氧化铁污堵给水泵滤网原因分析及防范

韩志远

(内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司，内蒙古 呼和浩特 010206)

0 引言

大型火力发电机组热力系统复杂且庞大，热力系统中循环的水质比较纯净缓冲性差，系统中漏入少量的氧气和二氧化碳就会导致热力系统管道腐蚀，腐蚀产物会随着给水进入锅炉引起结垢和腐蚀，危及热力设备的安全。为防止热力系统腐蚀产生的杂质进入锅炉同时避免给水泵损坏，在给水泵前设置了滤网，根据给水泵的结构，将滤网孔径设置为约0.3 mm。给水泵若在运行期间滤网污堵，给水泵就需退出运行对滤网进行清理，对机组安全及经济运行造成极大影响。因此需要对给水泵滤网污堵发生的原因进行深入分析，采取措施避免滤网发生污堵，这对保证机组的安全、经济、稳定运行非常重要。

1 设备概况及存在问题

某厂1号机组锅炉为东方锅炉公司制造的600 MW亚临界、自然循环、前后墙对冲燃烧、一次中间再热、单炉膛平衡通风、全钢构架的∏型汽包炉，与之配套的汽轮机为东方汽轮机厂生产制造的亚临界、直接空冷凝汽式汽轮机。给水泵是上海KSB泵业有限公司生产的卧式多级双壳芯包式，共设计1台电动给水泵2台汽动给水泵，正常工况为汽动给水泵运行，电动给水泵备用。

一般情况下给水泵滤网在正常运行工况下压差均小于15 kPa，但在1号机组运行过程中汽动给水泵(以下简称给水泵)入口滤网差压持续升高，通过对给水泵入口滤网差压趋势进行分析，发现负荷越高入口滤网差压升高越快，平均每天增长约0.4～0.5 kPa，差压上升情况见表1。

表1 给水泵入口滤网压差统计 kPa

给水泵的入口滤网差压在持续增高，2017-12-01滤网压差已经超过最大量程150 kPa，不得不退备给水泵对滤网进行清理。

2 污堵物化学成分分析

堵塞物是红棕色粉末状，给水泵滤网堵塞物取样经X-射线荧光能谱仪分析，通过分析可知堵塞物主要化学成分是四氧化三铁(Fe3O4)，分析结果见表2。

表2 滤网堵塞物化学成分分析结果 %

3 滤网氧化铁污堵机理分析

1号机组停备检修时对除氧器内部进行检查未发现有锈蚀及沉积物。

3.1 滤网及骨架材质

通过对滤网及骨架材质的光谱分析确认其为TP304不锈钢是非磁性的，具体成分如表2所示。

表2 滤网及骨架材质的光谱分析结果 %

3.2 磁棒磁性检查

1号机组凝汽器热井中的磁棒是由不锈钢管内套装多块磁石(材料：钕铁硼)，磁石之间加导磁板、封堵而构成。如果不锈钢棒的焊点、接头等部位发生泄漏，水渗漏到磁棒内，磁石遇水就会腐蚀，腐蚀产物溶出并带有磁性。磁棒吸铁，应呈“冰糖葫芦状”，否则，就可以确定磁棒损坏漏水，通过检查并未发现大量磁棒有失磁现象，但磁棒氧化铁已经吸满，吸附能力减弱。

3.3 凝结水精处理出水及给水含铁量影响

如果凝结水精处理出水和给水加氨量不足或不稳定，将会出现低压给水含铁量升高的现象，但该机组凝结水和给水加氨量控制稳定，通过定期检测凝结水精处理出水的铁均在5 μg/L以下。

3.4 滤网污堵物成因分析

根据滤网污堵的物取样分析结果，主要成分是Fe3O4，它是磁性的、易自身吸附并粘结的微小颗粒。产生Fe3O4的主要原因是给水中氧浓度低。而在有适当的溶解氧浓度的情况下，铁的腐蚀产物是三氧化二铁(α-Fe2O3)，是非磁性的，不易粘结。目前GB/T 12145—2016《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》及DL/T 805.4—2016《火电厂汽水化学导则 第4部分：锅炉给水处理》均规定，给水采用AVT(O)时，需要控制给水溶解氧小于10 μg/L。标准没有规定下限，只规定了上限但并不是“溶解氧越低越好”，因为低氧更容易使铁腐蚀产物的溶出、沉积、粘结。

通过上述分析，确定是凝结水和低压给水管道的腐蚀形成的氧化铁细小颗粒在给水泵滤网聚集造成污堵。

4 应对措施

(1) 除氧器内加装高温磁棒。进入除氧器的各种疏水含铁量较高，加之来自空冷凝汽器及低加给水系统含铁量也相对较高，可以在除氧器水箱安装耐高温的除铁装置吸附氧化铁颗粒。

(2) 提高除氧器出水溶解氧的浓度。根据GB/T 12145—2016《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》及DL/T 805.4—2016《火电厂汽水化学导则 第4部分：锅炉给水处理》的规定，需要控制给水氧浓度，而并非控制除氧器出口氧浓度，在凝结水溶解氧不是很高(30 μg/L左右)的情况下，除氧器排气门基本可以完全关闭或微开，只要给水溶氧合格，就可以减缓给水系统的腐蚀。

(3) 除氧器水箱防腐。由于除氧器在压力约为0.8 MPa，温度为170～180 ℃的条件下运行，需要对除氧器水箱内部防腐时，要对防腐材料的适用条件(温度，附着力)进行严格的监督。

(4) 给水加药控制。采用凝结水精处理出水加氨或凝结水加氨量达到总加氨量的90 %以上，pH值宜控制在9.4左右，可减少低压给水系统的腐蚀。

(5) 停机检查。利用机组停备和检修机会检查凝汽器热井磁棒的吸附情况，并及时清理磁棒上吸附的铁的氧化物，以恢复其正常吸附功能，对存在问题的磁棒进行更换。每次机组停机，应清理磁棒吸附的铁的腐蚀产物，否则长时间运行可能会使吸附的氧化铁重新进入到给水中。

5 结论

(1) 给水泵滤网堵塞物主要来源于凝结水和低压给水管道的腐蚀产物形成的颗粒状铁的氧化物。

(2) 通过调节低压给水加氨提高低压给水pH值减轻低压给水管道的腐蚀，从而抑制铁的氧化物生成造成给水泵入口滤网污堵。

(3) 保证凝结水磁性除铁棒处于良好的可吸附状态，减少凝结水携带铁的氧化物。