燃气联合循环发电机组余热锅炉停备用保养论文_王俊

燃气联合循环发电机组余热锅炉停备用保养论文_王俊

(无锡蓝天燃机热电有限公司)

摘要:随着经济的快速发展,人们对能源节约和环境保护的意识也不断增强,从而使得高能节约、环保高效的燃气联合循环机组备受人们青睐。余热锅炉作为连接蒸汽轮机和燃气轮机的纽带,起着承上启下的重要作用。但在余热锅炉的停备用期间,空气或者水中一些溶解氧的物质会对汽水系统的金属内表面产生腐蚀,影响设备的运行安全及使用寿命。本文有针对性的探讨了余热锅炉在停备用期间的保养策略。

关键词:联合循环发电机组余热锅炉保养

1 绪论

1.1研究的目的

目前燃气联合循环发电机组余热锅炉运行因天然气量、电网负荷原因停备用时间较长,余热锅炉受热面停备用期间受到腐蚀的几率大大地增加,因此探讨余热锅炉停备用保养尤为重要。在余热锅炉停炉期间,通过完善的保养维护,进而缓解余热锅炉的受腐蚀情况,延长余热锅炉的使用寿命,提高余热锅炉的工作效率。

1.2国内外的研究动态

1.2.1国外的研究动态

据国际的最新数据显示,每年电站锅炉因停炉保护不当引起的腐蚀损坏设备时有发生,美国、日本、英国等发达国家都对余热锅炉停备用期间的保护有明确规定措施。

1.2.2国内的研究动态

当前用电负荷低迷,使得国内诸多电站的锅炉停用,停炉期间若不得到完善的保养,将造成锅炉被严重腐蚀。专业人员必须要加强停备用期间的锅炉保养工作。

2 第二章燃气联合循环发电机组余热锅炉

2.1余热锅炉的简介

余热锅炉(HRSG:Heat Recovery Steam Generator)是由汽包、蒸发器、省煤器、过热器和集箱等换热管簇和容器等组成的,将燃气轮机排出的烟气加热给水,给水变成过热蒸汽后送达到汽轮机中做功,实现热能回收的新型节能设备。

2.2余热锅炉停炉期间的腐蚀

2.2.1停炉期间的腐蚀原理

在设备停用期间,尽管设备中的水已经过排放处理,但由于结构复杂,仍然有一部分水残留在设备中,空气中的氧气溶解入设备残留的水中,随着时间的推移,水不断的蒸发,在金属的表面形成一层水膜,进而发生氧腐蚀。腐蚀的主要反应方程式为:

阳极:Fe → Fe²+ +2e-

阴极:O₂+2H₂O+4e-→ 4OH-

2.2.2停炉期间腐蚀的危害

停炉期间的腐蚀危害大致分为两个方面,一方面腐蚀的产物在设备内会大面积堆积,形成结垢,腐蚀后的设备可能发生断裂、破裂、泄漏,严重影响设备安全,另一方面金属表面受到腐蚀破坏,缩短锅炉的使用寿命,腐蚀严重的就会报废。

3 第三章燃气联合循环发电机组余热锅炉停炉期间的保养

3.1影响余热锅炉停炉保养策略的因素

影响余热锅炉停炉保养的因素有:锅炉的结构,停炉的停备用时间,实际操作的方便与否和停备用措施的经济性、现场条件,发电机组的类型及参数,是否危害设备维修人员的人身安全等。

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3.2余热锅炉停炉期间的保养策略

3.2.1余热锅炉停备用期间的具体保养策略

保养的方式按照影响因素划分为:湿法保养、干法保养、充氮气保养、压力保养等。

按照余热锅炉停备用的时间划分为:适用于超过三个月的干风干燥法、热风吹干法、干燥剂去湿法、气相缓蚀剂法、吹灰排烟通干风法等,适用于一个月到三个月之间的通风干燥法、负压余热烘干法、干风干燥法等,少于一个星期的蒸汽压力法、给水压力法、等,少于三天的通蒸汽加热循环法、热炉放水余热烘干法等。

3.2.2我公司余热锅炉停备用保养的探讨

我公司的由GE公司早期生产的PG9171E型燃气轮机机组配套无锡华光锅炉股份有限公司生产双压、无补燃、立式、自然循环余热锅炉,高压主汽温度523℃、高压主汽压力6.1MPa,高压主汽流量193.2t/h,低压主汽温度253℃,低压主汽压力0.617MPa,低压主汽流量38.7t/h。

在锅炉停备用一个月以内时,采用氨水碱化烘干的保养方式。其工作原理是对高、低汽水系统进行放压,并尽可能的排尽高、低给水泵系统管路的存水,最后放入一定量的生石灰保持内部的干燥。具体的操作方法是在停炉后,将烟道的挡板关掉,再将高(低)压汽包维持在一定压力后排水,打开高(低)压汽包定排、连排电动门、高(低)压蒸发器、省煤器放水门,将高(低)压汽包压力维持到一定压力时,打开高(低)压过热器,将系统中的水排出,并定期向烟囱中加入一定量的生石灰进行防潮处理。在停用一个月以内,再次启动水汽系统时,分别检测了高、低压炉水中的铁离子含量,均符合标准值。

在锅炉停备用十五天以内时,采用蒸汽压力的保养方式。其工作原理是将辅助蒸汽分别加入到高、低压蒸发器中,从而实现对蒸发器和汽包内水和蒸汽加热,进而产生压力的目的。具体的操作方法是引进一个辅汽系统,将三路管道一边连接辅汽系统,一边连接高、低压蒸发器的下联箱开口,进而构成一个对炉底进行加热的完整系统。在停用十五天内,再次启动水汽系统时,分别检测了高、低压炉水中的铁离子含量,均符合标准值。

3.3余热锅炉停炉期间的保养策略的效果检查

根据《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量GB/T 12145》和《火力发电厂停(备)用热力设备防锈蚀导则DL/T 956》的规定,判断停炉期间保养效果的以铁离子质量浓度,在设备开机后8小时内水质合格,认定锅炉保养效果良好。

第四章总结

燃气联合循环发电机组余热锅炉以高能、高效、环保的特性被越来越多的投入商业运营。综合分析余热锅炉的停备用保养的工作原理,多方向的考虑影响余热锅炉停备用期间保养方式的因素,并具体的列举了停炉期间的保养方案及其显著的效果。通过对停炉期间保养方式的探讨,进而降低余热锅炉系统的腐蚀,增加余热锅炉设备的运行效率和运行寿命。

参考文献

[1]张冬洁,王晓瑜,徐建炎,曹晓玲,袁艳平.余热锅炉结构形式及运行特性研究综述,中国有色冶金,2012年01期.

[2]周静华,马方磊.燃气—蒸汽联合循环余热锅炉停炉保养方法探讨;发电设备,2011年05期.

[3]中国腐蚀与防护学会;金属腐蚀手册;上海科学出版社,1997年05期.

[4]龚询洁.热力设备的腐蚀与防护;中国电力出版社,1998年02期.

作者简介

王俊,男,(1968-),天津蓟县人,工作单位:无锡蓝天燃机热电有限公司,职称:工程师,毕业于上海电力学院电厂化学专业。

论文作者:王俊

论文发表刊物:《电力设备》2016年第4期

论文发表时间:2016/6/3

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