有关600MW机组蒸汽品质控制及其优化分析
【摘 要】 本文以某600MW机组为研究对象，对其蒸汽品质控制及优化问题进行了深入分析，首先介绍了影响蒸汽品质的因素，然后分析了蒸汽品质异常的表现和原因，最终基于炉水品质优化控制角度探讨了蒸汽品质控制及其优化措施，以期为业内人士提供一些有益的参考。
【关键词】 600MW机组 蒸汽品质 控制 优化
某600MW亚临界、中间再热式、四缸四排气、单轴、凝汽式汽轮机，型号为N600-16.7/538/538，于2010年6月25日正式投入生产运营。2013年下半年多次发生蒸汽品质异常问题，如Na超标等，经过严格排查、系统论证及采用针对性控制及其优化措施之后，蒸汽品质明显改善，回归期望值范围之内[1]。
1 影响蒸汽品质的因素
1.1 蒸汽携带炉水
压力越高越有可能携带炉水；汽包内径及汽水分离装置的差异将会影响蒸汽携带炉水的差异；炉水含盐量下降到某个值以下时，随着炉水含盐量的增加，蒸汽含盐量也会随之增长；在蒸汽压力以及炉水含盐量保持恒定的前提下，随着锅炉负荷的增加，蒸汽带水量也随之表现出小幅度的增加，当锅炉处于超负荷状态时，这一情况将会愈发明显；当汽包水位超过正常标准某个值时，蒸汽带水量将会大幅增多[2]。
1.2 蒸汽溶解杂质
对于大容量高压锅炉而言，其饱和蒸汽将会具备水的性质，即将锅炉水中的个别杂质溶解于其中。蒸汽溶解杂质的能力（包括数量以及种类等）在一定程度上取决于蒸汽压力高低。在压力不断增大的条件下，蒸汽溶盐能力也随之增长。另外，蒸汽溶盐还表现出一定的选择性，硅酸最容易被溶解。
2 蒸汽品质异常分析
2.1 异常表现
2013年7～9月期间，该600MW机组的蒸汽品质开始出现异常，较为突出的异常表现是，过热蒸汽条件下，Na及氢导等部分指标出现较为剧烈的波动，另外，无论是饱和蒸汽，又或者是再热蒸汽，其部分品质指标也发生小范围的波动，上述波动绝大多数会在一个较短的时间内回归到正常水平。给水和凝结水等关键水质指标仍处于正常范围之内。
2.2 原因分析
基于统计到的异常情况，同时参考影响蒸汽品质的一系列因素，得出影响蒸汽品质的因素可能涉及以下几个方面：（1）炉水含盐量的影响。（2）锅炉负荷变化等集控参数的影响。（3）其他因素影响。如汽水分离装置存在故障等。
为查清过热蒸汽条件下钠离子含量超过正常值的真正原因，为将来的生产中的蒸汽品质控制及其优化提供更为准确的依据，有必要对该机组采取相应的热化学试验，主要包括三个方面的内容：（1）炉水含盐量对主蒸汽品质的影响试验。发现即便处于额定负荷运行条件下，硅酸也会表现出较快的溶解携带，所以，重视并控制好炉水硅的实际含量便显得特别重要了。（2）汽包水位对主蒸汽品质的影响试验。在保证蒸汽品质处于正常范围的前提下，水位最高允许+200mm，蒸汽品质不会发生显著改变。（3）锅炉负荷对蒸汽品质的影响试验。在试验采用的负荷波动条件下，蒸汽品质没有发生显著改变。
3 蒸汽品质控制及其优化措施――基于炉水品质优化控制角度
参考热化学试验结果，同时结合日常工作数据，可得知蒸汽品质是高是低关键取决于蒸汽溶解携带炉水中杂质的数量以及种类，所以，若想更好地优化蒸汽品质，有必要选择炉水含盐量控制为突破口，具体而言，就是合理控制炉水之中钠离子及硅酸根含量、电导率大小[3]。
值得一提的是，若想实现对炉水水质的有效控制，应重视并做好两点工作。一个是确保锅炉具有足够的排污量，将炉水pH值约束在正常区间之内，借助锅炉排污实现对炉水的有效控制，降低其电导率的同时，降低其硅含量，另一个是坚持低磷酸盐加药，换而言之，在保证pH正常的前提下，尽量减少炉水加药量从而实现对炉水含盐量的有效降低。在炉水低磷酸盐处理方面，该600MW机组现阶段实现了对相关指标的良好控制，具体是：炉水DD≤5uS/cm，Na集中在200～300ug/L之间[4]，SiO2集中在10～40ug/L之间。就现阶段情况而言，炉水低含盐工作得以有效实施，有效规避了蒸汽品质频繁异常的发生，由大修检报告可知，汽轮机中、高压缸叶片各自对应的积盐结垢情况得到有效改善。
基于炉水的低磷酸盐进行相应处理将会给高参数机组带来极大的益处，如大幅降低炉水含盐量，从而更好地保证蒸汽品质。与此同时，也很好地保护了锅炉及汽机，使其在一定程度上规避了盐类产生的相关腐蚀。值得关注的是，降低炉水磷酸盐含量将会大幅弱化炉水的缓冲性，特别是氯离子等有较大几率给炉水pH带来扰动，假若出现凝汽器泄露等问题，往往会给整个热力系统带来十分严重的负面影响。
给水中氯离子在流入锅炉之后便会发生成倍浓缩效应，若想实现对炉水氯根浓度的有效控制，应重视并做好给水中氯离子含量的有效控制，所以，有必要采取100%凝结水精处理的做法，以实现对混床出水的精处理，保证其水质优良。有鉴于此，该厂在化学运行过程中，首先，重视并做好树脂精处理工作以保证再生质量，其次，借助日常生产以及试验的有机结合以确定精处理混床所对应的最理想制水期，从而尽量保证混床出水“不漏氯”的理想效果。经过一段时间的实践运行，最终确定混床运行周期：出水DDH≤0.07uS/cm，制水量集中在15～20wt之间，从而实现对炉水中氯离子含量的有效控制，使其在正常范围之内。
参考文献：
[1]游矗黄兴德，张红，刘文强，姚勇，祝青，费剑影，施依娜.脱气氢导在联合循环机组化学水汽品质控制中的应用[J].华东电力，2013，12：2620-2624.
[2]李和平.燃气-蒸汽联合循环发电机组水汽品质监督和加药控制[J].冶金动力，2014，01：34-37.
[3]李路江，孙心利.起临界660MW空冷机组基建期汽水品质控制要点[J].热力发电，2014，01：140-141+144.
[4]宋宇辉，纪琳，徐安利，吕小刚.裂解炉废热锅炉蒸汽品质恶化的原因分析及控制措施[J].乙烯工业，2011，03：22-25+21.
[5]朱纪林，王哲.裂解炉超高压蒸汽品质的控制[J].石油化工技术与经济，2010，03：24-28.