測量值是在合格范圍

4、內(nèi)，而實際給水pH值經(jīng)常超過9.5，導致凝汽器銅管汽側發(fā)生嚴重的氨腐蝕，不僅造成更換凝汽器管的直接損失，還造成汽輪機高壓缸積銅垢，降低了汽輪機效率，造成巨大損失。例如國內(nèi)某電廠300MW汽包爐，在線pH表測量值偏高，測量顯示pH值始終大于9.0（合格），運行兩年后割管檢查發(fā)現(xiàn)大量水冷壁管發(fā)生酸性腐蝕，造成重大損失。經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，爐水pH值經(jīng)常低于8.3，爐水酚酞堿度為零。某電廠凝結水在線溶解氧表測量偏低，凝結水溶解氧長期超標問題未及時發(fā)現(xiàn)，造成凝汽器和低加銅管腐蝕嚴重。類似的實例非常多，主要原因是在線化學監(jiān)測儀表測量不準確導致化學水汽品質(zhì)監(jiān)督失去作用。由此可見，提高電廠在線化學儀表測量準確性和

5、可靠性，提高化學監(jiān)督的有效性，及時發(fā)現(xiàn)水汽品質(zhì)控制上的問題并加以解決，對發(fā)電廠的安全經(jīng)濟運行具有重要的意義。2手工取樣測量不能取代在線化學儀表在電廠化學監(jiān)督中的重要位置傳統(tǒng)的手工取樣測量已經(jīng)不能準確測量純水的氫電導率、pH值、溶解氧、鈉濃度等指標。取樣測量是間斷性測量，不能及時發(fā)現(xiàn)水樣間斷期間出現(xiàn)的水質(zhì)異常情況，如蒸汽間斷性帶水、精處理系統(tǒng)間斷釋放陰離子、水汽系統(tǒng)間斷性污染等等。對于濱海電廠，由于空氣濕度大、含鹽分較高，更不能用手工取樣分析方法進行水汽中痕量離子的測定。所以，傳統(tǒng)的手工取樣測量因操作方式、實驗條件等不能滿足對純水系統(tǒng)水汽指標的準確及時監(jiān)控，只能作為一種輔助檢測手段進行一些對實驗

6、條件、測量精度要求一般的檢測項目的定量檢測，無法取代在線化學儀表的位置。3水汽指標監(jiān)督在線儀表化已成為必然的發(fā)展趨勢隨著機組參數(shù)容量的不斷增大，電廠在線化學儀表的配置在數(shù)量和規(guī)模上不斷增多和完善，電廠信息化遠程集中控制系統(tǒng)作為一種現(xiàn)代化的技術管理方法，已經(jīng)在電廠得到了廣泛應用，使得電廠化學水汽指標監(jiān)督在線儀表化成為必然發(fā)展趨勢。傳統(tǒng)的人工取樣分析已不能滿足高參數(shù)機組水汽品質(zhì)高度純化條件下對分析檢測的需求。人工抄表必然要被自動化的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所代替，日常的人工生成水汽報表的低效率工作方式必然要被自動化化學監(jiān)督數(shù)據(jù)信息管理系統(tǒng)所代替。在這種情況下，在線化學儀表是唯一的適應于高參數(shù)機組水汽品質(zhì)監(jiān)控和

7、實現(xiàn)化學監(jiān)督自動化、信息化的一種化學監(jiān)督手段，是電廠建立“專家系統(tǒng)”的主要技術手段。二、電廠在線化學儀表監(jiān)測點的配置及作用1 機組水汽系統(tǒng)在線化學儀表監(jiān)測點配置及作用汽包過熱器高加給水泵除氧器低加精處理凝泵凝汽器發(fā)電機冷卻塔汽輪機再熱器省煤器圖1-1 大型汽包機組水汽循環(huán)系統(tǒng)示意圖機組水汽系統(tǒng)在線化學儀表監(jiān)測點配置要求，根據(jù)機組容量的不同而略有不同。按照發(fā)電廠化學設計規(guī)程的要求，不同形式機組在線化學儀表的基本配置情況見表1-1和表1-2。表1-1 汽包鍋爐機組在線化學儀表配置項 目應設置的取樣點位置超高壓機組亞臨界機組配置儀表凝結水凝結水泵出口CC；O2 CC；O2；SC 給水除氧器出口O2

8、O2 省煤器入口CC；pH CC；SC；pH 爐水汽包爐水左側SC；pHSC；pH；SiO2汽包爐水右側飽和蒸汽飽和蒸汽左側CCCC；Na飽和蒸汽右側過熱蒸汽過熱蒸汽左側CCCC；SiO2；Na過熱蒸汽右側再熱蒸汽再熱蒸汽出口左側/CC再熱蒸汽出口右側疏水高壓加熱器/低壓加熱器/暖風器/冷卻水取樣冷卻裝置冷卻水/閉式冷卻水/SC；pH 發(fā)電機冷卻水/SC；pH 生產(chǎn)回水返回水管或返回水箱出口/凝汽器檢漏裝置凝汽器CC 注1: CC氫電導率儀；O2溶氧表；pHpH表；SiO2硅表； Na鈉表；SC比電導儀； 注2:每個監(jiān)測項目的樣品流量根據(jù)儀表制造商要求確定；注3:硅表可選擇多通道儀表，但爐水不

9、得與給水或蒸汽共用1塊硅表。表1-2 直流爐機組水汽取樣點及在線儀表配置項目取樣點名稱配置儀表凝結水凝結水泵出口CC；SC；O2；Na 給水除氧器入口CC；SC；pH；O2 除氧器出口O2 省煤器入口CC；SC；pH；O2；SiO2 蒸汽主蒸汽左側CC；SC；pH；Na；SiO2 主蒸汽右側再熱蒸汽左側CC 再熱蒸汽右側疏水高壓加熱器SC 低壓加熱器冷卻水發(fā)電機冷卻水SC；pH 取樣冷卻裝置冷卻水/閉式冷卻水SC；pH 啟動分離器排水啟動分離器排水CC 凝汽器檢漏裝置凝汽器CC注1: CC一氫電導率儀；O2一溶氧表；pH一pH表；SiO2一硅表；Na一鈉度計；SC一比電導率表； 注2:每個監(jiān)測

10、項目的樣品流量為300500ml/min，或根據(jù)儀表制造商要求；注3:硅表可選擇多通道儀表；注4：對于超超臨界機組，主蒸汽樣點可設置氫表。 機組水汽循環(huán)系統(tǒng)各化學監(jiān)測點的主要作用見下表。表1-3 機組水汽循環(huán)系統(tǒng)化學監(jiān)測點及作用采樣點部位測定參數(shù)主要作用凝汽器熱井電導率監(jiān)測凝汽器泄漏凝結水泵出口電導率溶氧pH值鈉、二氧化硅監(jiān)測凝汽器泄漏監(jiān)視熱井除氣裝置的運行和空氣泄漏情況監(jiān)測給水和凝結水加氨量 監(jiān)測凝汽器泄漏情況凝結水精處理出口氫電導率、鈉、二氧化硅、pH值監(jiān)控凝結水精處理處理設備的運行工況和出口水水質(zhì)除氧器入口電導率、pH值、溶氧監(jiān)測水質(zhì)，監(jiān)測凝結水系統(tǒng)的密封性。除氧器出口溶氧監(jiān)控除氧器的除

11、氧效果省煤器入口（高壓加熱器出口）電導率、pH值、二氧化硅、聯(lián)氨監(jiān)測給水水質(zhì)、加NH3劑量監(jiān)控加N2H4劑量汽包下部（爐水）電導率二氧化硅pH值磷酸根監(jiān)視爐水含鹽量、決定排污。保證蒸汽品質(zhì)控制爐水pH值，防腐蝕。保證磷酸鹽處理條件，監(jiān)控加藥量。汽包上部（飽和蒸汽）氫電導率鈉離子、二氧化硅監(jiān)督蒸汽對爐水中鹽類的攜帶情況主蒸汽管氫電導率鈉離子、pH值、二氧化硅 氫監(jiān)督蒸汽品質(zhì)指示鍋爐腐蝕速度高壓加熱器疏水出口電導率監(jiān)測高加疏水水質(zhì)，監(jiān)控高加汽測的腐蝕情況。低壓加熱器疏水出口電導率監(jiān)測低加疏水水質(zhì)。發(fā)電機冷卻水入口電導率、pH值監(jiān)測內(nèi)冷水水質(zhì)，防止內(nèi)冷水系統(tǒng)腐蝕。循環(huán)冷卻水pH值監(jiān)控循環(huán)水堿度，監(jiān)控

12、循環(huán)水加酸量，防止系統(tǒng)腐蝕結垢。除鹽水箱出口電導率或鈉、二氧化硅監(jiān)測鍋爐補給水水質(zhì)。2水處理系統(tǒng)化學儀表配置 表1-4 化學水處理系統(tǒng)監(jiān)測點及作用序號儀表名稱規(guī)范測點位置作用1氫電導率表01s/cm010s/cm凝結水精處理進出水母管；凝結水精處理混床出口、粉末樹脂覆蓋過濾器出口及陰床出口。監(jiān)控精處理系統(tǒng)運行狀況，監(jiān)控凝汽器泄漏2pH表014中和池出水口凝結水精處理系統(tǒng)氨型混床出水母管；反滲透進口；循環(huán)水處理系統(tǒng)弱酸離子交換器出口母管監(jiān)控廢水處理系統(tǒng)運行狀況；監(jiān)控精處理系統(tǒng)運行狀況；監(jiān)控反滲透系統(tǒng)進水酸堿度，以防膜損壞；監(jiān)控循環(huán)水弱酸床失效狀況。3（比）電導率表0100s/cm除鹽系統(tǒng)陰床和混床出口；反滲透出口；凝結水精處理系統(tǒng)氨型混床出水母管；凝結水精處理陰床出口監(jiān)控陰床、混床、反滲透出水水質(zhì)，監(jiān)視失效終點；監(jiān)視精處理系統(tǒng)失效終點。4鈉表0.15000g/L除鹽系統(tǒng)陽床出口凝結水精處理系統(tǒng)陽床出口和混床出口監(jiān)視陽床失效終點；監(jiān)視精處理系統(tǒng)失效終點，監(jiān)視凝汽器泄漏。5硅表0200g/L除鹽系統(tǒng)陰床出口、混床出口EDI出口凝結水精處理系統(tǒng)混床出口、粉末樹脂覆蓋過濾器出口、陰床出口及出口母管。監(jiān)視陰床、混床失效終點；監(jiān)視EDI失效終