電廠在線化學(xué)儀表與化學(xué)監(jiān)督

1、電廠在線化學(xué)儀表與化學(xué)監(jiān)督第一章 電廠在線化學(xué)儀表在化學(xué)監(jiān)督中的重要作用一、電廠在線化學(xué)儀表在化學(xué)監(jiān)督中的重要作用電廠化學(xué)儀表是電力生產(chǎn)中進(jìn)行水汽品質(zhì)監(jiān)督、開展熱力設(shè)備技術(shù)診斷、建立“專家系統(tǒng)”的主要技術(shù)手段。電廠在線化學(xué)儀表作為機(jī)組熱力系統(tǒng)水汽品質(zhì)的眼睛，其測量的準(zhǔn)確性和可靠性對(duì)于確保機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要作用。1電廠在線化學(xué)儀表在水汽品質(zhì)監(jiān)督中的重要作用機(jī)組水汽系統(tǒng)配置的在線化學(xué)儀表承擔(dān)著直接監(jiān)督水汽品質(zhì)、監(jiān)控化學(xué)加藥量和設(shè)備運(yùn)行狀況、直接監(jiān)視腐蝕速率等任務(wù)，以達(dá)到監(jiān)控給水、凝結(jié)水、爐水、蒸汽、冷卻水的品質(zhì)，防止結(jié)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(jì)運(yùn)行，延長熱力設(shè)

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(jī)組的不斷投入運(yùn)行，對(duì)電廠熱力系統(tǒng)水汽品質(zhì)要求越來越高。如600MW機(jī)組蒸汽鈉含量的標(biāo)準(zhǔn)控制范圍要求小于3.0g/Kg，期望值為小于1.0g/Kg，以預(yù)防汽輪機(jī)發(fā)生積鹽現(xiàn)象。高精度的在線化學(xué)儀表是實(shí)現(xiàn)全密閉式、高精度、痕量級(jí)的及時(shí)、快速和自動(dòng)的監(jiān)測水汽品質(zhì)的唯一手段。電廠在線化學(xué)儀表的準(zhǔn)確性決定化學(xué)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(jié)垢和積鹽問題卻很嚴(yán)重，其根本原因是在線化學(xué)儀表測量不準(zhǔn)確，未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)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(yán)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(shí)際爐水pH值偏低。例如國內(nèi)某電廠兩臺(tái)600MW亞臨界機(jī)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(dǎo)率表測量不可靠，一直未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)該問題，導(dǎo)致汽輪機(jī)高壓缸嚴(yán)重積鹽，汽輪機(jī)效率降低。機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)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(tái)機(jī)組每年多燒煤140000t，按每噸200元計(jì)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(biāo)為8.89.3。由于在線pH表測量的pH值偏低問題未得到及時(shí)發(fā)現(xiàn)，顯示的測量值是在合格范圍

4、內(nèi)，而實(shí)際給水pH值經(jīng)常超過9.5，導(dǎo)致凝汽器銅管汽側(cè)發(fā)生嚴(yán)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(jī)高壓缸積銅垢，降低了汽輪機(jī)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(yùn)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(jié)水在線溶解氧表測量偏低，凝結(jié)水溶解氧長期超標(biāo)問題未及時(shí)發(fā)現(xiàn)，造成凝汽器和低加銅管腐蝕嚴(yán)重。類似的實(shí)例非常多，主要原因是在線化學(xué)監(jiān)測儀表測量不準(zhǔn)確導(dǎo)致化學(xué)水汽品質(zhì)監(jiān)督失去作用。由此可見，提高電廠在線化學(xué)儀表測量準(zhǔn)確性和

5、可靠性，提高化學(xué)監(jiān)督的有效性，及時(shí)發(fā)現(xiàn)水汽品質(zhì)控制上的問題并加以解決，對(duì)發(fā)電廠的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要的意義。2手工取樣測量不能取代在線化學(xué)儀表在電廠化學(xué)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(zhǔn)確測量純水的氫電導(dǎo)率、pH值、溶解氧、鈉濃度等指標(biāo)。取樣測量是間斷性測量，不能及時(shí)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(duì)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(jìn)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(shí)驗(yàn)條件等不能滿足對(duì)純水系統(tǒng)水汽指標(biāo)的準(zhǔn)確及時(shí)監(jiān)控，只能作為一種輔助檢測手段進(jìn)行一些對(duì)實(shí)驗(yàn)

6、條件、測量精度要求一般的檢測項(xiàng)目的定量檢測，無法取代在線化學(xué)儀表的位置。3水汽指標(biāo)監(jiān)督在線儀表化已成為必然的發(fā)展趨勢隨著機(jī)組參數(shù)容量的不斷增大，電廠在線化學(xué)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(yuǎn)程集中控制系統(tǒng)作為一種現(xiàn)代化的技術(shù)管理方法，已經(jīng)在電廠得到了廣泛應(yīng)用，使得電廠化學(xué)水汽指標(biāo)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(jī)組水汽品質(zhì)高度純化條件下對(duì)分析檢測的需求。人工抄表必然要被自動(dòng)化的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所代替，日常的人工生成水汽報(bào)表的低效率工作方式必然要被自動(dòng)化化學(xué)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(xué)儀表是唯一的適應(yīng)于高參數(shù)機(jī)組水汽品質(zhì)監(jiān)控和

7、實(shí)現(xiàn)化學(xué)監(jiān)督自動(dòng)化、信息化的一種化學(xué)監(jiān)督手段，是電廠建立“專家系統(tǒng)”的主要技術(shù)手段。二、電廠在線化學(xué)儀表監(jiān)測點(diǎn)的配置及作用1 機(jī)組水汽系統(tǒng)在線化學(xué)儀表監(jiān)測點(diǎn)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(jī)冷卻塔汽輪機(jī)再熱器省煤器圖1-1 大型汽包機(jī)組水汽循環(huán)系統(tǒng)示意圖機(jī)組水汽系統(tǒng)在線化學(xué)儀表監(jiān)測點(diǎn)配置要求，根據(jù)機(jī)組容量的不同而略有不同。按照發(fā)電廠化學(xué)設(shè)計(jì)規(guī)程的要求，不同形式機(jī)組在線化學(xué)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(jī)組在線化學(xué)儀表配置項(xiàng) 目應(yīng)設(shè)置的取樣點(diǎn)位置超高壓機(jī)組亞臨界機(jī)組配置儀表凝結(jié)水凝結(jié)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(cè)SC；pHSC；pH；SiO2汽包爐水右側(cè)飽和蒸汽飽和蒸汽左側(cè)CCCC；Na飽和蒸汽右側(cè)過熱蒸汽過熱蒸汽左側(cè)CCCC；SiO2；Na過熱蒸汽右側(cè)再熱蒸汽再熱蒸汽出口左側(cè)/CC再熱蒸汽出口右側(cè)疏水高壓加熱器/低壓加熱器/暖風(fēng)器/冷卻水取樣冷卻裝置冷卻水/閉式冷卻水/SC；pH 發(fā)電機(jī)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(dǎo)率儀；O2溶氧表；pHpH表；SiO2硅表； Na鈉表；SC比電導(dǎo)儀； 注2:每個(gè)監(jiān)測項(xiàng)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(jī)組水汽取樣點(diǎn)及在線儀表配置項(xiàng)目取樣點(diǎn)名稱配置儀表凝結(jié)水凝結(jié)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(cè)CC；SC；pH；Na；SiO2 主蒸汽右側(cè)再熱蒸汽左側(cè)CC 再熱蒸汽右側(cè)疏水高壓加熱器SC 低壓加熱器冷卻水發(fā)電機(jī)冷卻水SC；pH 取樣冷卻裝置冷卻水/閉式冷卻水SC；pH 啟動(dòng)分離器排水啟動(dòng)分離器排水CC 凝汽器檢漏裝置凝汽器CC注1: CC一氫電導(dǎo)率儀；O2一溶氧表；pH一pH表；SiO2一硅表；Na一鈉度計(jì)；SC一比電導(dǎo)率表； 注2:每個(gè)監(jiān)測

10、項(xiàng)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(duì)于超超臨界機(jī)組，主蒸汽樣點(diǎn)可設(shè)置氫表。 機(jī)組水汽循環(huán)系統(tǒng)各化學(xué)監(jiān)測點(diǎn)的主要作用見下表。表1-3 機(jī)組水汽循環(huán)系統(tǒng)化學(xué)監(jiān)測點(diǎn)及作用采樣點(diǎn)部位測定參數(shù)主要作用凝汽器熱井電導(dǎo)率監(jiān)測凝汽器泄漏凝結(jié)水泵出口電導(dǎo)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(yùn)行和空氣泄漏情況監(jiān)測給水和凝結(jié)水加氨量 監(jiān)測凝汽器泄漏情況凝結(jié)水精處理出口氫電導(dǎo)率、鈉、二氧化硅、pH值監(jiān)控凝結(jié)水精處理處理設(shè)備的運(yùn)行工況和出口水水質(zhì)除氧器入口電導(dǎo)率、pH值、溶氧監(jiān)測水質(zhì)，監(jiān)測凝結(jié)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(dǎo)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(dǎo)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?xiàng)l件，監(jiān)控加藥量。汽包上部（飽和蒸汽）氫電導(dǎo)率鈉離子、二氧化硅監(jiān)督蒸汽對(duì)爐水中鹽類的攜帶情況主蒸汽管氫電導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)率監(jiān)測低加疏水水質(zhì)。發(fā)電機(jī)冷卻水入口電導(dǎo)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(jié)垢。除鹽水箱出口電導(dǎo)率或鈉、二氧化硅監(jiān)測鍋爐補(bǔ)給水水質(zhì)。2水處理系統(tǒng)化學(xué)儀表配置 表1-4 化學(xué)水處理系統(tǒng)監(jiān)測點(diǎn)及作用序號(hào)儀表名稱規(guī)范測點(diǎn)位置作用1氫電導(dǎo)率表01s/cm010s/cm凝結(jié)水精處理進(jìn)出水母管；凝結(jié)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(yùn)行狀況，監(jiān)控凝汽器泄漏2pH表014中和池出水口凝結(jié)水精處理系統(tǒng)氨型混床出水母管；反滲透進(jìn)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(yùn)行狀況；監(jiān)控精處理系統(tǒng)運(yùn)行狀況；監(jiān)控反滲透系統(tǒng)進(jìn)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(dǎo)率表0100s/cm除鹽系統(tǒng)陰床和混床出口；反滲透出口；凝結(jié)水精處理系統(tǒng)氨型混床出水母管；凝結(jié)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(diǎn)；監(jiān)視精處理系統(tǒng)失效終點(diǎn)。4鈉表0.15000g/L除鹽系統(tǒng)陽床出口凝結(jié)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(diǎn)；監(jiān)視精處理系統(tǒng)失效終點(diǎn)，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(jié)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(diǎn)；監(jiān)視EDI失效終