智慧化学水工况开发及应用
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完成单位:安徽华电宿州发电有限公司
登记编号:-
登记年份:2021
发布时间:2021-06-25
高广清、冯兴隆、杨巨山、袁洪涛、武 彬、李 虎、赵晓林、王 亮
1. 技术难度
超(超)临界机组给水处理方式不佳会发生:给水系统流动加速腐蚀速率高,省煤器及水冷壁结垢速率高、给水系统压差升高快、锅炉酸洗周期短,高压加热器疏水调节阀、锅炉减温水调节阀、水冷壁节流孔堵塞,省煤器管、水冷壁管、汽轮机叶片局部腐蚀严重等一系列问题。国家和行业标准对各化学运行控制指标规定相对宽泛(如给水pH值为9.2~9.6,给水溶解氧为10~150μg/L),相关控制指标有很大的优化空间。
大量工业应用表明,许多电厂给水铁含量小于3μg/L,满足GB/T-12145《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》规定的期望值,然而割管检查结果却显示其锅炉结垢速率高,多数电厂结垢速率已达到三类水平,需要进行化学清洗,而化学清洗后短时间内锅炉压差又会明显上升。铁腐蚀产物在较长取样管路中沉积导致取样缺乏代表性是这类问题的主要原因,因此,需要通过就地取样试验研究最优的水质控制指标。
为抑制电厂超(超)临界机组水汽系统热力设备的腐蚀、结垢和积盐,保障机组的安全、经济运行,超(超)临界机组通常采用加氧以及加氨协同处理的方式,其中加氧处理在防止腐蚀产物的生成与沉积,延长精处理混床氢型运行周期等方面有明显的优越性。然而目前多数电厂何时应该加氧,何时应该加氨,加氧与加氨的量如何控制全凭人工判断,电厂化学水工况无法达到最优的控制效果。
2.先进性及创新性
(1)研制出一种安全、可靠的汽水就地取样装置,采用沸腾冷却及表面换热冷却方式,使用取样排水作为冷却水补充水,不额外使用循环冷却水,不受现场条件限制,常温条件下可将汽水水样减温、减压至满足化学仪表测量和手工取样分析的要求,最大限度地减少较长的取样管路对汽水品质监测结果的影响,保障汽水品质参数(如铁含量、氢电导率、溶解氧等)的准确测量。
(2)通过就地取样装置研究AVT(O)和OT工况就地取样铁腐蚀产物及水质的变化规律,得到不同化学水工况下水汽参数的最优控制指标。就地取样方式可以排除较长取样管路对取样代表性的影响,使得测定结果准确能够真实反映水汽系统腐蚀情况,结论科学可靠,指导性强,
(3)优化的加氨及加氧设备,实现精确加氨以及全保护加氧。
(4)通过Microsoft SQL Sever数据库管理系统建立集水质诊断、故障报警及加氧、加氨协同联动的专家数据库,通过iFIX组态软件提取反应水质情况的在线仪表特征数据,匹配并执行数据库中该特征数据对应的系统控制策略,最终实现化学水工况的智慧控制。
3. 可推广性
本项目是对电厂智慧化运行的提升,可适用于所有火力发电机组,具有广阔的应用前景。
4. 经济社会效益
(1)采用智慧化学水工况控制系统后,水汽系统的运行工况永远保持最优状态,水汽系统腐蚀产物量显著降低,机组热效率显著提高,锅炉酸洗周期显著延长。
(2)采用智慧化学水工况控制系统后,当机组给水水质良好符合加氧要求时会及时从AVT(O)工况切换至OT工况,运行期间机组加氨量显著降低,精处理混床运行周期显著提高,相应的再生酸、碱及除盐水消耗显著降低,再生废液的排放也显著降低。
(3)采用智慧化学水工况控制系统后,机组应对水质异常的突发事件能力得到显著加强,避免了由于水质恶化造成的水汽系统严重腐蚀、积盐问题,以及由此带来的经济损失,机组运行的安全性得到显著提高。
5. 推动行业进步
本项目显著提高电厂化学行业智慧化运行水平,其应用将彻底解决目前电厂锅炉水处理运行存在的控制滞后、控制混乱等一系列问题,是电厂智慧化运行中的重要组成部分。