Текст работы можно загрузить в формате Word
Моя коллега, Крюкова Елена Александровна, проделала гигантскую работу по сбору эксплуатационных данных в период пусков-остановов котлов Луганской ТЭС. Я, зная ситуацию почти что наизусть, отбросил почти всю эту массу данных от фонаря. Эксплуатация просто боялась показывать то, что есть, потому что руководство их ругало, не понимая, что то, что есть, это то, что и должно быть в нестационарном режиме, и химики не могут здесь ничего изменить без специальных на то решений: установка блочной конденсатоочистки и т.п. К тому же и объем оперативного контроля, требуемый от химиков в период пусков-остановов, был совершенно не реален без проведения ряда специальных мер, которые Елена Александровна описала весьма профессионально. Потом я все же вдруг обнаружил среди океана туфты какие-то реальные и очень интересные в отношении ВХР маневренных режимов данные, которые и решил здесь привести.
А вообще-то, к слову сказать, при существующей экономии на численности персонала нормы объема оперативного химконтроля давно пора пересмотреть. Иначе получается как по Солженицыну: сверху спускают невыполнимые задания, а в ответ получают желаемое – то бишь, бумажную туфту.
Начнем с того, что попроще. Смотрю эксплуатационные данные от 06.04.09 и ниже. Таблицы и графика в файле Луганка.xls, Лист4. Дозирование фосфатов включается периодически. В чистом отсеке их содержание колеблется где-то от 1.2 до 2 мг/кг. Не смертельно, но любая нестационарность – это минус для ВХР. Не такой большой, как пуски-остановы, но не стоит ухудшать эту нестационарность там, где можно этого не делать. Если продолжительность дозирования и паузы между ними уменьшить в два раза, то колебания фосфатов частично сгладятся, но лучше, конечно, организовать нормальное непрерывное дозирование.
Размер непрерывной продувки держат 4 т/ч - т.е. не уровне 0.7%. Кратность по фосфатам между по солевым и чистым отсеками весьма низкая даже при таком размере продувки - около 2-х. Это говорит о перемешивании котловых вод отсеков. Т.е. такие котлы приближаются по ступенчатому испарению к одноступенчатым котлам. Подобные котлы очень инерционны - надо несколько часов, чтобы приблизиться к балансу, т.е. на то, чтобы в них в заметной мере что-то накачать, например фосфаты, или вывести из котла. Да и на остановленный котел вот так, сразу, много не накачаешь. Поэтому можно начинать дозировать фосфаты и щелочь сразу с растопкой котла - все равно "родные" фосфаты (т.е. те, которые вводятся, а не те, которые перешли в котловую воду из-за "хайд-аута") появятся в заметных количествах в котловой воде не сразу (уже после растопки из горячего резерва или в конце – из холодного резерва.
Эти соображения относятся и к продувочным режимам. В стационаре мы почти не выводим железо с продувкой и мало выводим с ней соединений кремнекислоты – я имею ввиду не котлы вообще, а конкретные луганские (ТП-100) котлы (после посчитаю и скажу точнее).
Чем мы можем воздействовать на растопочный режим в смысле уменьшения загрязнения котла и ускорения стабилизации ВХР? - В момент растопки практически ничем. Единственное, что имеет бесспорное значение - это продувка нижних точек для очистки от шлама нижних коллекторов. Настаивать на необходимости резкого увеличения непрерывной продувки в период растопок не стоит. Скажем, увеличение продувки на 4 т/ч при объеме воды в котле 160 м3 (точно не помню этот объем) за два часа выведет одну двадцатую часть котловой воды, а при пуске из холодного резерва ~ 0,1 часть. При среднем содержании железа в котловой воде на уровне 0.3 мг/кг или 0.3 г/т мы дополнительно выведем за пуск где-то ажно 0.3*15 около 5 г. Факты, конечно, можно подобрать разные и под любой понравившийся довод, но балансы надо считать обязательно - во-первых, они дают объективную информацию, а во-вторых, именно этим мы отличаемся от эксплуатации (если отличаемся).
Кремневка в период пусков тоже бывает повышенной. После пуска она ходит по кругу: питательная вода - котел - пар - конденсат - питательная вода. Выводится повышенная кремневка из цикла во многом за счет потерь пара и конденсата – если при высокой кремневке в парах есть возможность дать пар стороннему потребителю, то это ускорит стабилизацию по кремневке.
По аммиаку и гидразину соображения об инертности не подходят. Гидразин не накапливается в питательной воде (как фосфаты в котловой), а смешивается с питательной водой. Аммиак почти не накапливается в котле, а переходит в пар, поэтому накачать аммиак до нужной концентрации можно где-нибудь за час или два (смотря как качать). А фосфаты, повторюсь, потому и держатся более-менее в котле при больших паузах в их дозировании, потому что процессы накопления в котле нелетучих примесей и их вывода с продувкой очень инерционны. Что касается железа, то сколько его вносится в котел, то, в основном, и остается в котле, сколько ни трепыхайся с продувками, "сдувками" и т.п. А вот говорить о том, чтобы меньше вносить железа в котел, - есть резон (в т.ч. за счет предпусковых операций – водных отмывок и т.д.).
Теперь попробую перейти плотнее к поведению примесей в период пусков-остановов блока. Наиболее детальную работу по этой части мы проводили на Старобешевкой ГРЭС - такие же блоки и котлы, как на ЛугГРЭС. Уже при разгружениях блока с 200 до 100 МВт наблюдался небольшой всплеск по железу по всех точках. Блок при этой нагрузке, 100 МВт, работал обычно примерно с нуля до 5 часов утра. При наборе нагрузки до 200 МВт, которая, как и разгрузка, проходила в течение часа, возрастало железо во всех точках в 2 - 2.5 раза, а в котловых водах до 3-х и более раз. Уровень концентраций железа в питательной воде на пике - 30 мкг/кг; в котловой воде - около 40 мкг/кг. Пик концентраций приходился как раз на момент выхода на 200 МВт. Далее шло плавное снижение (по экспоненте) концентраций в течение примерно 10 часов.
При останове блока на те же 5 ночных часов происходило более резкое повышение железа в особенности в конденсате (с 15 до 75 мкг/кг) и в солевых отсеках (с 25 до 75 мкг/кг). Пик повышения концентраций приходился на момент полного останова блока. Далее концентрации железа снижались - в солевом отсеке почти до исходной, в конденсате до 40 мкг/кг. При наборе нагрузки концентрация железа во всех точках снова возрастала: в питательной воде до 40 мкг/кг, в конденсате до 60 мкг/кг и в солевом отсеке до 90 мкг/кг. Набор нагрузки, как и разгрузка до останова, происходил примерно в течение полутора часов. Это все по усредненным данным. Пик по питательной воде приходился на момент выхода на 200 МВт, по конденсату и солевому отсеку – несколько раньше. Потом шло экспоненциальное снижение концентраций. По конденсату и котловой воде довольно быстрое, по питательной воде более затяжное - за десять часов в полтора раза.
По кремневке всплески поменьше. В конденсате при останове она выросла с 12 до 24 мкг/кг и существенно снизилась только при выходе на 200 МВт - до 15-ти мкг/кг. По питательной воде кремневка вела себя более-менее синхронно с кремневкой конденсата. Она выросла с 14 до 20 мкг/кг, после выхода на 200 МВт начала снижаться и 5 часов снизилась примерно до исходной величины. В парах кремневка возрастала мало - где-нибудь на 3-4 мкг/кг.
Это все примерные ориентиры. На Кураховке с концентрациями железа при пусках оказалось существенно похуже. На Астраханской ТЭЦ-2 при пусках котлов такого же давления, как на Луганке и Кураховке, содержание железа в котловых водах в начале пуска достигало 8 мг/кг (по памяти), потом при наборе давления вода становилась прозрачной. Отчего все это зависит? – в какой-то мере, видимо, от скорости набора нагрузки. Но главное, думаю, – от загрязненности котла, в особенности от количества рыхлых отложений. А по луганским эксплуатационным данным - так почти все просто бесподобный блеск! Но есть кусок данных, которые напоминают Кураховку. В общем, изрядно покопавшись в явной, на мой взгляд, липе, я отобрал единственно стоящие, опять же на мой взгляд, данные для анализа - это с 07.05.09 по 19.05.09. Я эти данные скопировал на Лист 1.
Правда, и здесь не все идеально-безупречно, так как перед остановом проводилась гидразинная выварка. Но, как сказал один мудрец, «маемо тэ, що маемо». Впрочем, на общую картину эта выварка вроде бы не очень повлияла.
Останов произошел 11.04.09 в час ночи – данные по железу как всегда благополучные. Затем данные возобновляются только 07.05.09 в 1:30. Что было до этого и что делается с котлом – по записям не понятно (нет ни давлений, ни нагрузок, ни примечаний). Похоже, котел стоял примерно до 7 часов 11.05.09. В промежутке (за 8.05.09) есть запись, что в котле нет воды. Так что и здесь остается область для фантазий. Но можно отметить, что за время останова железо в разных точках находилось на уровне 150 – 450 мкг/кг (оно и должно прыгать, потому что это "крупинки" железа, попадающие в пробу).
Пуск начался примерно в 7 часов 11.05.09 и длился до 14-ти часов, потом котел был снова потушен. Железо в конденсате за время пуска снизилось с 200 до 50-ти мкг/кг – такое, думаю, возможно (в смысле не написали от фонаря). В котловых водах снижение с 350 до 50 мкг/кг. В солевых отсеках было много жесткости до пуска: на уровне 15 мкг-экв/кг – о чем это говорит?.. За время пуска эта жесткость снизилась до 3 мкг-экв/кг при содержании фосфатов на уровне 2,5 мг/кг. Кремнесодержание паров осталось повышенным, хотя и снизилось за время пуска с ~27 до 22 мкг/кг. В общем, ситуацию нельзя назвать типичной и никакого продуктивного вывода по этому периоду (останов и пуск), к сожалению, сделать не могу. Посмотрим, что дальше.
Котел, по записям, потушен 11.05.09 в 17:30 и блок начал пускаться 13.05.09 в 5:30 утра. Железо в конденсате за время этого останова подросло с 50 до 130 мкг/кг, что правдоподобно. В питательной – с 50 до 80 мкг/кг. В котловых вода с 50 до 200-400 мкг/кг. То, что железо «прыгает», - это нормально (свидетельствует в пользу того, что в данном случае результаты пишутся не от фонаря). Жесткость в котловых водах за время останова повысилась с 2 до 6 мкг-экв/кг. Может быть это так (жесткость вымывается, частично, из отложений), а может быть здесь происходит завышение результатов из-за железа. Можно было бы все это отобразить и в графиках, но я не знаю насколько они будут типичны для пусков после кратковременных простоев. Наверное, должно быть что-то похожее, но в более сглаженном виде.
Наконец, снова пуск блока 13.05.09 в 5:30 и снова останов в 10:45 того же дня. Что-то с котлом было не в порядке. Железо в конденсате за время этого пуска "прыгает" на уровне 130-350 мкг/кг. Жесткость в котловых водах тоже колеблется на уровне 8-16 мкг-экв/кг (правильнее говорить «в пределах», но пределы по отдельным данным получаются еще шире) при уровне железа 200-600 мкг/кг. В отдельных случаях железо в котловых водах достигает 800 и даже более 1000 мкг/кг. Все это похоже на Кураховку и если повторится по нашим данным, то можно многое взять из отчета по Кураховке по аналогии – все равно эти пляски железа нельзя ни как-то обуздать, ни, по большому счету, и регламентировать. Подобные вещи пишутся более по здравому смыслу, чтобы и эксплуатации со своими нормами слишком не досаждать без особой на то надобности. Однако, пойдем далее и, надеюсь, скоро смогу перевести дух от этих данных.
Снова останов блока 13.05.09 в 10:45 на 6 дней. Железо в конденсате за это время находится на уровне 150 мкг/кг с отдельными прыжками, как и полагается железу при больших его концентрациях, до 600 мкг/кг. И хорошо, что это показывают – не врут в угоду кому-то или по лени. Конечно, какие-то тенденции при такой пляске проследить трудно. Мы, в свое время, делали параллельные отборы проб, чтобы легче было отследить, какие результаты случайны, а в каких прослеживается какая-то тенденция. Правда, тогда у меня было 5 аналитиков в бригаде. Так что – все в меру... В питательной воде железа поменьше – на уровне 120 мкг/кг. Жесткость в котловой воде чистого отсека держится на уровне 14 мкг-экв/кг (10-18 – примерно) при железе 200-300 мкг/кг (бывает и больше). По солевому отсеку ситуация аналогична.
Далее 19.05.09 в 1:30 очередной и довольно затяжной пуск блока (примерно 8 часов). Железо в конденсате в первой половине пуска возрастает примерно со 130 до 300 и даже более мкг/кг, затем постепенно снижается примерно до 50 мкг/кг – видимо с набором нагрузки идет разбавление старого конденсата новым, но данных по нагрузке, делающих эту версию более правдоподобной, нет – есть только по давлениям. Железо в питательной воде, похоже, ведет себя синхронно с железом в конденсате (конденсат здесь основная составляющая питательной воды), но с менее крутым повышением и снижением: с 80 до 110 и со 110 до 50 мкг/кг. Жесткость в котловой воде чистого отсека сначала, похоже, повышается, затем медленно снижается до 2 мкг-экв/кг. Первые два значения по жесткости, 1,0 мкг-экв/кг, видимо случайны – до этого, перед пуском, были значения 4 и 6 мкг-экв/кг. Железо в этом отсеке тоже похоже сначала повышается где-нибудь со 120 до 250 мкг/кг (притом, что оно прыгает от 100 до 400 мкг/кг), затем снижается до ~ 50 мкг/кг. Значение рН в отсеке в начале пуска было 8.8, затем постепенно повысилось до 9.4. Когда начали качать фосфаты не известно, но, видимо, их надо было начать качать раньше (понижение рН котловой воды гораздо опаснее против домыслов в НД, что не надо их качать, чтобы не создавать железофосфатных отложений). Вплоть до того, что ради этого можно подзатянуть пуск (на Кураховке из-за понижения рН в солевом отсеке возникли хрупкие разрушения из-за которых поменяли все экранные трубы солевых отсеков – правда, это случилось при эпураминном ВХР). Ситуация в солевом отсеке в общем-то аналогична как для чистого отсека. Более четко прослеживается тенденция к повышению и последующему понижению содержания железа. Жесткость понижалась, а рН повысился с 8,9 до 9,6 при том, что его начали определяться позже, чем в чистом отсеке. В общем-то с рН ситуация здесь выглядит не слишком хорошо. Возможно есть органика или переходы компонентов отложений в котловую воду, подкисляющие ее. Поэтому, опять же, фосфаты, вернее щелочно-фосфатную смесь, надо было качать раньше и с большим соотношением щелочи и фосфатов. Возможно, для этого должен быть отдельный бак рабочего раствора на пуски. Сначала дозировать более щелочной раствор, потом переходить на обычный раствор, чтобы слишком не загонять рН вверх к концу пуска. Все это можно, в принципе и при желании, рассмотреть в рамках отдельного анализа водно-химического режима и отразить в инструкции по ведению ВХР. А понижение рН котловой воды, как уже отмечалось, чревато опасностью коррозии с водородным охрупчиванием экранных труб... Значение рН паров в период этого пуска было нормальным (8,8 – 8,9), кремнесодержание паров снижалось с 30 до 22 мкг/кг. Все это описание относится к затяжному пуску (примерно, как уже отмечалось, 8 часов). При более быстрых пусках наверное можно будет уловить в основном только возрастание примесей в водах.
После этого пуска идет небольшой период стабилизации при набранной нагрузке блока (где-то 15 часов) затем сброс нагрузки по пару до 480 т/ч и снова останов блока. За этот период стабилизации данных мало и особенного доверия они у меня не вызывают. Но похоже, что стабилизировались значения рН и снизилось кремнесодержание паров с 22 до 14 мкг/кг.
Новый останов блока произошел, по записям, 20.05.09 в 6:34 и длился до 10 утра 25.05.09. Данными анализов этот период не порадовал. Жесткость конденсата повышалась с 1 до 2, до 6 и даже до 20 мкг-экв/кг, затем почему начала экспоненциально снижаться до 0,5 мкг-экв/кг. Это нечто непонятное – может быть что-то делали с конденсатором? Прочих данных либо нет, либо они, похоже, записаны от фонаря.
При следующем пуске 25.05.09 в 10 утра, железо в конденсате возрастало с 25 до 50, затем снова снижалось до 25 мкг/кг. Кислород в питательной воде снижался со 100 до 20 и даже 10 мкг/кг (впрочем все последующие значения 10 мкг/кг похоже тоже от фонаря). Железо в питательной воде достигало 50 в котловых водах 200 мкг/кг, к концу пуска снижение до 20 (в чем я как-то сомневаюсь) и 50 мкг/кг. Значения рН во всех точках, если верить записям, были в норме. Кремнесодержание паров в период пуска снижалось с 18 до 13 мкг/кг, а далее до 11 мкг/кг. В общем-то и тем не менее, данные по железу и кремневке здесь более-менее правдоподобны.
Таблицы данных и графики смотри в файле Excel – Луганка.xls, Лист4.