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【摘 要】這篇论文首先从330MW机组高加蒸汽冷却器的概述下笔着手,通过对330MW机组高加蒸汽冷却器泄漏的原因进行了探讨,进而详细的阐述了330MW机组高加蒸汽冷却器泄漏的处理方法。
【关键词】330MW机组;高加蒸汽冷却器;泄漏分析处理
一、前言
330MW机组高加蒸汽冷却器泄漏分析是蒸汽冷却管理中重要的一个组成部分,蒸汽冷却器泄漏分析及处理不仅是保证蒸汽冷却器正常工作的需要,而且与生产利益都是息息相关的。
二、330MW机组高加蒸汽冷却器的概述
电厂生产过程中,高压加热器(简称高加)是汽轮机最重要的辅助设备之一,如果发生高加故障造成停运,给水只能通过旁路给水管道进入锅炉,这就会大大降低进入锅炉汽包的给水温度,从而增加燃料消耗量,增加发电成本,降低经济性.进入锅炉的给水温度降低,水在锅炉中的吸热量增加,相对于炉膛内热负荷蒸发量就减少,蒸汽在锅炉过热器中被加热提高,引起过热蒸汽温度过高,过热器可能被烧坏,威胁锅炉安全.高压加热器停运,没有抽汽进入高加,这部分蒸汽就继续在汽轮机内流通,造成汽机缸体与转子间的膨胀差值增大,威胁汽机安全.对于高加,由于内部发生泄漏使得水侧高压给水易进入汽侧,造成高加水位升高,恶化,严重时将导致汽机水冲击事故.这对汽轮机安全运行的威胁表现得尤为突出。
三、330MW机组高加蒸汽冷却器泄漏的原因
1、判断清洗液能否引起冷却器点蚀
首先对管束材料做分析实验,以确定用于清洗冷却器的清洗液能否引起冷却器管束点蚀泄漏。实验过程如下:取冷却器不锈钢管束4个样品,钢丝、铜丝各一段放入溶液2小时,再烘至恒重,称量。溶液为10%浓度氨基磺酸,溶液中加缓蚀阻垢剂。
钢丝、铜丝(紫铜)与不锈钢管束样品在该清洗液中的减重与不锈钢基本相同,说明钢丝、铜丝(紫铜)与不锈钢管束样品在此清洗液中具有同样的抗腐蚀能力。从表2的数据说明在此清洗液中,钢丝和铜丝的腐蚀速率和腐蚀总量均达到了国家化工行业标准《工业设备化学清洗质量标准》HG/T2387-2007。因此,可以得出结论,清洗液对冷却管束发生点蚀无影响。
2、电化学腐蚀
点蚀发生在有特殊离子的介质中,即有氧化剂,(空气中的氧)和同时有活性阴离子存在的钝化液中。金属材质与水中氧气作用而引起的电化学腐蚀,其反应如下:这些反应,促使微电池中阳极区的金属不断溶解而被腐蚀。循环水PH值为7.84,显碱性,这会促进级间冷却器管束材质发生电化学腐蚀,这是冷却器泄漏的原因之一。
3、微生物腐蚀
微生物的滋生也会使金属发生腐蚀。这是由于微生物排出的黏液与无机垢和泥沙杂物等形成的沉积物附着在金属表面,形成氧的浓差电池,促使金属腐蚀。此外,在金属表面和沉积物之间缺乏氧,因此一些厌氧茵(主要是硫酸盐还原茵)得以繁殖,当温度为25-30℃时,繁殖更快,它分解水中的硫酸盐,产生H2S,引起碳钢腐蚀。
冷却器被拆开后,发现冷却器壳程(水程)内沉积大量的生物黏泥。中润公司的空分工段冷却器处在整个循环水系统的最远端,安装位置也相对处于低点,在此处,循环水的流速受到影响,流速降低,加之折流板的作用,使大量杂物与生物黏泥沉淀。而生物黏泥的形成是由于由于大量微生物分泌的黏液与水中的灰尘与杂物黏在一起,最终沉积、吸附在了冷却器管束的表面。正是由于这些生物黏泥的覆盖,使冷却器管束表面形成的氧浓差电池,最终形成了局部的化学与电化学腐蚀。从而可以得出一个冷却器管束点蚀形成链:微生物―生物黏泥―氧浓差电池―电化学腐蚀。
4、中间冷却器泄漏的判断
当空压机系统排气量降低时,空压机系统压力开始升高,控制器接到压力升高的讯号,便开始逐渐的减小进气阀的开度,此时螺杆机的排气量也配合着减小,当然电机的电流也降低了。当系统用气量增加时,系统压力开始降低,控制器接到压力降低的讯号,便逐渐的增加进气阀的开度,此时螺杆机的排气量也配合着增加到全量输出。如系统用气量持续降低时,系统压力升高到空车压力设定下限时,控制器便将进气阀全关,此时空压机开始空车运转,达到所设定的空车运转延时时间后,电机停止运转,空压机可自动停机,当压力与排气量有变化的情况下,电控部分启动电机(无负荷启动),空压机可自动开机。真正实现24小时无人职守,同时企业将节约大量能源,为企业减少了生产成本。
5、气体冷却器内漏原因分析
我们将冷却器两侧封头拆下,两侧用法兰把紧,随后对其进行水压试验查漏,发现管板及管板与管口焊接处均无泄漏现象,在保压过程中管内有水流出现,确认冷却器内的直列管存在问题。随后将其芯子抽出发现管束在折流板处有断管或产生磨损现象。其现象的产生,是由于冷却器内气体流速较高,气体的脉冲和流动会造成冷却器振动,在开车过程中,提升负荷或排放过快,很易引起换热器振动,特别是在折流板处,换热管振动的频率较高,易把换热管磨损或切断,造成断管内漏。
四、330MW机组高加蒸汽冷却器泄漏的处理方法
1、人工查漏
(一)、酸性气(液态烃、火炬气)冷却器
首先将冷却器循环水层出、入口阀关闭,打开导淋排水,不间
断观察水质,闻气味,直至水排净。排净后有油气或有异味,说明冷却器漏;排净后不见油气,打开上水阀和回水阀导淋,在回水导淋处用H2S报警器和可燃气体报警器检测,报警器报警,说明冷却器漏;对于重点怀疑对象,将水排净后关闭导淋憋压,过几个小时后用报警器检测。用此法曾检测出多台液化气冷却器泄漏。
(二)、汽油冷却器
首先将冷却器循环水层出、入口阀关闭,打开导淋排水,不间断观察水质,闻气味,随时关注是否有油花,直至水排净。排净后有油,说明冷却器漏;排净后不见油,打开上水阀和回水阀导淋,在回水导淋处用H2S报警器和可燃气体报警器检测,报警器报警,说明冷却器漏;对于重点怀疑对象,将水排净后关闭导淋憋压,过几个小时后打开导淋检查是否有油。用此法曾检查出汽油冷却器泄漏,对于油气两相介质如压缩富气冷却器,也曾检查出泄漏。胺液、碱液冷却器将冷却器循环水层出、入口阀关闭,打开导淋排水,不间断观察水质,闻气味,随时用pH试纸检测pH值,直至水排净。如果有泄漏,到水快排净时,pH值变化较明显。 2、化验分析
(一)、pH值检测
如果泄漏的物料有明显的酸碱性,可以利用pH值来确定冷却器是否发生泄漏。如胺液、碱液等碱性介质冷却器。
(二)、油含量分析
如果泄漏的介质为油,可以监测水中油含量,同时人工观察油花,闻气味等相结合,可以查出漏点。
(三)、COD监测方法
COD的多少反应了水中有机物的含量。而循环水冷却器泄漏的介质多为有机物。因此通过监测冷却器出入口的COD可以直观的判断冷却器是否泄漏。
(四)、余氯监测方法
当循环水中有硫化氫等酸性物质时,氯会与酸性物质发生反应,氯气的消耗量会增加,在投加量不变的条件下,余氯值会下降或检测不出。提高余氯控制值,检测冷却器出入口余氯值,余氯值衰减较大的冷却器可以判断为泄漏的冷却器。
3、中间冷却器泄漏怎么解决
当空压机系统排气量降低时,空压机系统压力开始升高,控制器接到压力升高的讯号,便开始逐渐的减小进气阀的开度,此时螺杆机的排气量也配合着减小,当然电机的电流也降低了。当系统用气量增加时,系统压力开始降低,控制器接到压力降低的讯号,便逐渐的增加进气阀的开度,此时螺杆机的排气量也配合着增加到全量输出。如系统用气量持续降低时,系统压力升高到空车压力设定下限时,控制器便将进气阀全关,此时空压机开始空车运转,达到所设定的空车运转延时时间后,电机停止运转,空压机可自动停机,当压力与排气量有变化的情况下,电控部分启动电机(无负荷启动),空压机可自动开机。真正实现24小时无人职守,同时企业将节约大量能源,为企业减少了生产成本。
五、结束语
通过对330MW机组高加蒸汽冷却器泄漏中诸多问题的分析,可以清楚的看蒸汽冷却器泄漏分析及处理的重要性,所以一定要提高对泄漏分析的重视,完善处理措施。
参考文献:
[1]梁宏灿,李铭.大型多管冷却器及袋收尘系统的研制及应用[J].中国水泥.2011
[2]王家珂,李益民,张艳平.圆盘式机油冷却器装配机械手的设计[J].机械制造与自动化.2011
[3]李雪玲,朱冬生,郑伟业,周洪剑.非饱和蒸发式冷却器传热性能实验研究[J].制冷学报.2011
[4]陈建县.1000MW超超临界机组引风机回热式背压机驱动的设计及实践[J].浙江电力.2011
[5]赵阳.如何计算电动机短路反馈电流[J].科技资讯.2010
[6]袁伟超.关于火力发电厂汽机旁路阀的研究[J].科技创新导报.2010
【关键词】330MW机组;高加蒸汽冷却器;泄漏分析处理
一、前言
330MW机组高加蒸汽冷却器泄漏分析是蒸汽冷却管理中重要的一个组成部分,蒸汽冷却器泄漏分析及处理不仅是保证蒸汽冷却器正常工作的需要,而且与生产利益都是息息相关的。
二、330MW机组高加蒸汽冷却器的概述
电厂生产过程中,高压加热器(简称高加)是汽轮机最重要的辅助设备之一,如果发生高加故障造成停运,给水只能通过旁路给水管道进入锅炉,这就会大大降低进入锅炉汽包的给水温度,从而增加燃料消耗量,增加发电成本,降低经济性.进入锅炉的给水温度降低,水在锅炉中的吸热量增加,相对于炉膛内热负荷蒸发量就减少,蒸汽在锅炉过热器中被加热提高,引起过热蒸汽温度过高,过热器可能被烧坏,威胁锅炉安全.高压加热器停运,没有抽汽进入高加,这部分蒸汽就继续在汽轮机内流通,造成汽机缸体与转子间的膨胀差值增大,威胁汽机安全.对于高加,由于内部发生泄漏使得水侧高压给水易进入汽侧,造成高加水位升高,恶化,严重时将导致汽机水冲击事故.这对汽轮机安全运行的威胁表现得尤为突出。
三、330MW机组高加蒸汽冷却器泄漏的原因
1、判断清洗液能否引起冷却器点蚀
首先对管束材料做分析实验,以确定用于清洗冷却器的清洗液能否引起冷却器管束点蚀泄漏。实验过程如下:取冷却器不锈钢管束4个样品,钢丝、铜丝各一段放入溶液2小时,再烘至恒重,称量。溶液为10%浓度氨基磺酸,溶液中加缓蚀阻垢剂。
钢丝、铜丝(紫铜)与不锈钢管束样品在该清洗液中的减重与不锈钢基本相同,说明钢丝、铜丝(紫铜)与不锈钢管束样品在此清洗液中具有同样的抗腐蚀能力。从表2的数据说明在此清洗液中,钢丝和铜丝的腐蚀速率和腐蚀总量均达到了国家化工行业标准《工业设备化学清洗质量标准》HG/T2387-2007。因此,可以得出结论,清洗液对冷却管束发生点蚀无影响。
2、电化学腐蚀
点蚀发生在有特殊离子的介质中,即有氧化剂,(空气中的氧)和同时有活性阴离子存在的钝化液中。金属材质与水中氧气作用而引起的电化学腐蚀,其反应如下:这些反应,促使微电池中阳极区的金属不断溶解而被腐蚀。循环水PH值为7.84,显碱性,这会促进级间冷却器管束材质发生电化学腐蚀,这是冷却器泄漏的原因之一。
3、微生物腐蚀
微生物的滋生也会使金属发生腐蚀。这是由于微生物排出的黏液与无机垢和泥沙杂物等形成的沉积物附着在金属表面,形成氧的浓差电池,促使金属腐蚀。此外,在金属表面和沉积物之间缺乏氧,因此一些厌氧茵(主要是硫酸盐还原茵)得以繁殖,当温度为25-30℃时,繁殖更快,它分解水中的硫酸盐,产生H2S,引起碳钢腐蚀。
冷却器被拆开后,发现冷却器壳程(水程)内沉积大量的生物黏泥。中润公司的空分工段冷却器处在整个循环水系统的最远端,安装位置也相对处于低点,在此处,循环水的流速受到影响,流速降低,加之折流板的作用,使大量杂物与生物黏泥沉淀。而生物黏泥的形成是由于由于大量微生物分泌的黏液与水中的灰尘与杂物黏在一起,最终沉积、吸附在了冷却器管束的表面。正是由于这些生物黏泥的覆盖,使冷却器管束表面形成的氧浓差电池,最终形成了局部的化学与电化学腐蚀。从而可以得出一个冷却器管束点蚀形成链:微生物―生物黏泥―氧浓差电池―电化学腐蚀。
4、中间冷却器泄漏的判断
当空压机系统排气量降低时,空压机系统压力开始升高,控制器接到压力升高的讯号,便开始逐渐的减小进气阀的开度,此时螺杆机的排气量也配合着减小,当然电机的电流也降低了。当系统用气量增加时,系统压力开始降低,控制器接到压力降低的讯号,便逐渐的增加进气阀的开度,此时螺杆机的排气量也配合着增加到全量输出。如系统用气量持续降低时,系统压力升高到空车压力设定下限时,控制器便将进气阀全关,此时空压机开始空车运转,达到所设定的空车运转延时时间后,电机停止运转,空压机可自动停机,当压力与排气量有变化的情况下,电控部分启动电机(无负荷启动),空压机可自动开机。真正实现24小时无人职守,同时企业将节约大量能源,为企业减少了生产成本。
5、气体冷却器内漏原因分析
我们将冷却器两侧封头拆下,两侧用法兰把紧,随后对其进行水压试验查漏,发现管板及管板与管口焊接处均无泄漏现象,在保压过程中管内有水流出现,确认冷却器内的直列管存在问题。随后将其芯子抽出发现管束在折流板处有断管或产生磨损现象。其现象的产生,是由于冷却器内气体流速较高,气体的脉冲和流动会造成冷却器振动,在开车过程中,提升负荷或排放过快,很易引起换热器振动,特别是在折流板处,换热管振动的频率较高,易把换热管磨损或切断,造成断管内漏。
四、330MW机组高加蒸汽冷却器泄漏的处理方法
1、人工查漏
(一)、酸性气(液态烃、火炬气)冷却器
首先将冷却器循环水层出、入口阀关闭,打开导淋排水,不间
断观察水质,闻气味,直至水排净。排净后有油气或有异味,说明冷却器漏;排净后不见油气,打开上水阀和回水阀导淋,在回水导淋处用H2S报警器和可燃气体报警器检测,报警器报警,说明冷却器漏;对于重点怀疑对象,将水排净后关闭导淋憋压,过几个小时后用报警器检测。用此法曾检测出多台液化气冷却器泄漏。
(二)、汽油冷却器
首先将冷却器循环水层出、入口阀关闭,打开导淋排水,不间断观察水质,闻气味,随时关注是否有油花,直至水排净。排净后有油,说明冷却器漏;排净后不见油,打开上水阀和回水阀导淋,在回水导淋处用H2S报警器和可燃气体报警器检测,报警器报警,说明冷却器漏;对于重点怀疑对象,将水排净后关闭导淋憋压,过几个小时后打开导淋检查是否有油。用此法曾检查出汽油冷却器泄漏,对于油气两相介质如压缩富气冷却器,也曾检查出泄漏。胺液、碱液冷却器将冷却器循环水层出、入口阀关闭,打开导淋排水,不间断观察水质,闻气味,随时用pH试纸检测pH值,直至水排净。如果有泄漏,到水快排净时,pH值变化较明显。 2、化验分析
(一)、pH值检测
如果泄漏的物料有明显的酸碱性,可以利用pH值来确定冷却器是否发生泄漏。如胺液、碱液等碱性介质冷却器。
(二)、油含量分析
如果泄漏的介质为油,可以监测水中油含量,同时人工观察油花,闻气味等相结合,可以查出漏点。
(三)、COD监测方法
COD的多少反应了水中有机物的含量。而循环水冷却器泄漏的介质多为有机物。因此通过监测冷却器出入口的COD可以直观的判断冷却器是否泄漏。
(四)、余氯监测方法
当循环水中有硫化氫等酸性物质时,氯会与酸性物质发生反应,氯气的消耗量会增加,在投加量不变的条件下,余氯值会下降或检测不出。提高余氯控制值,检测冷却器出入口余氯值,余氯值衰减较大的冷却器可以判断为泄漏的冷却器。
3、中间冷却器泄漏怎么解决
当空压机系统排气量降低时,空压机系统压力开始升高,控制器接到压力升高的讯号,便开始逐渐的减小进气阀的开度,此时螺杆机的排气量也配合着减小,当然电机的电流也降低了。当系统用气量增加时,系统压力开始降低,控制器接到压力降低的讯号,便逐渐的增加进气阀的开度,此时螺杆机的排气量也配合着增加到全量输出。如系统用气量持续降低时,系统压力升高到空车压力设定下限时,控制器便将进气阀全关,此时空压机开始空车运转,达到所设定的空车运转延时时间后,电机停止运转,空压机可自动停机,当压力与排气量有变化的情况下,电控部分启动电机(无负荷启动),空压机可自动开机。真正实现24小时无人职守,同时企业将节约大量能源,为企业减少了生产成本。
五、结束语
通过对330MW机组高加蒸汽冷却器泄漏中诸多问题的分析,可以清楚的看蒸汽冷却器泄漏分析及处理的重要性,所以一定要提高对泄漏分析的重视,完善处理措施。
参考文献:
[1]梁宏灿,李铭.大型多管冷却器及袋收尘系统的研制及应用[J].中国水泥.2011
[2]王家珂,李益民,张艳平.圆盘式机油冷却器装配机械手的设计[J].机械制造与自动化.2011
[3]李雪玲,朱冬生,郑伟业,周洪剑.非饱和蒸发式冷却器传热性能实验研究[J].制冷学报.2011
[4]陈建县.1000MW超超临界机组引风机回热式背压机驱动的设计及实践[J].浙江电力.2011
[5]赵阳.如何计算电动机短路反馈电流[J].科技资讯.2010
[6]袁伟超.关于火力发电厂汽机旁路阀的研究[J].科技创新导报.2010