660?MW超临界直流火电机组给水采用全自动保护加氧的优点

高起升

[摘    要]我国自20世纪80年代起，有些电厂开始引进锅炉给水加氧处理技术，一般采用锅炉加氧处理的机组均为超-超临界机组，此类机组采用给水加氧处理可大大提高机组的安全性和经济性。给水采用加氧处理的目的是通过改变给水处理方式，降低锅炉给水的含铁量和抑制炉前系统（特别是锅炉省煤器入口管和高压加热器管的流动加速情况下）腐蚀，达到降低锅炉水冷壁管氧化铁的沉积速率和延长锅炉化学清洗周期的目标。文章结合运行经验，对直流锅炉给水采用全自动保护加氧技术的工艺流程，给水全自动加氧的效果，给水全自动加氧的目的以及优势进行阐述。

[关键词]660 MW机组;给水处理;全保护自动加氧

[中图分类号]TM621 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）09–00–02

[Abstract]Since the 1980s and 1990s， individual power plants have begun to introduce boiler feedwater oxygenation treatment technology. Generally， the units that use boiler oxygenation treatment are ultra-supercritical units. The use of feedwater oxygenation treatment for such units can greatly improve the units performance. Safety and economy. The purpose of oxygen treatment for feed water is to reduce the iron content of the boiler feed water and inhibit the corrosion of the boiler front system （especially when the flow of the boiler economizer inlet pipe and the high pressure heater pipe is accelerated） by changing the feed water treatment method to reduce the corrosion. The deposition rate of iron oxide in boiler water wall tubes and the goal of prolonging the boiler chemical cleaning cycle. Combining operating experience， the process flow of once-through boiler feed water adopting automatic protection and oxygenation technology， the effect of automatic oxygenation of feed water， the purpose and advantages of automatic oxygenation of feed water are explained.

[Keywords]660 MW unit; feedwater treatment; full protection automatic oxygenation

660 MW及以上容量超臨界直流炉通常选用的水化学工况有全挥发处理（AVT-R或AVT-0）、加氧处理（OT）、精准加氧处理。AVT-R或AVT-0通过给水加氨的方式提高pH至9.0以上，再通过化学除氧、热力除氧除去锅炉给水中的溶解氧，达到预防和降低锅炉腐蚀的目的，但运行情况表明其所带来的给水系统流动加速腐蚀（FAC）现象严重。给水加氧处理技术（高氧或低氧处理技术）有效解决了上述问题，然而OT技术在国产化应用过程中，由于加氧量控制技术的不成熟，使得过热器中蒸汽氧含量超标，进而带来氧化皮的生成和脱落问题。近几年，全保护自动加氧（FPOT）技术在多台600 MW及以上容量超（超）临界直流炉得到了应用。FPOT通过精准控制加氧量使得加入的氧气仅存在于给水侧，而蒸汽侧无氧，在有效解决给水系统流动加速腐蚀问题的同时，又能够避免残余氧气进入蒸汽侧带来的氧化皮产生及脱落问题。

华能陕西秦岭发电有限公司#7、#8机组锅炉为东方锅炉集团公司引进日立技术生产制造的超临界变压直流本生型锅炉，其型号为DG2141/25.4-Ⅱ6型，采用单炉膛，一次中间再热，尾部双烟道结构。本锅炉为空冷干式固态排渣，全钢构架，全悬吊结构、露天布置。汽轮机为东方汽轮机有限公司引进日立技术生产制造的超临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、间接空冷凝汽式汽轮机，汽轮机型号为NJK622-24.2/566/566，设计额定出力为622 MW，最大连续出力为668 MW。发电机为东方电机集团公司生产的QFSN-660-2-22型三相同步汽轮发电机，额定有功功率660 MW，额定定子电压22 kV，额定定子电流19245 A，功率因数0.9（滞后），发电机效率≥98.95%（满载）。

机组受热面、管道主要材质：给水管道15NiCuMoNb5-6-4，低压加热器SA688-TP304，除氧器Q345R，高压加热器SA5556GrC2，省煤器SA-210C/12Cr1MoVG，启动分离器12Cr1MoVG，过热蒸汽管道A335P92，凝汽器管束TP304，螺旋管水冷壁12Gr1MoVG，垂直水冷壁12Gr1MoVG/12Gr1MoV/SA-213T91，低温过热器12Gr1MoVG/15CrMoG，平时过热器SA-213T91/SA-213T92/S30432，高温过热器SA-213T92/SA-213TP310HCbN/S30432，低温再热器12Gr1MoVG/SA-210C/SA-213TP91，高温再热器S30432/SA-213TP310HCbN。

1 加氧处理的必要性及发展历程

（1）为了降低锅炉给水的含铁量和抑制炉前系统（特别是锅炉省煤器入口管和高压加热器管的流动加速情况下）腐蚀，达到降低锅炉水冷壁管氧化铁的沉积速率和延长锅炉化学清洗周期的目标，DL/T 805.4—2004《火电厂汽水化学导则第4部分：锅炉给水处理》给出了锅炉给水处理的三种方式：还原性全挥发处理[AVT（R）]、氧化性全挥发处理[AVT（O）]、加氧处理（OT）。

（2）采用AVT（R）处理方式的600MW及以上超临界直流炉机组情况，存在以下共性问题。

①汽轮机叶片积盐速率高，水冷壁、省煤器的沉积速率高;

②机组化学清洗的平均周期在2～3年;

③给水泵压头升高，能耗增加，机组运行的经济性降低;

④AVT工况下，化学加氨量较大，凝结水精处理混床运行周期短（AVT工况下氢型混床周期制水量通常为8万t左右、频繁再生、酸碱耗高、自用水耗高、废液排放量大等）。

（3）采用OT处理方式的600 MW及以上超临界直流炉机组情况，存在以下共性问题。

①蒸汽过氧条件下氧化皮问题;

②给水加氧（OT）一旦操作不当或运行条件不满足要求，不但不能减缓氧化皮的生成、脱落，反而会造成腐蚀加剧。

（4）最新技术采用FPOT处理方式的600 MW及以上超临界直流炉机组的优点：

①采用自动加氧系统，通过先进算法和软件实现精准加氧，优化精准加氧，实现蒸汽系统无氧状态。

②通过精准控制加氧量使得加入的氧气仅存在于給水侧，而蒸汽侧无氧，在有效解决给水系统流动加速腐蚀问题的同时，又能够避免残余氧气进入蒸汽侧带来的氧化皮产生及脱落问题。如图1所示。

加氧量的调整的改变，标志着行业对溶氧对氧化皮生长、剥落的影响观念的改变，从高氧处理到低氧技术的改变。

2 FPOT工艺流程

FPOT通过向凝结水泵入口、除氧器下降管、高压加热器汽侧加氧，保持给水和高压加热器疏水均含有低浓度溶解氧，兼顾炉前给水系统、高压加热器汽侧的防腐，同时由于过热蒸汽中氧的浓度接近于零，能够有效减缓氧化皮集中脱落的风险。FPOT技术是解决超（超）临界机组水汽系统腐蚀、结垢，提高机组运行经济性的非常安全的处理方法。

2.1 凝结水加氧装置

凝结水常压自动加氧装置加氧点位于凝结水泵入口凝结水母管上，加氧点位置为负压工况，装置利用自吸式原理，将常压空气自动、稳定、连续地吸入凝结水侧。

2.2 给水及高压加热器疏水自动加氧装置

高压给水系统加氧点位于除氧器下降管，高压加热器疏水系统加氧点位于1号高压加热器抽汽母管。给水及高压加热器疏水加氧为两个独立的加氧系统，就地分别设置安全柜，以满足系统需求。给水及高压加热器疏水自动加氧装置配备高压自动供气系统，由两台空压机、两个储气罐及相应的阀门、安全阀等组成，空压机将压缩空气源源不断地打入储气罐中，实现对给水侧和高压加热器疏水侧的连续稳定供气。

3 FPOT效果

FPOT效果参数见表1。

割管位置：2016年5月，水冷壁：左墙从东往西数第55根，标高56.00 m;省煤器：入口后墙从北往南第42排，从下往上数第1根。标高48.00 m。

2020年3月，水冷壁：前墙，标高42.00 m;省煤器：入口左侧第三排第一根，标高48.00 m，见表2。

4 结束语

机组实施FPOT后可以保证安全运行，FPOT能够抑制给水系统、高压加热器疏水系统流动加速腐蚀，有效缓解过热器、再热器氧化皮集中脱落风险，系统运行安全、稳定、可靠。

参考文献

[1] 火电厂汽水化学导则第4部分锅炉给水处理：DL/T 805.4—2016[S].

[2] 王喜林，李爱丽，任海波.超临界机组给水弱氧化性处理技术应用探讨[J].电力安全技术，2018，20（10）：28-32.

[3] 李俊菀，曹杰玉，刘玮，等.改进型低氧处理精确加氧技术在超超临界机组的应用[J].中国电力，2016，49（11）：149-152.