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沈海热电有限公司2 号机组水、汽有机物污染原因分析
发布时间:2011/3/27  阅读次数:1039  字体大小: 【】 【】【
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沈海热电有限公司2 号机组水、汽有机物污染原因分析
王玉新 韩丽欣
沈阳沈海热电有限公司
[摘 要] 沈海热电有限公司2 号机组启动期间,水、汽发生了严重的有机物污染,有机物是新设备制造和检
验带来的,在污染期间,虽然采取了所有能采取的处理措施,但有机物对2 号机组水、汽带来严重污染。
[关键词] 机组起动 有机物 污染 处理
1 问题的提出
沈海热电有限公司2 号机组8 月1 日至8 月30 日大修,9 月2 日起动,本次机组起动发生了水、汽有机物严重污染,本文就机组水汽有机物污染的过程、处理、有机物来源、理化过程、危害、措施进行以下分析。
9 月2 日机组点火后,化学进入水汽化验监督,向水汽系统中加入磷酸三钠、氨水、丙酮肟。9 点取炉水样,水样有异味并伴有泡沫(以前从来未发生过),pH=8.9。由于一直往水汽系统中加氨水、磷酸三钠(以前起机断续加药),pH 值仍不高,水样还有异味和泡沫,这种现象引起化学人员一定注意,为此化学管理人员提出增加化验项目、次数,以保证及时监督水汽异常情况,并对除盐水、水样冷却水、所加的药品、分析药品、分析方法等进行了严格检验、检查,确认无误。10 点、11 点、12 点取炉水、给水、凝结水、过热蒸汽水样,水样浑浊,pH 值在8-9 之间,硬度、二氧化硅、铁、钠均达到一、二级处理值劣化程度。从表1 看出给水硬度不但没降反而上升,从表2 看炉水pH 值不升反而下降,在此期间转4 台加药泵,连排全开,凝结水全排,几次定排,水汽质量不但没有好转,反而继续劣化,和以往任何时候起机情况截然相反,水汽被污染情况显现出来。

图片
12 点炉水pH 降到8.0,14 点炉水、凝结水、脱氧水、给水pH 降到7.0—8.0。水样异常浑浊,异味刺鼻,2 号机组周围弥漫着这种味。(有人闻象螺栓松动剂和着色剂味)其它化验无法进行,只能测pH 值,钠离子,因为其它方法是比色方法,此时引起化学人员、公司各级领导高度关注,我们这时认为2 号机组正处在有机酸严重污染的状况下,辽宁省电力科学研究院化学专家此时也这么认为,到16 点,各种水样pH 值降到5.6—5.8。2 号机组几乎在酸性水下运行,从图(1)看出给水凝结水硬度在11 点至13 点突然增大,说明凝结水违规回收(后经调查正是如此),从图(2)看出炉水pH 值从11 点开始急剧下降,事件爆发达到了顶峰。
从14 点开始,水汽劣化达到三级处理值,到17 点机组停运期间,化学专业人员提出了多次、各种处理水汽劣化的要求、报告、建议等,如:连排全开,凝结水全排,增加几次定排,减负荷,停机,化学专业人员采取了多项超常规措施,如:转2 台加氨泵,转2台加磷酸三钠泵,并将计量箱中药液浓度提高数倍,准备15 千克优级纯氢氧化钠,准备4瓶炉水、给水、凝结水、脱氧水样,用于拿到中国科学院腐蚀防护研究所分析有机物,化验班化验炉水、给水、凝结水、脱氧水COD,COD 值最高达到2.24mg/L,(工业水COD 值
0.2mg/L)从13 点到17 点一直向公司各级领导汇报水汽劣化情况和采取的各项超常规措施,直至公司领导下令机组停止运行,系统水全部放掉,该阶段机组有机物污染事件处理完毕。
2 有机物来源及理化过程
本次2 号机组大修更换部件很多,更换了549 根过热器,469 根再热器,134 根省煤器,11 根水冷壁,脱氧器,并对以上设备及全部隔板、叶片等进行了金属检验。这些管材和设备没有进行防腐、钝化处理,在生产过程中接触或附着有机物而没去掉,金属检验所用着色剂有机物没有全除掉。对于新设备进行防腐钝化处理、除有机物处理是非常必要的。
而这次2 号机组起动前没有进行上述处理,通过检查检验各种管子,发现管内有很多油污,所有隔板、叶片全都是金属检验用的着色剂,通过对油污和着色剂化验,全部是有机物。
导致了有机物对水、汽严重污染。
有机物有以下4 个来源,1)补给水带来,2)离子交换树脂进入热力系统,3)凝气器漏泄,4)新设备制造和检验时用有机物而没除掉。在2 号机组起动水汽劣化时,1 号机组水汽质量非常好,而两台机组用的一路除盐水,所以,2 号机组有机物不是1)2)来源,2号机组凝结水在第二天起动正常运行后合格,说明凝气器没有漏泄,那么,2 号机组水汽系统中有有机物只能是第4)个来源,即:新过热器、再热器、省煤器、水冷壁、脱氧器制造时,管材和设备内部残留大量有机物,全部隔板、叶片等进行了金属检验时用有机物而没除掉。经过调查了结确认,系统有机物来源于锅炉四管内部油污和隔板、叶片等进行了金属检验用的着色剂。
在锅内炉水的高温沸腾条件下,这些残留物发生热分解产生有机酸(甲酸、乙酸等)、无机酸(盐酸、硫酸等)、酸酐(数十种)、碳质沉积物等,1 升有机物大约产生200 克酸,产生更多的酸酐和碳质沉积物。
对有机污染水样在高压釜中进行高温高压模拟试验,结果发现,当水样加热到280 ℃后,其导电度是未加热时的8 倍以上,且pH 值有所下降。对含有微量油污染的水样进行高压釜试验发现,其pH 值明显下降,氢离子浓度增加约10 倍,导电度上升为原先的15 倍以上。而有相当的有机酸在系统温度下降后,又化合成有机物。从图(1)(2)看12 点前给水,炉水长时间不好,说明省煤器、水冷壁、脱氧器更换造成的,12 点后水汽严重污染,说明不合格凝结水回收、隔板、叶片等表面有机物全部进入锅炉内,在锅炉内受热浓缩、分解
产生低分子有机酸所致。
3 有机物危害
当炉水pH 值降低时,其TOC 必然增加,最高时可达正常值的5 倍以上,说明炉水中的有机物与炉水pH 值
降低有显著相关性。
在炉内亚临界参数高温(550℃左右)、高压(15.6~18.64 MPa) 环境下,发生分解反应,产生有机酸物质,导致炉水pH 值降低。危及锅炉运行安全。
给水中的微量有机污染物进入炉内,在高温高压下分解,可使炉水pH 值下降。锅炉参数越高,这一问题
越严重。有机物分解产生有机酸后,炉水pH 值降低,引起水冷壁管结垢和腐蚀,尤其破坏了管壁上的磁性氧化铁保护模,引起爆管,有机物分解产生挥发酸(甲酸、盐酸)后,蒸汽携带挥发酸引起汽轮机腐蚀,炉水pH 质降低导致结磷酸亚铁钠垢,进而导致金属渗氢,再导致管壁脆性损坏。有机物在管壁上生成碳质沉积物导致金属过热和爆管,碳质沉积物传热性能很差,采用酸洗的方法都不能清除碳质沉积物。有机物产生酸酐导致金属脱碳,进而导致管子晶际裂纹而损坏。
4 措施
机组检修时、起动时有必要采取以下措施:应该对新设备进行除有机物和杂质处理,如吹管、碱性水冲管、
碱煮、氨洗、酸洗等,清洗后对新设备进行钝化保护、吹干,所有汽、水通流设备(包括锅炉各种管、容器,汽机各种门,容器、隔板、叶片等)应进行表面净化处理;外观不应有任何残留物。机组运行时措施:机组起动后要及时化验给水、炉水、脱氧水、蒸汽、凝结水的pH(严重时半小时1 次)、二氧化硅、钠离子、有机物、硬度(严重时半小时1 次)、铁离子等,什么水不合格,按照规程就及时放掉什么水,坚决制止不合格水的回收,对擅自回收不合格水汽的行为要从重从严考核;严重时降负荷运行,严重到要求停机时,必须停机处理,停机后将所有水、汽排放掉。
5 结束语
2003年9月2日,沈海热电有限公司2 号机组启动期间,水、汽发生了严重的有机物污染,有机物是新设备
制造和检验带来的,在污染期间,虽然采取了所有能采取的处理措施,但有机物污染对2 号机组水、汽带来了严重污染。应当积累处理经验,必须在以后的检修中汲取教训。
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