凝结水溶解氧含量偏高原因分析及处理措施.docx

    凝结水溶解氧含量偏高原因分析及处理措施    王立华摘 要：凝结水溶解氧是化学监督的一项重要指标，溶解氧直接或间接来源于大气，通过水侧或汽侧进入凝结水影响凝结水溶解氧的因素很多，日常工作中应加强监督，做好超前预防发生溶解氧偏高时，应综合判断，尽快分析查找出漏点，并及时进行相应处理Key：凝结水;溶解氧;原因;处理：TM621 ：A ：1003-5168（2019）22-0066-03Cause Analysis and Treatment Measures of of High DissolvedOxygen Content in CondensateWANG LihuaAbstract： Dissolved oxygen in condensate is an important indicator of chemical supervision. Dissolved oxygen comes directly or indirectly to the atmosphere and enters condensate through the water side or steam side. There are many factors affecting the dissolved oxygen in condensate. In daily work， supervision and adjustment should be strengthened to prevent advance prevention. When the dissolved oxygen is too high， it should be judged comprehensively， and the leak point should be analyzed as soon as possible to carry out corresponding treatment.Keywords： condensed water;dissolved oxygen;cause燃气-蒸汽联合循环发电机组具有高效率、低污染、启停快、调峰性能好等优点，近年来在全国的总装机容量不断增加。

随着火电机组容量的提高，对凝结水水质提出了更高的要求，凝结水溶解氧含量是化学监督的一项重要指标根据《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》 （GB/T 12145—2018）规定，660MW火力发电机组凝结水溶解氧不应超过20μg/L机组正常运行中，凝结水溶解氧大部分时间可以满足标准要求，理想状态下，空气不进入和过冷度为零，氧气在液体里的溶解度趋于零，因此，凝汽器被设计成类似除氧器的样式，并且在满负荷运转时效果最佳但受设备老化、补水异常、设备渗漏等影响，容易出现溶解氧偏高的现象，应作为水汽监督和运行调整的重点[1]1 凝结水溶解氧超标带来的危害溶氧量较高的凝结水进入换热系统及换热系统附属管道中后，水中的氧会与金属部件形成原电池效应，导致管道金属部件产生电化学腐蚀，长期的腐蚀会导致设备使用寿命受到影响，并影响其安全运行，严重时甚至会导致锅炉爆管同时，汽轮机回热系统中的换热设备都是表面式换热器，长期接触溶氧量较高的凝结水，换热器及管道的腐蚀产物会逐渐聚集在换热器表面，在该过程中，换热器表面形成腐蚀物薄膜，增加了换热热阻，降低了回热效率此外，为保证机组的稳定经济运行，凝汽器设计要求必须处于高度真空的工作状态。

凝结水含氧量过高导致过多的空气漏入凝汽器，会降低凝汽器真空度，对机组的经济性产生不利影响，严重时还会降低机组的出力，同时增加抽气系统的抽气负荷，造成能量耗损2 凝结水溶解氧的来源凝结水中的溶解氧几乎全部直接或间接来源于大气空气中，氧气含量为20.95%（体积比），其在水中的溶解符合亨利定律;凝结水溶解氧含量升高，必然是有空气进入凝结水系统在机组启动阶段，大量空气进入凝结水系统，容易出现溶解氧大幅度超标的现象，此时凝结水水质较差，如pH值控制偏低，会造成系统的快速腐蚀，严重时凝结水呈现铁红色，应作为控制的重点;在机组正常运行阶段，渗漏量较小，凝结水溶解氧含量较低，即使超标也多表现为长时间不合格，小漏点较难查找，配合汽机等专业分析查找[2]凝汽器内大量空气根据其进入凝结水的位置和状态的不同，分为以下几种2.1 凝汽器水侧泄漏循环冷却水从上塔母管经布水装置，由喷头喷至格栅，膜状与从下至上的空氣逆流充分接触，溶解氧在水中达到饱和状态不同温度下，循环冷却水中的溶解氧浓度见表1华电新乡发电有限公司凝汽器管为TP304不锈钢管，采用涨接+焊接连接方式与管板相连，以减少循环冷却水从水侧泄漏正常情况下，凝汽器水侧泄露率小于0.02%，水侧泄漏量较小，导致凝结水溶解氧增加值不超过2μg/L，不会影响溶解氧的合格率。

汽侧凝汽器冷却水管众多，主凝区冷却管有41 016根，迎汽流区1 228根，抽空气区1 860根，在机组冷热态的多次启动中承受较大的热应力，渗漏率会逐渐增大，凝结水中溶解氧将逐渐增大;当管道穿孔、断裂时，凝结水中溶解氧将急剧升高2.2 凝汽器汽侧渗漏凝汽器汽侧体积巨大，连接凝结水出口、大旁路排气管等30多个主要管道，还有人孔门和数量众多的小仪表管、取样管为防止空气渗漏，管道一般采用焊接等方式，但仍不能绝对避免空气进入，通过真空严密性试验可评价凝汽器汽侧的严密性当真空严密性试验数据为0.1kPa/min时，凝汽器对应的空气漏入量约50kg/h，若全部溶入凝结水中，则对应的溶解氧含量将达到8mg/L由此可见，汽侧渗漏对凝结水溶解氧影响很大，也说明了真空泵系统正常运行的重要性正常运行情况下，真空泵可将大部分汽侧渗漏的空气抽出，凝结水中增加的溶解氧含量不会超过20μg/L一旦汽侧大量渗漏，超过了真空泵的出力或真空泵运行不良，凝结水中溶解氧将直线升高2.3 凝结水泵进口系统泄漏凝结水泵进口系统均处于负压状态，入口电动门、滤网、法兰等不严均会漏入空气凝结水泵轴封采用凝结水冷却时，若流量偏低可能导致空气漏入;若以闭式循环水作为冷却水，因其溶解氧含量过高，也会污染凝结水造成溶解氧超标。

2.4 除盐水溶解氧偏高除盐水箱和凝补水箱顶部覆盖多层塑料球或装设浮顶正常情况下，可以将除盐水与空气隔绝塑料球流失、水箱采用顶部进水，会影响除盐水溶解氧含量;机组大量补水时，水箱水位急剧波动，除盐水中溶解氧含量偏高，对凝结水的影响更显著2.5 凝汽器回收的疏水溶解氧异常暖风器投运时，其疏水很容易被污染，造成含盐量和溶解氧超标;变工况运行时，给水泵汽轮机本体及负压系统管道容易出现漏入空气;低压加热器疏水系统法兰、管道渗漏，造成疏水溶解氧超标2.6 凝结水正压系统带入空气凝结水泵后，前置过滤器、除盐装置、低压加热器、除氧器及管道等正压系统都可能存有少量空气，也会造成溶解氧偏高，机组启动期间表现最明显，但因其位置在取样点后，仪表无法显示，也会造成系统腐蚀，但持续时间较短，有一定的规律性3 凝结水系统的日常管理为提高凝结水溶解氧的合格率，实现“本质安全”，应时刻牢记“安全第一”，更重要的是“预防为主”在日常技术管理中，应本着严谨的态度，超前做好各项技术监督和操作调整3.1 加强仪表的监盘凝结水泵出口母管处有凝结水取样管，设有溶解氧、钠、氢电导率仪表，对凝结水水质进行连续测定，运行中应重点关注;发现溶解氧超标，应及时确认，并采取相应的处理措施，提高水汽品质的合格率。

同时，平时应加强仪表的维护，提高仪表的准确率3.2 循环水的化学监督和处理TP304不锈钢管在饱和氧的水中会形成氧化保护膜，且水中的硫酸根对不锈钢管也有一定的缓蚀作用，其容易出现的问题是点蚀穿孔，日常监督中应重点关注氯离子含量，按《发电厂凝汽器及辅机冷却器管选材导则》（DL/T 712—2010）的规定，循环水中氯离子含量应严格控制，小于200mg/L3.3 做好水汽品质的定期查定在凝结水溶解氧的控制方面，水汽查定可以及时发现除盐水的溶解氧异常，检验除盐水箱、凝补水箱的密封效果，发现凝结水、除氧水的水质变化，监督凝汽器水侧的泄露情况，核对仪表的准确性，辅助判断凝结水正压系统是否有空气进入3.4 做好精处理装置的切换投运精处理前置过滤器反洗后，高速混床投运时，设备内部都有残留空气假设凝结水原溶解氧浓度为10μg/L，常压下1m3空气可以污染约20 000t凝结水，造成溶解氧超标，故在设备投运过程中，应做好满水工作，在“进水排气”阶段打“延时”控制连续出水至少1min再投运，可有效避免此问题3.5 凝汽器的运行调整凝汽器设计出口凝结水过冷度不超过0.5℃，过高则凝结水中的溶解氧含量增加为此，应加强过冷度的监督，并以此来检验凝结水水位、系统严密性、真空泵运行效果、冷却水水温和水量等是否正常。

3.6 定期开展凝汽器严密性试验通过凝汽器严密性试验，可直接对凝汽器负压系统的严密性进行评判，估算空气漏入量，间接验证真空泵的运行效果，累积相关数据，掌握变化趋势，明确大小修的工作重点，超前开展检修工作[3]3.7 加强大小修的监督检查根据凝汽器严密性试验等数据，在大小修时，有针对性地对低压缸安全阀、轴封、水平中分面进行改造对凝汽器膨胀节、加压加热器及疏水管道、给水泵汽轮机和给水泵低压密封水、真空泵系统、凝结水泵负压部分等系统进行全面细致的检查通过凝汽器注水查漏，可有效发现水侧泄露和凝汽器喉部以下的负压系统泄露3.8 机组启动期间的运行调整在机组启动期间，应按操作票对系统进行全面检查，提前开启真空泵，加强精处理装置、低压加热器的满水排气;通过再循环除去凝结水系统中残留的空气;提高除氧器的温度，强化热力除氧的效果，提高联氨加药量，适当或间断加大除氧器排汽门的开度，减少除氧器内空气残留，通过精细操作，尽量减少空气残留4 凝结水溶解氧偏高的处理凝结水溶解氧指标是凝结水的重要指标，运行中应加强对其的监督发现凝结水溶解氧偏高问题后，应根据溶解氧的数值、变化趋势、运行工况，结合凝结水钠、氢电导率等指标，并结合除氧水溶解氧等指标进行综合判断，尽快分析判断出泄露的性质和大致部位，进而采取相应的处理措施。

当溶解氧突然升高，数据超标严重，应通过两个取样点的数据对比，排除取样架冲洗、仪表异常等现象当溶解氧突然升高，数据超标严重，同时钠和氢电导率也大幅升高时，凝汽器真空无变化，基本可以判断水侧出现了问题，应首先查看是否有补水、疏水回收等操作，排除除盐水和疏水的问题若凝结水硬度出现变化，则基本可以判断循环水大量泄漏入汽侧，应立即投入凝汽器检漏装置，判断大致泄漏的部位，采取加强精处理设备的投运、凝结水加联氨、强化除氧器热力除氧等措施，必要时进行紧急停机处理具体泄露部位可通过肥皂水沫法、超声波、氦谱、卤素、荧光等方法确定同时，当溶解氧突然升高，数据超标严重，钠和氢电导率无变化时，基本上可以判定凝汽器汽侧出现问题凝汽器真空变化较大时，应是凝汽器汽侧出现较大漏点，采取相应的措施紧急处理;凝汽器真空缓慢下降时，应首先增开真空泵，检查抽真空系统运行情况，再通过真空下降速度，评判泄露是否严重，采取凝结水加联氨、强化除氧器热力除氧等相应的措施[4]当溶解氧突然升高，数据轻微超标时，应参考以上几点，判断漏点在水侧还是汽侧，同时采取加强精处理设备投运，强化除氧器热力除氧等措施;凝结水溶解氧长期超标时，可采取凝结水加联氨等措施。

5 结语作为660MW超临界直流机组，凝汽器出口凝结水温为30℃左右，经过四级低压加热器后，温度升高到146℃，溶解氧与钢铁的反应速度指数级增加启动阶段，大量空气进入凝结水系统，溶解氧容易大幅度超标，如pH值控制偏低，造成快速腐蚀，严重。