Текст работы можно загрузить в формате Word
Министерство энергетики
и электрификации СССР
Всесоюзный государственный трест
по организации и рационализации
районных электростанций и сетей
О Р Г Р Э С
Донецкое отделение
ВОДНЫЙ РЕЖИМ ЭНЕРГОБЛОКОВ 200 МВт
СТАРОБЕШЕВСКОЙ ГРЭС В УСЛОВИЯХ
МАНЕВРЕННЫХ НАГРУЗОК
Заказчик ПЭО "Донбассэнерго"
Заказ № 2009
Арх.№ Х-971
Исполнители:
инженеры
Протасов Н.Г.
Карлова Л.И.
Частухина Т.Л.
Пить С.Д.
Ойрех Я.А.
техники:
Гриценок В.И.
Саитова Л.В.
Еремина В.В.
Шейко В.М.
Андрианова Т.А.
Шестакова Л.И.
Султакаева В.М.
Котова М.П.
Бажанова В.М.
ГЛАВНЫЙ ИНЖЕНЕР
ДОНЕЦКОГО ОТДЕЛЕНИЯ ОРГРЭС Л.С.ФОШКО
НАЧАЛЬНИК ХИМИЧЕСКОГО ЦЕХА И.Т.СИНИЦА
РУКОВОДИТЕЛЬ ГРУППЫ ВОДНОГО
РЕЖИМА И ВНУТРИКОТЛОВЫ ПРОЦЕССОВ А.П.БОРОВСКИЙ
г.Горловка
1976г.
<<Мои, Протасова Н.Г., примечания/вставки по ходу текста будут в угловых скобках. Полный текст отчета можно заказать в ДонОРГРЭС (Арх.№ Х-971), если он сохранился в библиотеке. В 70-е годы прошлого столетия ДонОРГРЭС проводило работы по водно-химическому режиму энегоблоков в условиях маневренных нагрузок на трех объектах: Старобешевской ГРЭС, Невинномысской ГРЭС и Луганской ГРЭС. Я был руководителем работ на первых двух объектах. В то время аналогичные работы проводились также другими организациями на других объектах. В нынешнее время подобные проблемы также подымались неоднократно, но с гораздо меньшими ресурсами для их решения, а полученные ранее результаты оказались в полном забвении.>>
А Н Н О Т А Ц И Я
Ежегодное увеличение удельного веса блочного оборудования и разуплотнение суточных графиков электрических нагрузок энергосистем вызывает необходимость участия блочного оборудования в покрытии неравномерности диспетчерских графиков и соответствующего изучения условий его эксплуатации при существенной неравномерности электрических нагрузок.
В отчете изложены результаты испытаний водно-химического режима энергоблоков 200 МВт Старобешевской ГРЭС при работе их в условиях стабильных и маневренных нагрузок. Освещены вопросы надежности работы оборудования, частоты и периодичности химконтроля. Проведено нормирование показателей водного режима энергоблоков, работающих с частыми пусками и остановами.
Приведенные рекомендации отражают результаты исследований и многолетний опыт эксплуатации блочного оборудования Старобешевской ГРЭС.
<<В отчете 60 стр. текста и 14 рисунков. Вторую половину отчета занимают таблицы экспериментальных данных.>>
С О Д Е Р Ж А Н И Е
стр.
Введение
I. Краткое описание оборудования и тепловой схемы блока 200 МВт
II. Химконтроль и организация проведения работ
III. Краткое описание условий эксплуатации теплосилового оборудования блочной части
IV. Математическая обработка данных
V. Обсуждение результатов
а) Пути поступления загрязнений и поведение примесей в пароводяном цикле блока при стационарных режимах
б) Особенности поведения примесей в среде пароводяного тракта при разгружениях и нагружениях блока
в) Поведение примесей при экспериментальных водных режимах блока
г) Сравнение водно-химических режимов, нормирование показателей водного режима при маневренных нагрузках блока
д) Частота и периодичность водно-химического контроля
VI. Выводы и рекомендации
Приложение: Список обозначений
Расчет предполагаемого экономического эффекта
В В Е Д Е Н И Е
Ежегодное увеличение удельного веса блочного оборудования и разуплотнение суточных графиков электрических нагрузок энергосистем вызывает необходимость участия блочного оборудования в покрытии неравномерности диспетчерских графиков. В этих условиях необходимо широкое привлечение к работе в регуляторном режиме энергетических блоков 150, 200 и 300 МВт. Однако их регулировочные характеристики недостаточно отвечают выдвигаемым требованиям и до настоящего времени полностью не исследованы.
Настоящая работа выполнялась в соответствии с приказом Минэнерго и Минтяжмаш СССР №28/24 от 29.01.1975г. и является частью комплекса работ по решению проблемы повышения маневренности блочных установок.
Работа проводилась на блоках 200 МВт Старобешевской ГРЭС, в основном на блоке ст. №5, оборудованном дополнительными (экспериментальными) точками отбора проб.
Целью настоящей работы явилось выявление особенностей водного режима энергоблоков в условиях маневренных нагрузок в сравнении с водным режимом при стабильных нагрузках, а также разработка рекомендаций по ведению водного режима блоков, работающих в условиях маневренных нагрузок, в т.ч. с частыми пусками-остановами. Для обеспечения указанных задач и максимального обеспечения статистической достоверности получаемых результатов были организованы эксперименты с многократными отборами проб за суточный цикл работы блока.
Для всестороннего выявления особенностей работы оборудования в маневренных режимах нагрузок, помимо испытаний различных водно-химических режимов блоков, проводились сбор и анализ эксплуатационных данных по отдельным блокам за период с 1965 по 1976 годы.
Полученные данные обрабатывались с помощью ЭВМ как по стандартной методике корреляционно-регрессионного анализа, так и по специальной программе "BBOD", разработанной автором отчета применительно к условиям ведения работ на Старобешевской ГРЭС.
I. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ И ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ БЛОКА 200 МВт
Котел ТП-100 однобарабанный с двухсветным экраном, рассчитан на производительность 640 т пара в час при давлении насыщенного пара 155 ата; температура перегретого пара 570 оС.
Котел работает по схеме двухступенчатого испарения. Во вторую ступень испарения выделены угловые панели фронтового и заднего экранов, производительность которых составляет по расчету 13% от паровой нагрузки котла. Для выравнивания солесодержания по отсекам второй ступени между отсеками установлены четыре трубы "перекрещивания". Отсеки второй ступени испарения расположены в торцах барабана и отделены от чистого отсека плоскими перегородками. Основные элементы внутрибарабанных сепарационных устройств как чистого, так и солевых отсеков – циклоны грубой сепарации, паропромывочное устройство (промывочный лист), жалюзи и пароприемный потолок.
<<До сих пор на ТЭС ВД в описании котлов бытует это набившее оскомину словосочетание "циклоны грубой сепарации". На самом же деле эти внутрибарабанные циклоны в исправном состоянии обеспечивают капельный вынос котловых вод менее 0,02%.>>
Паровая турбина ПВК-200-1 одновальная, трехцилиндровая, конденсационная, мощностью 200 МВт.
Острый пар к турбине поступает по двум паропроводам 325х50 мм. После цилиндра высокого давления пар по двум паропроводам 426х11 мм направляется в промежуточный пароперегреватель котла, откуда по четырем паропроводам 426х17 мм через защитные клапаны направляется в цилиндр среднего давления. Из цилиндра среднего давления пар двумя рессиверными трубами диаметром 1500 мм отводится в цилиндр низкого давления.
Турбина предназначена для работы при давлении свежего пара 130 ата с температурой 565 оС. Давление пара после промперегрева 21,2 ата при температура 565 оС.
В систему регенерации входят:
1. Подогреватель низкого давления №1 с поверхностью охлаждения 280 м2.
2. Охладители пара концевых уплотнений.
3. Конденсаторы испарителей первой и второй ступени.
4. Подогреватель низкого давления №2 с поверхностью охлаждения 300 м2.
5. Подогреватель низкого давления №3 с поверхностью охлаждения 300 м2.
6. Подогреватель низкого давления №4 с поверхностью охлаждения 300 м2.
7. Два деаэратора 6 ата производительностью 400 т/ч каждый с емкостью каждого аккумуляторного бака 90 м3.
8. Три подограевателя высокого давления типа ПВ-400/230 с поверхностью охлаждения каждого 480 м2.
Схема дренажей подогревателей каскадная. Трубки всех подогревателей низкого давления выполнены из латуни Л68.
Испарительная установка блока 200 МВт состоит из двух одинаковых вертикальных корпусов ИСВ-350 (А и Б) и двух конденсаторов испарителей типа ПН-250-3. Питание испарителей осуществляется натрий-катионированной водой с общим солесодержанием ~2 г/л и кремнесодержанием около 2-х мг/л.
II. ХИМКОНТРОЛЬ И ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТ
Химический контроль за водным режимом блока велся по эксплуатационным и экспериментальным точкам отбора проб.
Эксплуатационные точки
питательная вода;
котловые воды чистого отсека;
котловые воды солевых отсеков;
насыщенный пар;
перегретый пар;
основной конденсат турбины;
вода из деаэратора 6 ата;
вторичный пар испарителей;
дистиллят испарителей;
концентрат испарителей;
конденсат БЗК.
Экспериментальные точки
пары в барабане котла до промывки;
промывочная вода;
конденсат греющего пара ПНД;
конденсат греющего пара ПВД;
пар из 3-го отбора турбины (до подачи его в ПВД).
В зависимости от текущих задач, при испытаниях использовались та или другая группа пробоотборных точек. К сожалению, большинство экспериментальных пробоотборных точек из-за отсутствия пробопроводки было смонтировано только в 1976г. <<начало испытаний – осень 1975г.>> Пробопроводка всех точек химконтроля выполнена из нержавеющей стали. В отбираемых определялись концентрации всех основных примесей, рН и электропроводность среды. Отбор проб производился в полиэтиленовые банки с закручивающимися крышками при соблюдении мер предосторожности, обеспечивающих наименьшую загрязненность проб окружающей средой.
Все отборы проб при суточной цикле работы блока в маневренном режиме производились в десять этапов (10 отборов): 1-й отбор проб производился непосредственно перед разгружением (остановом) блока, 2-й – в середине разгружения, 3-й – в конце разгружения, 4-й – в середине минимума нагрузки между разгружением и нагружением блока, 5-й – в начале нагружения блока, 6-й – в середине нагружения блока, 7-й – в конце нагружения и остальные отборы – при работе со стабильной номинальной нагрузкой.
При этом фиксировались основные показатели работы блока:
электрическая нагрузка блока;
производительность котла;
давление в барабане;
расход непрерывной продувки;
давление в деаэраторе 6 ата;
температура питательной воды.
Разгружение блока начиналось примерно в 23 часа, происходило со средней скоростью два мегаватта в минуту и заканчивалось через 1-1,5 часа; нагружение блока начиналось в 4-5 часов утра и заканчивалось также через 1-1,5 часа. Между разгружением и нагружением блок находился в горячем резерве или нес постоянную нагрузку 100-140 МВт. Перед выводом блока из горячего резерва производилось удаление растворенного в теплоносителе кислорода рециркуляцией деаэрируемой воды.
Для более точного выявления особенностей поведения примесей в среде пароводяного тракта в периоды разгружений и нагружений блока на это время (1-7 отборы проб) в ряде случаев прекращалось дозирование фосфатов в котел и подпитка блока от БЗК или дистиллятом испарителей; периодическая продувка не производилась. Дозирование гидразина на блоке №5 в основном не производилось. Одновременно велись опыты и на других блоках, где гидразинная обработка не прекращалась.
Для выполнения анализов использовались приборы рН-метр рН-340, фотоколориметр ФЭК-М, пламяфотометр ВПФ ВТИ, кондуктометр ЛК-563.
III. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТЕПЛОСИЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ БЛОЧНОЙ ЧАСТИ СБГРЭС
Блочная часть электростанции эксплуатируется с 1961г. В настоящее время <<1976г.>> она включает 10 блоков 200 МВт ст.№ 4-13. Блоки введены в эксплуатацию в период 1961-67гг.
Собранные сведения по состоянию оборудования блочной части ГРЭС охватывают в основном 1965-1976 годы. Период с 1972 по 1976 год по данным годовых отчетов ПТО и других документов ГРЭС отличается большим количеством вынужденных остановов блоков – рис.2. <<Графики в конце текста>>
Большую долю вынужденных остановов оборудования блочной части ГРЭС составляют остановы из-за повреждения поверхностей нагрева. Основная масса повреждений поверхностей нагрева квалифицируется как повреждения из-за дефектов структуры металла, некачественного производства ремонтных работ и другими причинами, не относящимися непосредственно к водному режиму блоков. На ГРЭС был осуществлен ряд мероприятий, направленных на уменьшение вынужденных простоев оборудования: заменена сталь аустенитных пароперегревателей зернистостью 7-9 баллов на аустенитную сталь зернистостью 3-5 баллов, улучшена защита гибов водяных экономайзеров от золового износа, увеличена в ряде мест толщина стенок металла, подверженного растрескиванию под воздействием переменных механических и термических нагрузок; особое внимание уделяется выявлению и устранению дефектов во время проведения капитальных ремонтов.
В результате этих мер годовое количество вынужденных остановов блоков за 1965-1970 годы резко сократилось. Однако, начиная с 1972 года, увеличивается число плановых останов блока, максимум которых приходится на 1974 год. Одновременно с возрастанием числа плановых остановов снова возрастает количество вынужденных остановов оборудования (подавляющая доля которых по-прежнему приходится на остановы из-за повреждений поверхностей нагрева котлов). Число вынужденных остановов в 1971 и 1974 гг. составляло соответственно 41 и 62. Такая ситуация свидетельствует о том, что увеличение числа остановов блоков неблагоприятно сказывается на состоянии оборудования. Тем не менее, в результате мер, принятых станцией для уменьшения повреждений оборудования, количество вынужденных остановов за год остается значительно меньшим уровня 1965 года (106 остановов).
Результаты обследований состояния оборудования блочной части электростанции, проводимых химическим цехом СБГРЭС во время капитальных и расширенных текущих ремонтов, а также некоторые сведения о проводимых мероприятиях, направленных на улучшение состояния оборудования, приведены в таблице 13 отчета.
Из этой таблицы видно, что наибольший рост отложений на экранных поверхностях нагрева котлов наблюдался первые 10 лет эксплуатации блочной части СБГРЭС. В это же время неоднократно отмечались следы стояночной кислородной коррозии на большинстве котлов ТП-100. Наибольшая загрязненность проточной части турбин ВК-200-1 также фиксировалась в первые годы их эксплуатации.
В настоящее время ГРЭС проводит ряд мер для предотвращения стояночной коррозии в улучшения водного режима в целом: гидразинная выварка до и после проведения капитальных и текущих ремонтов, гидразинные очистки "на ходу", осушка змеевиков пароперегревателей горячим воздухом при проведении ремонтов, консервация оборудования, находящегося в резерве, избыточным давлением, предпусковая деаэрация питательной воды, уплотнение конденсаторов турбин, промывки проточной части турбин влажным паром.
В результате этих мер рост отложений на поверхностях экранных труб значительно замедлился; начиная с 1973 г. электростанция полностью отказалась от кислотных промывок, стояночная коррозия практически не наблюдается. Значительно улучшилось состояние проточной части турбин. Ниже приведено примерное описание принятой на СБГРЭС технологии проведения гидразинных выварок и гидразинных промывок оборудования.
Гидразинная выварка:
Снизить давление в барабане до 10-15 ата;
открыть продувку пароперегревателя;
ввести 3-10% раствор по фосфатной линии;
содержание гидразина в котловых водах поддерживать на уровне 100-150 мг/кг;
через каждые 4 часа проводить продувку нижних точек котла;
во время гидразинной выварки производить осушку промежуточного пароперегревателя путем зажигания одной или нескольких форсунок без включения РОУ;
выварку производить в течение 15-20 часов.
Гидразинная очистка "на ходу"
Нагрузку котла поддерживать постоянной, уровень воды в барабане нормальный;
ввод гидразина осуществлять в турбину через пароперепускные трубы между ЦСД и ЦНД;
непрерывную продувку производить расходом не менее 1% от паропроизводительности котла (~ 6 т/ч);
периодическую продувку производить 1 раз в смену;
концентрацию гидразина в конденсате доводить (за 2-3 суток) до 3 мг/кг;
продолжительность гидразинной промывки 10-20 суток.
Одной из наиболее острых проблем, с которыми столкнулся эксплуатационный персонал Старобешевской ГРЭС, явилось обеспечение электростанции конденсатом при работе оборудования в условиях резкопеременных нагрузок.
Схема обеспечения СБГРЭС конденсатом состоит из химводоочистки проектной производительностью 250 т/ч, блочных испарительных установок типа ИСВ и баков запаса конденсата емкостью 2000 м3. Производительность блочной испарительной установки при проектном питании паром 6-го отбора турбины составляет около 16 т/ч. При снижении нагрузки блока до 140 МВт работа испарителей прекращалась. Для улучшения схемы восполнения потерь конденсата эксплуатация СБГРЭС на ряде блоков реконструировала подачу греющего пара на испарители, выполнив ее от 5-го и 4-го отборов турбин. Это позволило увеличить производительность блочных испарительных установок на 5-7 т/ч при номинальных нагрузках блоков и обеспечило устойчивую работу испарителей при нагрузках блоков 100 МВт и 70-80 МВт при подводе греющего пара соответственно от 5-го и 4-го отборов турбин. Однако, при этих усовершенствованиях не достаточно существующей емкости БЗК для обеспечения электростанции конденсатом в случае глубоких разгрузок ГРЭС и последующего вывода оборудования из резерва, она должна быть дополнена баком полезной емкостью 700 м3.
IV. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ДАННЫХ
Как упоминалось выше, обработка полученной информации производилась с использованием ЭВМ как по стандартной методике корреляционно-регрессионного анализа, так и по специальной программе "ВВОД", разработанной применительно к условиям ведения работ на Старобешевской ГРЭС.
Каждый отдельный массив исходных данных, сгруппированный по признаку номера отбора, представлен в таблице для соответствующего отбора; в свою очередь он подразделялся программой на отдельные подмассивы исходных данных, объединенные по признаков номеров блоков, на которых производились испытания, и величине ночного минимума нагрузки.
Основные результаты обработки данных по программе "ВВОД" представлены на рис. 4-12 и обсуждены в разделе V.
V. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ ВОДНЫХ РЕЖИМОВ БЛОКОВ 200 МВт
С целью выявления особенностей маневренного режима работы энергоблоков первоначально был произведен анализ поведения примесей в стационарных условиях.
а) Пути поступления загрязнений и поведение примесей в пароводяном цикле блока при стационарных режимах
Полученные экспериментальные данные и обработка их с помощью ЭВМ позволили получить ряд соотношений, с помощью которых можно с заданной надежностью рассчитать зависимости, характеризующие поведение примесей в пароводяном цикле электростанции.
Концентрация примеси в теплоносителе определяется следующими обстоятельствами:
дозирование аммиака, фосфатов, гидразина;
поступлением солей жесткости и натрия, железа, меди, аммиака, углекислоты, кремнекислоты с дистиллятом испарителей;
поступлением примесей с присосами охлаждающей воды и в местах вакуумной неплотности блока;
коррозией стальных и латунных поверхностей оборудования;
осаждением железа в деаэраторах 6 ата;
осаждением меди на участке ПВД;
осаждением примесей на поверхностях нагрева котла, в пароперегревателе и в проточной части турбины;
вывод примесей с непрерывной и периодической продувкой котла;
удаление примесей при потерях теплоносителя в пароводяном тракте блока.
Как видно по результатам расчетом <<соответствующие уравнения из текста отчета здесь не приведены>>, существенным мероприятием для уменьшения кремнесодержания питательной воды является улучшение качества вторичного пара испарителей.
Найденные значения коэффициента уноса кремнекислоты в пар из котловых вод значительно больше соответствующего значения коэффициента распределения между паром и котловой водой, принятого по литературным данным для давления 155 ата. Следует указать, что при этом содержание натрия в паре до промывочного устройства было не более 5 мкг/кг, что свидетельствует о минимальном капельном выносе.
Подобная ситуация наблюдалась неоднократно при проведении теплохимических испытаний котлов на других объектах и подтверждается результатами обработки данных, собранных по всем блокам СБГРЭС. Однако, по данным теплохимических исытаний на блоке ст.№4 с увеличением кремнесодержания котловых вод значения коэффициента уноса уменьшаются и соответствуют литературным данным. Это свидетельствует о значительной величине систематической ошибки, неизбежно присутствующей в аналитических определениях кремнесодержаний, или о недостаточно полном учете всех равновесных форм кремнекислоты при определении ее коэффициента уноса в стендовых условиях.
Для удобства рассмотрения поведения соединений железа в пароводяном тракте блока отнесем все потоки, существующие в пароводяном контуре блока, к величине произведения расхода питательной воды на содержание в ней железа. Как видно из результатов расчетов <<уравнения опущены>>, доля железа выводимого с непрерывной продувкой <<в пределах 1%>> пренебрежимо мала.
Поведение соединений железа по ходу движения среды до деаэратора определяется поступлением железа с отдельными потоками (составляющими питательной воды), убылью железа на участке от котла до конденсатора и, наконец, выводом железа из цикла с потерями конденсата.
Проведенный расчет показывает, что доля осевшего в турбине железа и выведенного из пароводяного цикла с потерями конденсата по абсолютной величине намного меньше общего прироста железа на рассматриваемом участке. Относительный прирост железа перед деаэратором 6 ата по усредненным данным составляет 0,16-0,19 (от произведения содержания железа в питательной воде на ее расход). Относительное осаждение (убыль) железа в деаэраторе по опытным данным составляет 0,33-0,35. Аналогично прирост железа на участке ПВД (деаэратор-котел) составляет примерно 0,5.
Представляет интерес оценить долю прироста железа в питательной воде за счет железа, вносимого в деаэратор с дистиллятом испарителей. Полагая, что осаждение его пропорционально общей убыли железа в деаэраторе, получим величину 0,006.
Доля железа, удаляемого с потерями конденсата, составляет соответственно 0,011.
Общий прирост железа в пароводяном и питательном тракте в долях составит (без учета второстепенных членов) примерно 0,35, т.е. в пределах точности произведенных вычислений совпадает с долей железа, осаждающегося в котле.
Умножая долю осевшего в котле железа на концентрацию железа в питательной воде, расход питательной воды и на количество работы блока в году получим примерно 40 кг/год вносимого в котел железа. При пересчете на квадратный метр и окислы железа скорость образования железоокисных соединений в котле будет около 30 г/м2 в год. Это соответствует тому медленному росту отложений, который наблюдается в котлах ТП-100 Старобешевской ГРЭС.
<<Согласно исследованиям Ю.М. Кострикина, на одну тонну питательной воды приходится примерно 3 м2 поверхности котла, на которой образуются отложения. Это соотношение и использовалось при получении оценки 30 г/м2 в год .>>
Содержание меди в питательной воде перед водяным экономайзером, по данным испытаний, за весь период проведения опытов не превышало 1-2 мкг/кг. Концентрация меди после деаэраторов нередко достигала 4-х и более мкг/кг. Однако в дальнейшем медь осаждалась в питательном тракте на участке ПВД и в котел поступало только 20-30% от количества меди, вносимой в деаэратор (рис. 6).
В ряде отдельных опытов на 2-3 часа прекращалась подпитка контура блока дистиллятом испарителей и в этих условиях рассчитывались присосы охлаждающей воды в конденсаторе по содержанию натрия в питательной воде <<чувствительность анализов на жесткость не позволяла оценить присосы>>. За время проведения опытов присосы охлаждающей воды на блоке №5 не превысили 0,001%. При таких небольших присосах поступлением натрия в питательную воду с охлаждающей водой можно пренебречь и по содержанию натрия в питательной воде можно корректировать средние значения содержания натрия в дистилляте испарителей и средний коэффициент капельного уноса из концентрата испарительной установки. Вынос солей натрия из концентрата определялся также по данным анализов вторичного пара. Выяснилось, что капельный вынос не является постоянной величиной при стабильных параметрах греющего пара. Изменение его во времени приближенно описывается синусоидальной кривой (не одинаковой для нескольких однотипных блочных установок) с периодом колебаний 15-30 минут и выносом натрия в пределах 25-200 мкг/кг при среднем солесодержании концентрата 40 г/л.
б) Особенности поведения примесей в среде пароводяного тракта при разгружениях и нагружениях блока
При работе блока в маневренном режиме в момент разгружения и нагружения блока, а также после вывода блока на стабильную нагрузку, в среде и на поверхности пароводяного тракта протекает ряд процессов, которые проявляются в изменении во времени концентраций примесей в различных точках тракта (рис.7-12). При этом химанализом проб более или менее четко фиксируются изменения концентраций железа, меди, кремнесислоты, кислорода, фосфатов и изменения рН. Однако характер поведения одних и тех же примесей в циклах разгружений и нагружений блока не всегда однозначен. Поэтому его следует описывать как усредненный результат ряда наблюдений. При изменениях нагрузки блока часть примесей, осевших ранее в проточной части турбины, переходит в теплоноситель и на данном участке тракта происходит вымывание железа, меди и кремнекислоты. Наибольшие концентрации железа в конденсате (50-100 и более мкг/кг) отмечаются в конце разгружения (3-й отбор проб) и в начале нагружения (5-й отбор проб) - при остановах блока. После глубоких разгрузок блока (до 100-60 МВт) без остановов в резерв и прохождения ночного минимума нагрузки, концентрация железа в конденсате возрастает в самом начале нагружения на 5-10 мкг/кг (при разгрузках блока содержание железа возрастает незначительно). Повышение содержания железа в питательной воде происходит во время нагружения блока после нахождения его в горячем резерве и после вывода блока на стабильную нагрузку повышенная концентрация железа в питательной воде сохраняется от нескольких часов до одних суток.
При растопках и последующей стабильной нагрузке блока после одно-двухсуточного нахождения в холодном резерве повышенное содержание железа в питательной воде сохраняется до двух суток. Особенностью блока ст.№5 является более резкое, чем на других блоках. возрастание железа в котловых водах (до 50-100 мкг/кг) при изменениях электрической нагрузки. Это, по-видимому, связано с тем, что в июле 1975 г. произошел упуск котловой воды и экранные трубы подверглись перегреву.
Изменение концентраций кремнекислоты в основном конденсате турбины при разгружениях-нагружениях блока протекает примерно так же, как и изменения концентраций железа. Однако снижение концентрации кремнекислоты после растопки блока происходит значительно быстрее, чем железа. Характерным моментом поведения кремнекислоты является значительное (порой резкое) увеличение разности кремнесодержаний питательной воды и паров (рис.14), возникающее после разгружения (останова) блока и сохраняющееся в течение 3-5 часов после вывода блока на номинальные параметры. Это связано с уменьшением выноса кремнекислоты с паром при снижении давления в барабане котла и уменьшением кремнесодержания котловой воды чистого отсека.
Изменение кремнесодержания котловых вод происходит подобно так называемому явлению "хайд-аута" фосфатов. Однако синхронность и даже пропорциональность в изменениях концентраций кремнекислоты и фосфатов в котловых водах во многих опытах сохранялась только при разгружении блока. При увеличении нагрузки блока (после останова в резерв), во время 5, 6 или 7-го отборов проб, резко снижалось кремнесодержание котловой воды чистого отсека и несколько повышалось кремне содержание в солевом отсеке. Через 3-4 часа стабильного режима барботы блока кремнесодержание котловый вод устанавливалось на обычном уровне.
После снижения нагрузки блока фосфаты возрастают в основном в чистом отсеке – на 1-8 мг/кг. При выводе блока на номинальные параметры концентрации фосфатов и их кратности между отсеками обычно приниают значения, близкие к тем, которые были перед остановом блока в горячий резерв. Следует отметить, что обмен фосфатов между поверхность нагрева и котловой водой реализуется через нейтральное соединение (например, Na2HPO4). Явление "хайд-аута" фосфатов на блоках, где производились опыты, выражено довольно слабо. Это подтверждает данные по катодному травлению образцов экранных труб о небольшой удельной загрязненности этих труб.
Повышенная концентрация кислорода более 200 мкг/кг и углекислоты до 2 мг/кг в конденсате отмечалась на всех испытываемых блоках в конце разгружения перед остановами в в начале растопок.
Содержание меди в питательной воде перед экономайзером, как отмечалось выше, было небольшим (до 2 мкг/кг) на всем протяжении опытов, в том числе и при пусках-остановах. В моменты остановов и пусков блоков концентрация меди в основном конденсате турбин повышалась обычно на 2-3 мкг/кг и только в отдельных случаях достигала 10-15 мкг/кг и более.
Наибольшей отличительной особенностью поведения примесей в пароводяном цикле блока, работающего в режиме маневренных нагрузок, является вымывание примесей из проточной части турбоагрегата в процессе разгружения и нагружения блока. Наблюдение за вымыванием примесей из турбоагрегата велось средствами обычного химического контроля. Во избежание возможных ошибок из-за неучета присосов охлаждающей воды, определялись содержание натрия и солей жесткости в основном конденсате турбины.
в) Поведение примесей при экспериментальных водных режимах блока
Исследование водных режимов, проводившееся на нескольких энергоблоках 200 МВт Старобешевской ГРЭС, выявило ряд закономерностей поведения примесей в пароводяном цикле при стабильных и маневренных нагрузках блоков. Однако для составления более полных рекомендаций по ведению водных режимов при маневренных нагрузках блоков потребовалось опробование экспериментальных водных режимов, которое осуществлялось на блоке ст.№5. В качестве таковых были выбраны: режим с повышенным (9,4-9,6) рН питательной воды за счет дозирования аммиака и режим с дозированием гидроокиси лития в питательную воду при обычной дозе аммиака. Первый режим был выбран из тех соображений, что повышенный рН должен подавить коррозию стали в питательной воде на участке ПВД и тем самым снизить концентрацию железа в питательной воде. Режим с дозированием гидроокиси лития был выбран в предположении, что литий при высоких температурах (и повышенных рН) среды способен образовывать защитную пленку, т.е. прочные нерастворимые соединения с железом на поверхности металлов. Опыты с экспериментальными режимами, к сожалению, неоднократно прерывались по производственным причина, что привело к значительному затягиванию экспериментальной части работ.
При повышенном дозировании аммиака в начальный период времени концентрация железа повышалась во всех точках пароводяного тракта. Однако прирост железа на участке ПВД быстро снизился. В дальнейшем концентрация железа в питательной воде постепенно снижалась и через 2-3 недели уменьшилась на 7-10 мкг/кг или в 1,5-2 раза против обычного режима (при рН 9,0-9,2).
В начальный период также несколько возрастала медь в питательной воде в в других точках отбора проб. При этом кратность между котловыми водами по содержанию меди была выше, чем по фосфатам, что говорит о переходе меди в котловую воду из отложений на поверхностях нагрева. В дальнейшем содержание меди в точках пароводяного тракта достигло величин, близких к тем, которые имели место до ведения экспериментального режима.
Опыт с повышенным рН питательной воды был разделен на два этапа. На первом этапе блок эксплуатировался по возможности без остановов и изменения нагрузки. На втором этапе снималась картина поведения примесей в теплоносителе при пусках-остановах блока. Характер поведения примесей остался примерно таким же как и при обычном водном режиме, но содержание железа во всем цикле пуска-останова снизилось против обычного водно-химического режима: в 1,2-1,6 раза при разгружении блока и в 2 раза в конце нагружения при пуске блока.
Режим с дозированием гидроокиси лития в питательную воду котла ТП-100 также проводился в два этапа. Первый этап, осуществляемый при стабильной нагрузке блока, длился две недели. В первые 2-3 дня дозирования лития расчетную концентрацию его в питательной воде доводили до 10-15 мкг/кг, при этом ожидалось, что такие концентрации ускорят создание защитных пленок на поверхностях питательного тракта и в котле. В дальнейшем содержание лития в питательной воде снизили в несколько раз: концентрация лития в котловых водах чистого и солевого отсека составляла при этом соответственно 1,5 и 3 мг/кг.
Жесткость питательной воды на протяжении опытов с дозированием LiOH находилась на низком уровне и только в отдельных случаях в моменты пусков-остановов превышала 1 мкг-экв/кг.
Второй этап ведения указанного режима (при пусках-остановах) был не продолжительным из-за аварийного останова блока №5 <<насколько помнится, было термоциклическое повреждение опускной трубы и главный инженер СБГРЭС полагал, что этому способствовал именно литиевый режим>>. Содержание железа в питательной воде на протяжении этого этапа было несколько ниже, чем при обычном ведении водного режима. Возрастание железа в котловых водах в конце разгружения и при пуске блока было в 2-3 раза меньше, чем в предыдущем режиме с повышенным рН питательной воды. Фосфаты в котловых водах перед началом второго этапа обнаруживались в следовых количествах. Однако при осуществлении пусков-остановов фосфаты в котловых водах возросли за счет вымывания из ранее образовавшихся отложений. В начале и конце цикла пуска-останова для чистого и солевого отсека концентрации фосфатов в среднем составляли 0,6 и 1,2 мг/кг. В моменты остановов и пусков блока фосфаты в котловых водах повышались до 3-4 мг/кг.
г) Сравнение различных водно-химических режимов при стабильных и маневренных нагрузках блока. Нормирование показателей водного режима при маневренной работе блока.
Как отмечалось выше, перевод энергоблоков на работу в режиме переменных нагрузок сопровождался появлением термоциклических напряжений, которые концентрируются не только на наиболее теплонапряженных участках поверхностей нагрева, но, прежде всего, в местах наибольших температурных градиентов и механических напряжений. В результате на поверхности металла, граничной с паром или водой, развиваются трещины, носящие, в основном, коррозионно-усталостный характер. Разрушение металла на участках, подверженных переменным температурным и механическим воздействиям, сопровождается неоднократными вынужденными остановами блоков. Предупреждение аварий по этим причинам, как описано в разделе III, сводится, в основном, к профилактическим мероприятиям, проводимым во время капитальных ремонтов, и прежде всего – к замене дефектных участков. Развитие повреждений металла в местах, не характерных для оборудования, работающего в режиме стабильных нагрузок, например в гибах водоопускных труб, свидетельствует о качественных особенностях причин разрушений металла, возникающих при работе блоков в маневренном режиме, и устранить их с помощью мероприятий, проводимых только со стороны водного режима, очевидно не возможно. Тем не менее, в большинстве случаев разрушение металла развивается со стороны контакта с теплоносителем, следовательно, среда участвует в этом процессе как фактор разрушения металла и меры борьбы с разрушением металла, проводимые в рамках водного режима, остаются необходимыми и должны быть направлены на создание условий минимизации неблагоприятного воздействия среды.
Эффективность того или иного водного режима для оборудования, работающего при частых пусках-остановах и переменных нагрузках, можно оценить по результатам многолетних наблюдений за состоянием оборудования. Поскольку водно-химические режимы испытывались в относительно короткие сроки, естественно возник вопрос о выборе критериев для оценки качества испытываемых режимов. Этот вопрос достаточно сложен ввиду многофакторности и взаимной обусловленности многих процессов, протекающих в пароводяном тракте. В качестве критериев хорошего качества водного режима были выбраны: снижение содержания железа и меди в питательной воде на всех этапах несения нагрузки энергоблоками, увеличение количества вымываемых из проточной части турбоагрегата примесей при разгружениях и нагружениях блоков, снижение содержания железа в котловых водах при пусках-остановах блоков. Последний критерий был выбран из тех соображений, что рост концентрации железа в котловых водах при пусках-остановах можно объяснить разрушением защитной железоокисной пленки, имеющейся на поверхности нагрева, с последующим переходом частичек железа в котловую воду; разрушение пленки способствует восстановлению контакта металла с водой и развитию коррозионных процессов. При анализе данных экспериментов и эксплуатационных данных особое внимание было уделено мероприятиям, проводимым перед остановами блоков в резерв и на ремонт, как важнейшим моментам ведения водного режима.
Согласно изложенному выше, сопоставлялись следующие режимы:
с дозированием реагентов в соответствии с нормами ПТЭ;
аналогичный предыдущему режим, но без дозирования гидразина;
режим повышенного аминирования питательной воды;
режим с дозированием гидроокиси лития в питательную воду.
Общим для всех названных режимов условием уменьшения загрязнения питательной воды продуктами коррозии является стабильность содержания коррекционных агентов в питательной воде. Повышенные концентрации железа в питательной воде отмечались в первом из вышеназванных режимов при колебаниях концентрации гидразина в питательной воде от 20 до 100 мкг/кг в течение одних суток. Поскольку автоматизация дозирования гидразина не налажена, колебание концентрации гидразина является дестабилизирующим фактором, увеличивающим колебания и средний уровень содержания железа в питательной воде. Аналогичная картина с повышением содержания железа в питательной воде наблидалась и в моменты значительных колебаний содержания аммиака и гидроокиси лития в питательной воде. Таким образом, условие стабильного дозирования коррекционных реагентов в питательную воду должно быть выделено в самостоятельный фактор ведения водного режима.
Режим повышенного аминирования питательной воды (повышенного рН питательной воды) энергоблоков характеризуется снижением концентрации железа в питательной воде как при стабильных, так и маневренных нагрузках. Следует отметить, что это характерно когда в маневренном режиме устанавливалась примерно постоянная концентрация аммиака. Наибольшего снижения железа удается достичь при поддержании рН питательной воды порядка 9,6. Однако в моменты остановов и пусков блоков неизбежны значительные, хотя и кратковременные, присосы воздуха в конденсат турбин, что увеличивает опасноть кислородно-аммиачной коррозии латунных поверхностей конденсатного тракта. В период ведения опытов не отмечалось значительное возрастание меди в питательной воде при сопутствующем росте содержания кислорода в основном конденсате турбин. Тем не менее, из соображений надежности рН питательной воды следует ограничить величиной порядка 9,5, а соответствующее ему содержание аммиака величиной 3,0 мг/кг. Другим доводом в пользу целесообразности повышения рН питательной воды котлов служит увеличение количества вымываемых из проточной части турбин примесей при повышении содержания аммиака в пароводяном цикле.
Сравнение режима повышенного аминирования питательной воды с водным режимом при дозировании гидроокиси лития, проводившемся через некоторое время после первого режима на том же блоке (ст.№5), показывает, что в моменты остановов и растопок котла содержание железа в котловых водах в последнем случае примерно в два раза меньше, чем в первом. В соответствии со сказанным выше, это свидетельствует об увеличении прочности защитной пленки, образующейся на поверхности нагрева, контактирующей с котловой водой, большей ее устойчивости в условиях переменных тепловых и механических напряжений металла. Гидроокись лития рационально дозировать в количествах, обеспечивающих рН котловой воды чистого отсека не ниже 9,0. Концентрация лития, в отсутствие значительных присосов охлаждающей воды, будет при этом не менее 70 мкг/кг. Значительное увеличение содержания лития приведет к соответствующему повышению общего солесодержания и электропроводности котловых вод, что, по-видимому, не целесообразно, так как увеличение электропроводности среды интенсифицирует электрохимические процессы, к которым относится коррозия котельного металла.
Поддержание тех или иных концентраций лития в котловых водах, как известно, не обеспечивает перевод солей жесткости в безнакипную шламовую форму. Дозирование лития, поэтому, допустимо только при отсутствии значительных присосов охлаждающей воды: этому условию отвечает большинство блоков СБГРЭС. Поддержание указанных концентраций гидроокиси лития необходимо сочетать с непрерывным автоматическим контролем жесткости питательной воды. Такой контроль можно осуществлять с помощью автоматического жесткомера подходящей чувствительности или автоматического солемера с датчиком для Н-катионированной пробы.
Важнейшими элементами ведения водного режима являются мероприятия, осуществляемые перед остановами и растопками блоков. Эти мероприятия описаны в разделе III.
Сущность этих мероприятий сводится к удалению потенциально агрессивной среды (или примесей), например осушка пароперегревателя горячим воздухом при остановах в капитальный и текущий ремонт, или к созданию защитных пленок на поверхностях оборудования, контактирующего с паром или водой – гидразинные выварки. Указанные мероприятия, а также гидразинная очистка "на ходу" комплексно применяются с 1969 г. Эксплуатационные данные свидетельствуют об общей эффективности этих мероприятий.
При гидразинных очистках "на ходу" содержание железа в котловых водах возрастает в два-три раза и, как показывают расчеты, доля железа, выводимая с продувочной водой, остается небольшой. Тем не менее, гидразинные промывки, проводимые перед длительными остановами котлов, могут способствовать созданию защитной пленки аналогично тому, как это имеет место при проведении гидразинных выварок.
Вопрос о нормировании содержания примесей, загрязняющих теплоноситель в результате коррозии оборудования и присосов воздуха в охлаждающей воды, имеет принципиальное отличие от нормирования содержания веществ для коррекционной обработки среды пароводяного тракта, так как примеси в первом случае – это, во многом, результат того или иного способа ведения водного режима, а во втором случае содержание коррекционных агентов – одна из мер воздействия на качество водного режима.
Нормирование производилось на основе следующих соображений:
учета существующих норм ПТЭ;
анализа многолетнего опыта эксплуатации блоков 200 МВт Старобешевской ГРЭС при работе в режиме маневренных нагрузок:
сравнения условий эксплуатации оборудования при работе в режиме стабильных и маневренных нагрузок по данным проводимых испытаний;
реальной достижимости тех или иных норм.
По ПТЭ для котлов высокого давления нормируется в парах содержание кремнекислоты и натрия. По данным исследований, проводившихся на СБГРЭС, при разгружениях и нагружениях энергоблоков часть кремнекислоты и других ранее осевших примесей вымывается из проточной части турбин. Следовательно, турбины энергоблоков, работающих в режимах маневренных нагрузок и особенно пусков-остановов, в меньшей мере подвержены заносу отложениями, чем при работе в режиме стабильных нагрузок, и в принципе допустима их эксплуатация при более высоком, чем по ПТЭ, кремнесодержании паров. Однако, нет надобности повышать допустимый предел кремнесодержания, исходя только из этих соображений, поскольку чистота проточной части турбины очень важный фактор экономичной работы блока. С другой стороны, при нагружениях и разгружениях блоков, в том числе и при пусках-остановах, кремнесодержание паров практически не меняется. Следовательно, существующие нормы ПТЭ по кремнесодержанию паров реально достижимы для всех режимов энергоблоков. Таким образом, нормы установленные ПТЭ, остаются без изменения. По аналогичным соображениям оставлены без изменения нормы предельного содержания натрия в парах.
Содержание кислорода в питательной воде, как показали испытания, проведенные на СБГРЭС, в моменты останова и пуска блока из горячего резерва может меняться незначительно, и нормы ПТЭ в этом режиме остаются реально достижимыми. Деаэрацию следует прекращать не ранее завершения останова блока. Перед пуском блока осуществляется предпусковая деаэрация питательной воды при рециркуляции ее в деаэратор 6 ата. Концентрация кислорода в конденсате резко возрастает в конце разгружения при останове и в начале пуска блока. В настоящее время этот процесс неуправляем и, следовательно, его нормирование не принесет реальной пользы.
Жесткость питательной воды и основного конденсата турбины при пусках-остановах блока ст.№5 обычно не превышала 0,2 мкг-экв/кг и только в отдельных случаях достигала 0,5-1 мкг-экв/кг. В моменты пусков-остановов жесткость питательной воды и основного конденсата может кратковременно повышаться, но обычно не на столько, чтобы существенно повысить содержание накипеобразующих солей жесткости в котловых водах, так как поступление солей в котел осуществляется при малом расходе питательной воды и низкой температуре котловой воды. Из этих соображений, для момента останова или пуска котла предлагается повысить допустимую жесткость питательной воды и конденсата до 3 мкг-экв/кг в небольшие интервалы времени.
Медь в питательной воде при пусках-остановах энергоблоков Старобешевской ГРЭС не превышала 2 мкг/кг (перед экономайзером) при всех испытывавшихся режимах, т.е. была ниже существующих норм ПТЭ. Это имело место даже при повышенном аммиаке в питательной воде и парах (более 5 мг/кг) и большом (более 200 мкг/кг) содержании кислорода в турбинном конденсате (в моменты остановов и растопки котла). Поскольку норма ПТЭ для меди реально достижима, она остается и при работе блока в режимах маневренных нагрузок.
Особым характером отличается поведение железа в пароводяном цикле блока при режимах переменных нагрузок. В отличие от других примесей, содержание железа медленно стабилизируется в питательной воде из-за увеличения его прироста в питательном тракте на участке ПВД после разгружения и нагружения блоков. Нормы по содержанию железа приведены в следующем разделе. Они выше соответствующих норм ПТЭ и даны с учетом их реальной достижимости. При этом, как показывают расчеты, и опыт эксплуатации на СБГРЭС, уровень образования отложений в котле остается безопасным, а отрицательный эффект увеличения железа в парах компенсируется вымыванием железа из проточной части турбин в моменты пусков-остановов.
д) Частота и периодичность водно-химического контроля при маневренных режимах работы энергоблоков.
Частота и периодичность контроля за состоянием водно-химического режима энергоблоков обусловливается затратами на производство контроля и полезностью добываемой при этом информации. Полезность информации, в свою очередь, определяется возможностью и необходимостью оперативного вмешательства в работу оборудования со стороны лиц, осуществляющих контроль. Кроме того, полезность информации заключается также в том, что накопленная информация позволяет делать выводы о состоянии оборудования за некоторый период времени и возможности улучшения работы оборудования в дальнейшем.
Очевидно, что нет целесообразности в увеличении частоты контроля тех показателей, которые мало изменяются в процессе изменения электрической нагрузки блоков, так как сведения о таких показателях не несут качественно новой информации о состоянии оборудования, позволяющей вмешаться в его работу. К таким показателям водно-химического режима можно отнести, согласно предыдущему обсуждению, содержание кремнекислоты и натрия в парах, меди и кислорода в питательной воде. Контроль за этими показателями во время работы оборудования в режиме изменения нагрузки можно вести с той же частотой и периодичностью, что и при стабильных нагрузках.
Другую группу показателей образуют те, которые изменяются в процессе разгружений и нагружений энергоблоков, но получаемая при этом информация не существенна для управления процессом в моменты изменения нагрузок или хотя бы для улучшения работы оборудования в ближайшее время по прошествии указанных моментов. В такую группу входят показатели: содержание кислорода в основном конденсате турбин, содержание фосфатов в котловых водах, рН котловых вод, щелочность котловых вод, определяемые при пусках-остановах блоков. Периодичность определения этих показателей целесообразно изменить так, чтобы они, по возможности, определялись в моменты начала нагружения и в конце разгружения блоков, т.е. в моменты наибольшего изменения этих показателей. Реально такой контроль осуществим или эпизодически, или при его автоматизации. Получаемая при этом информация может оказаться полезной в дальнейшем: например, большие концентрации фосфатов, появившиеся в котловой воде в результате их вымывания из отложений при пусках-остановах блоков, свидетельствуют о большой загряненности экранных труб или о неправильном ведении фосфатирования. В отличие от приведенных в этой группе показателей, жесткость питательной воды и конденсата турбин пронормирована для моментов пусков и остановов блоков и в этих случаях должна контролироваться постоянно.
Содержание железа в питательной воде сравнительно медленно снижается во времени, начиная от растопки котла. Этот показатель предлагается контролировать с такой же частотой, как и при стационарных режимах работы оборудования, но при этом периодичность анализов необходимо изменить, чтобы отборы проб на железо приходились на определенные моменты времени после растопки котла, отсчитанные от момента, когда блок выведен на стабильную нагрузку. Эти моменты времени должны записываться в журналах по ведению контроля по водному режиму энергоблоков рядом с определением содержания железа. В соответствии с изложенными соображениями, нормы на содержание железа, приведенные в следующем разделе, также относятся к определенным моментам времени.
VI. ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
Выводы
1. С увеличением общего числа остановов энергоблоков возрастает количество вынужденных остановов и повреждений оборудования СБГРЭС. Основная масса этих повреждений обнаруживается на поверхностях нагрева котлов ТП-100 в виде трещин коррозионно-усталостного характера, развивающихся со стороны контакта с теплоносителем под воздействием многократных термоциклических нагрузок.
2. Скорость роста отложений в экранных трубах при безостановочной работе котлов составляет 20-30 г/м2 в год. Быстрый рост отложений на экранных и других поверхностях нагрева котлов возникает из-за стояночной коррозии при недостаточном внимании к мрам ее предупреждения перед остановами и во время простоев оборудования.
3. Занос проточной части турбин отложениями происходит в основном в результате осаждения соединений железа и кремнекислоты и при прочих равных условиях определяется содержанием этих примесей в насыщенном паре. Содержание железа в насыщенном паре достигает 60-70% от содержания железа в питательной воде, которое создается в пароводяном тракте преимущественно из-за коррозии тракта на участке ПВД. Основные источники поступления кремнекислоты в пароводяной цикл – дистиллят испарителей и, в меньшей мере, присосы охлаждающей воды в конденсаторах турбин.
4. При нестабильном дозировании коррекционных реагентов (аммиака и гидразина) в питательную воду происходит увеличение концентрации железа в питательной воде. Так, при колебаниях содержания гидразина в питательной воде от 20 до 100 мкг/кг в течение одних суток содержание железа в питательной воде при этом возрастает на 10-15 мкг/кг.
5. При остановах энергоблоков и пусках их из горячего резерва за один цикл пуска-останова из проточной части турбогенератора вымывается 15-20 г ж елеза и 10-15 г кремнекислоты, что способствует удалению соединений железа и кремния из проточной части турбин в пар.
6. При изменениях нагрузки и прежде всего при пусках-остановах энергоблоков усиливается коррозия питательного тракта на участке ПВД и растет содержание железа в питательной воде. В отличие от других примесей, железо в питательной воде после пусков энергоблоков и вывода их на стабильную нагрузку медленнее снижается до своей минимальной величины: от нескольких часов до одних суток при пусках котлов из горячего резерва и до двух суток при пусках из холодного резерва.
7. При увеличении рН питательной воды аммиаком до 9,4 и выше уменьшается содержание железа во всех точках пароводяного тракта как при стабильном, так и маневренном режимах нагрузок, и при пусках-остановах блоков из горячего резерва содержание железа в питательной воде в 1,5-2 раза меньше, чем при обычном рН питательной воды, при этом содержание меди в питательной воде существенно не менялось. Указанный эффект достигается после двух-трех недель поддержания режима повышенного аминирования при стабильной нагрузке блока.
8. При коррекционной обработке котловых вод гидроокисью лития вместо фосфатов на блоке ст.№5 содержание железа в котловых водах в моменты остановов и пусков блоков из горячего резерва возрастало в 1,5-2 раза меньше, чем при дозировании фосфатов. Эффект снижения железа в котловых водах, по-видимому, объясняется созданием на поверхности котельного металла защитной пленки, более устойчивой, чем имеющаяся на металле при фосфатном режиме. В дальнейшем целесообразно продолжить испытания указанного режима в условиях длительного применения гидроокиси лития для коррекционной обработки котловых вод.
9. В целях снижения общей агрессивности котловых вод, проявляющейся как результат высокой электропроводности среды, контактирующей с корродирующим металлом, солесодержание котловых вод целесообразно поддерживать на минимальном уровне, обеспечивающем при этом достаточно высокий (не менее 9,0) рН котловой воды чистого отсека. Снижение солесодержания котловых вод достигается уменьшением дозы реагентов для коррекционной обработки котловых вод, присосов охлаждающей воды и капельного выноса солей во вторичный пар из концентрата испарителелй.
10. При планировании частоты и периодичности химконтроля водного режима при маневренных нагрузках энергоблоков целесообразно учесть, что ряд показателей (содержание кремнекислоты и натрия в парах, меди и кислорода в питательной воде, кислорода в конденсате турбин, содержание фосфатов и щелочность в котловых водах, рН питательной и котловых вод) в моменты изменения нагрузок при пусках-остановах блоков не несут полезную для принятия оперативных решений информацию и могут в указанные моменты производиться реже (эпизодически), чем при обычном контроле. Остальные показатели контролируются в моменты работы оборудования, при которых определены нормы(нормы ПТЭ и указанные в рекомендациях).
Рекомендации
1. Для предупреждения стояночной коррозии котлов при выводе их на ремонт или в резерв производить:
а) гидразинную выварку до и после вывода в ремонт;
б) осушку змеевиков промперегрева горячим воздухом при выводе котла в ремонт;
в) консервацию оборудования, находящегося в резерве, поддержанием избыточного давления;
г) предпусковую деаэрацию питательной воды перед растопкой котлов.
Опрессовку котлов и пароперегревателей осуществлять конденсатом с присадкой гидразина и аммиака.
2.Дозировку коррекционных реагентов прекращать за 30-60 минут до снижения нагрузки при остановах энергоблоков.
3. Обеспечить стабильность дозирования аммиака и гидразина за счет автоматизации дозирования аммиака по электропроводности и гидразина по расходу питательной воды.
4. Поддерживать рН питательной воды пределах 9,4±0,1 при концентрации аммиака в питательной воде не более 3 мг/кг. Концентрация гидразина в питательной воде должна быть в пределах 40-60 мкг/кг.
<<Рекомендации, подобные повышенному аминированию, относятся к конкретной ГРЭС и к исследуемому периоду, а не ТЭС вообще. Впрочем, я видел и концентрации аммиака в десятки мг/кг (комбинат в Ровно) и "катастрофических" признаков коррозии медных сплавов при этом почему-то не наблюдалось.>>
5. При коррекционной обработке котловых вод фосфатами содержание фосфатов в котловых водах поддерживать на уровне, обеспечивающем рН котловых вод чистого отсека в пределах 9,0-9,2. Концентрация фосфатов в чистом отсеке должна быть не менее 1,5 мг/кг.
6. При коррекционной обработке котловых вод гидроокисью лития содержание лития в котловых водах поддерживать на уровне, обеспечивающем рН котловых вод чистого отсека в пределах 9,0-9,2. Концентрация лития в чистом отсеке должна быть не менее 100 мкг/кг.
7. При использовании гидроокиси лития для коррекционной обработки котловых вод необходимо выполнить ряд условий:
а) загрязненность экранных поверхностей перед вводом гидроокиси лития должна быть не более 50 г/м2;
б) литий вводить после прекращения дозирования фосфатов и остаточной концентрации их в котловой воде не более 0,5 мг/кг (совместное применение гидроокиси лития и фосфатов не допускается);
в) вести контроль за присосами охлаждающей воды с помощью средств автоматического контроля с сигнализацией.
9. Величину непрерывной продувки котлов поддерживать на уровне 0,3-0,5% от паропроизводительности котлов при стабильных нагрузках энергоблоков. При остановах блоков в горячий резерв величина непрерывной продувки, измеряемая в т/ч, за время останова или пуска остается постоянной (3-4 т/ч).
10. Для улучшения качества дистиллята испарителей величину непрерывной продувки испарителей поддерживать не менее 5% от их производительности. Режим питания испарителей должен быть стабильным, без резких колебаний скорости подачи химочищенной воды.
13. Содержание железа в питательной воде в среднем не должно превышать:
а) при маневренном режиме без останова блока и при снижениях нагрузки до 60-100 МВт: 25 мкг/кг;
б) при ежесуточных остановах блока в горячий резерв: 35 мкг/кг через 1-2 часа и 30 мкг/кг через 5-7 часов после растопки котла;
в) при остановах блока в горячий резерв каждые 2-3 суток: 35 мкг/кг через 1-2 часа, 30 мкг/кг через 5-7 часов после растопки котла и 25 мкг/кг в последующие после пуска блока сутки;
г) при пусках блока из холодного резерва: 45 мкг/кг через 1-2 часа, 35 мкг/кг через 5-7 часов и 30 мкг/кг через 20-30 часов после растопки котлов.
<<Средние показатели по железу на сильно загрязненных отложениями котлах ТЭС могут быть иными. Так, при пусках на Астраханской ТЭЦ-2 нововведенного в эксплуатацию котла, не прошедшего предпусковую химическую очистку, концентрация железа в котловой воде достигала 8 мг/кг. Затем, в процессе повышения давления и набора нагрузки взвешенное железо снова прикипало к трубам и содержание железа в котловой воде резко снижалось до визуально чистой воды>>
