330MW凝汽式汽轮机凝结水溶氧超标-因分析及处理

马玉祥　孙立明　马耀峰　强玲燕

（华能宁夏大坝发电有限责任公司，宁夏青铜峡751607）

330MW凝汽式汽轮机凝结水溶氧超标-因分析及处理

马玉祥孙立明马耀峰强玲燕

（华能宁夏大坝发电有限责任公司，宁夏青铜峡751607）

在火力发电厂中，凝结水溶氧是凝结水质的重要指标之一。华能宁夏大坝发电有限责任公司300MW凝汽式机组凝结水溶氧超标，该文就负压部分不严密漏入空气、进入凝汽器的补水中含有大量氧气、凝结水过冷却、进入凝汽器的其它疏水含氧量高、凝结水溶氧超标等多种可能性进行分析，找出-因之后，采取在疏水箱上部加装喷淋降温装置等方法，将凝结水溶氧控制在正常范围，保证了机组的安全稳定运行。

汽轮机；凝结水溶氧；超标；-因分析；喷淋降温

在凝汽式发电机组中，作为重要附属设备的凝汽器，作用之一是去除凝结于水中的氧气。凝结水中的溶氧过大，会造成凝结水系统管道及设备的腐蚀，还能使凝结水中形成一些氧化铁离子，这些氧化铁离子进入锅炉设备，会在各受热面沉积、结垢，并引起传热恶化，甚至发生爆管等，严重影响机组的安全运行［1］。故此，凝结水溶氧问题能否处理得当是机组能否安全运行的重要指标之一。众所周知，机组运行中凝结水含氧量一般不得超过30µg/L［2］，但现实生活中随着夏季高峰用电等需求需要机组容量不断增大，溶氧数值超标是汽轮发电机机组难以解决的普遍问题之一。本文根据对华能宁夏大坝发电有限责任公司Ⅱ期#4机组（为上海汽轮机厂生产的300MW凝汽式机组）凝结水溶氧增大分析案例，对问题发生的-因进行了分析，且作了相应处理，不但消除了故障，提高了机组的经济性，同时对同类机组长期安全稳定有效运行具有可资借鉴的意义。

1　设备概况

华能宁夏大坝发电有限责任公司Ⅱ期#4机组为上海汽轮机厂生产的N300—16.7/538/538型亚临界一次中间再热、单轴、双缸、双排气、凝气式汽轮机，型号:N-17650-5，型式:单背压、单壳体、对分双流程、表面式，冷却面积为17650m2，冷却水量为35380T/H，低压缸安全排放时汽侧压力为0.098MPa。设计进水温度为20℃,最高水温为33℃，循环水温升为9.14℃，凝结水过冷却度为≤0.5℃，凝汽器出口凝结水保证氧含量≤25µg/L。为适应经济社会发展和企业快速发展的需要，2013年将机组增容改造为330MW凝汽式汽轮机。

2　凝结水溶氧高对机组的危害

作为氧化反应氧化剂的氧气，其含量在不需要发生氧化反应的地方是要被严格控制的，尤其是发电厂中凝结水、给水、炉水中溶氧的含量更要高标准严控方可。凝结水含氧量过大会对机组安全运行产生一系列危害。

2.1降低机组运行的可靠性

含氧量较高的凝结水通过设备及其附属管道时，会对这些设备造成腐蚀。氧与金属可以形成-电池，使金属产生电化学腐蚀，使各辅助设备的安全性能使用寿命受到影响，从而降低机组运行的可靠性。

2.2降低换热设备的换热效率

汽轮机轴封加热系统采用的是表面式换热器，设备的腐蚀产物附着在换热面上会形成疏松的附着层。同时，凝结水中含氧过多也会使换热面上形成一层薄膜，增加换热热阻，降低轴封加热器的换热效果。

2.3降低机组的安全性

给水溶氧超标会加快给水系统设备及余热锅炉设备腐蚀，影响余热锅炉的安全及经济运行［3］。

3　#4机凝结水溶氧高的-因分析过程

本机组主要采用热力除氧的方法进行除氧，依据道尔顿提出的气体分压力定律，将容器内水表面的混合压力提高到饱和压力，这样水中不凝结气体的表面分压力为零，水中气体就会全部逸出，通过排空气系统再将这些气体排到大气中。但实际运行中由于种种-因，这样的方法不能完全将水中的气体排干净，还有部分残留，比如氧的含量，将会对系统管道产生腐蚀。

2014年3月初，本公司#4机凝结水溶氧超标，在25µg/L到100µg/L之间波动，并且呈现周期性波动，而根据设计数值本公司的凝结水溶氧≤30 µg/L，该数值远远超越了设计值。发现凝结水溶氧超标后，运行人员从现场实际出发，查找、分析可能造成凝结水溶氧高的-因。

3.1凝结水负压部分不严密可能漏入空气

因为本公司#4机组是2013年11月刚刚启动运行的，在启动前检修部辅机班对凝汽器进行了灌水查漏，灌水高度达到了12.6m汽轮机轴封凹窝处，当时没有发现凝汽器负压侧有泄漏现象。汽轮机启动运行后进行真空严密性试验得到的数值是每分钟下降0.06KPa，真空系统严密。本次凝结水溶氧超标后，再次对凝结水负压部分进行了彻底的检查，包括检查凝泵入口门盘根、法兰，调整开大凝泵密封水使其处于轻微冒水状态，检查校紧凝汽器A、B侧热井放水门并检查阀门盘根、法兰盘，检查A、B汽泵、电泵暖泵门负压侧法兰，检查凝结水回收水箱至凝汽器进水门法兰，凝汽器补水调门后截门、旁路门的法兰、盘根等系统的严密性，并且联系检修部辅机班将上述阀门盘根、法兰盘连接处全部用黄油涂抹，处理后经观察凝结水溶氧无变化，排除了该系统有空气漏入的可能性。

3.2进入凝汽器的补水中可能含有大量氧气

凝汽器补水正常采用的是500T除盐水箱补水，500T储水箱房间布置了暖气，冬季室内温度在28℃左右，排除了凝汽器补水温度太低导致补水中溶氧突增的可能性。并且本公司的凝汽器补水采用喷淋加旁路的运行方式，正常运行中采用凝汽器喷淋补水的方式，此路在凝汽器内部设有喷淋设备，除盐水在进入凝汽器后以散雾状喷入，此方法有利于除盐水中的氧气直接从水中分离出来，连带凝汽器内其他不凝结气体一起被真空泵抽走，排到大气中。在分析判断凝结水溶氧高的过程中凝汽器一直采用喷淋补水，系统无变化。

还有一种情况是凝汽器突然大量补水，大量的除盐水进入凝汽器，水中部分氧气来不及分离出来，直接进入凝结水中造成溶氧超标。但运行中凝汽器补水一直比较均衡，未有明显变化。其运行情况如图1所示，因此该因素可以排除。

图1　凝结水系统补水运行图

3.3凝结水可能过冷却

跟之前溶氧正常时比较，循环水量正常，循环水系统运行方式没有发生变化。凝汽器水位一直保持在《汽轮机运行规程》规定的775mm到825mm之间运行［4］，并且调整凝汽器水位凝结水溶氧没有变化。

3.4进入凝汽器的其它疏水可能含氧量高

本公司#4汽轮机凝汽器所收集的其他疏水主要有两条线路，一条线路是锅炉暖风器疏水（冬季为了提高进入空预器的一二次风温，降低冷空气对空预器的低温腐蚀，特在进入空预器前的一二次风管道上加装了暖风器，暖风器为表面式加热器，加热汽源来自辅汽联箱，疏水正常情况下排入凝汽器，以利于回收工质，减少损失，提高机组的经济性）；另一条线路是汽机、锅炉房间的暖气疏水。

为了查找引起凝结水溶氧高的真正-因，采用排查法对以上两路疏水进行排查。首先排查暖风器疏水，将炉侧暖风器疏水至凝汽器疏水手动门、电动门关闭，暖风器疏水由炉侧到地沟，系统切换完毕观察了6小时，凝结水溶氧无变化，将系统恢复至-来的运行方式。

随后排查暖气疏水，将暖气至凝汽器疏水手动门关闭，经观察，凝结水溶氧直接降到了18ug/L以下，凝结水溶氧恢复到了正常值，找到了凝结水溶氧高的-因：冬季天气寒冷时，为了防止冻坏汽机、锅炉房间的设备，暖气压力调的较高（暖气由采暖联箱供汽，是汽暖），暖气疏水回到暖气疏水箱时还有部分蒸汽未充分凝结，不凝结的蒸汽顺着暖气疏水箱的排大气管直接排到了大气中，但进入3月份后环境温度升高，停运了部分暖气，只留了环境温度较低的锅炉零米的部分暖气，并且降低了暖气压力，而喷淋水是手动门，一直还保留着-来的开度。

4　汽轮机凝结水溶氧超标解决方法

由于凝结水是由饱和蒸汽凝结而成，补充的冷却水在降低凝结水温的同时，也使其低于其对应压力下的饱和温度，从而导致凝结水中的氧分子不能有效散逸。故，采用的解决方法是：在疏水箱上部加装水源来自凝结水的喷淋降温装置，通过大量的低温凝结水喷到疏水箱里的方式对暖气疏水进行急剧冷却，从而使凝结水溶氧达到优良值。

5　结论

凝结水溶氧高-因涉及制造、安装、检修、运行等多个环节。本文主要在排除凝结水负压部分不严密漏入空气、进入凝汽器的补水中含有大量氧气、凝结水过冷却等-因外，查找到了进入凝汽器的其它疏水含氧量高这一-因并找到了在疏水箱上部加装水源来自凝结水的喷淋降温装置来对暖气疏水进行了急剧冷却的解决方法，提高了机组真空，取得了实效。通过火电厂节能对标管理技术粗略计算得知，该项技术改造使机组经济性提高0.5%，全年降低成本100万元［6］；更重要的是在节约工质的同时，保证了机组的安全经济运行，还能为同类型机组降低凝结水溶氧提供一定的参考和有益的借鉴。

[1]王国清.汽轮机设备运行技术问答[M].北京:中国电力出版社，2004.

[2]赵之栋.从云冈热电看直接空冷机组减少凝结水溶氧的方法［J］.华北电力技术，2004(5).

[3]汪剑波.汽轮机凝结水溶解氧超标分析及处理［J］，设备管理与维修，2014(S1).

[4]宋德山，赵严峰.道耳顿分压定律的理论证明［J］.天中学刊，2004(5):101-102.

[5]许捷.机组凝结水溶解氧超标-因探究［J］.华东电力，2012，40(4).

[6]李青.公维平.火力发电厂节能和指标管理技术[M].2版.北京:中国电力出版社，2009.

（责任编校：马余平）

The Analysis and Treatment on Reasons of Excessive Dissolved Oxygen in Condensate of 330 MW Condensing Steam Turbine

MA Yu-xiang SUN Li-ming MA Yao-feng QIANG Ling-yan
（Huaneng Ningxia Daba Power Generation Co.Ltd.,Qingtongxia,Ningxia 751607）

In fire power station,dissolved oxygen in condensation is an important indicator of the condensate water quality. The dissolved oxygen of the 300MW water condensing steam turbine in Ningxia Daba Power Generation Limited Company in Huaneng exceeds the standard.In this paper,negative pressure part is not tight leaked into the air,supplemental water into condenser contains a large amount of oxygen,the condensed water is cooled,hydrophobic into condenser contains the high oxygen,and dissolved oxygen exceeds the standard and its possibilities which are analyzed.After finding out the reasons,spray cooling device is added the upper part of the drain tank.Dissolved oxygen in condensate is controlled in the normal range of measures,in order to ensure safe and stable operation of the unit.

turbine;condensate dissolved oxygen;excessive;analysis;spray cooling

TM 311

A

1672-738X(2015)02-0088-03

2015-03-01

马玉祥（1976要），男，宁夏吴忠人，助理工程师，主要从事火电厂集控运行及技术管理工作。