超（超）临界机组起动试运期间热力系统的净化
滕维忠1 刘超1 骆贵兵1 庞胜林2 刘金生2 吕明3
1.西安热工研究院有限公司 2. 华能浙江玉环发电厂 3.华能太仓发电厂
[摘要] 本文针对超（超）临界机组高参数、滑压运行、快速启停和水汽品质要求高的特点，提出了几点
新的、有效的热力系统净化方法。并结合几台新建超（超）临界机组的起动调试工作，使用和逐步完善了新的热
力系统净化方法。 实践证明，新方法可以提高热力系统净化水平、缩短水汽品质合格的时间、缩短机组试
运时间、保证机组安全试运行。这些方法也适用于运行机组大修和长期停运后的起动过程。
[关键词] 滑压运行 快速启停 调试
Abstract： The paper introduces some new and effective methods about the purification of thermal system of
fossil- fired power plant，according to the characteristic of high parameter，sliding pressure operation and fast starting and
shut-up of ultra supercritical generating unit. These methods have been done and perfected through some project practice.
The result approve the method can improve the purification degree of thermal system，short the time which unit s water
and team analysis date compliance with the requirement of the relative criteria，short the time of unit test-operation，
assure the safe of unit running-in.
These methods also be applied to the starting process of long shut-off and big repair unit.
1. 超（超）临界机组热力系统净化的特点
1.1 热力系统循环化学的特点
当水的压力和温度到达临界点（22.115MPa 和374.15℃）后，水汽共为一体，不再有汽水两相共存区，二者参数也不再有任何差别。但是随着压力、温度参数的继续提高，水汽中杂质的溶解与沉积特性会发生显著变化，对机组设备运行的影响也随之改变。
给水中的钙、镁杂质离子在过热蒸汽中的溶解度较低且随压力的增加变化不大；而钠化合物在过热蒸汽中的溶解度较大且随压力的增加溶解度稳步增加；硅化合物在亚临界以上工况下的溶解度已接近同压力下的水中的溶解度，且随压力的增加溶解度也渐渐增加；强酸阴离子如氯离子在过热蒸汽中的溶解度较低，但随压力的增加变化较大，硫酸根离子在过热蒸汽中的溶解度较低且随压力的增加变化不大；铁氧化物在蒸汽中的溶解度随压力的升高也呈不断升高趋势，而铜氧化物在蒸汽中的溶解度随压力的升高而升高，当压力升高到一定程度时有发生突跃性增加的情况。1
超（超）临界机组的锅炉是直流锅炉，没有汽包锅炉中的汽包及其蒸汽分离、清洗装置，系统净化和水汽质量不能象汽包锅炉那样通过定期和连续排污来调节、控制；而且给水中的杂质没有浓缩和通过加药处理的机会。这就意味着，给水系统需要纯度非常高的水才能满足避免锅炉水冷壁、过热器、汽轮机高压叶片以及其他系统在机组试运期间杂质沉积、腐蚀以及结垢问题的出现。
超临界机组的压力达到25.0MPa、温度在540℃～570℃，超超临界机组的压力达到26.0~28.0MPa、温度参数提高到580℃～605℃。在《电力基本建设热力设备化学监督导则》(DLT 889－2004)中给出了超临界新建机组起动试运期间各个阶段的水汽品质指标和应该达到的运行指标；《超临界火力发电机组水汽质量标准》(DLT 912-2005)给出机组正常运行期间的水汽品质指标。
表1 是《电力基本建设热力设备化学监督导则》(DLT 889－2004)中给出的水汽品质异常时的处理要求。其中某些数据经作者添加和修改。
三级处理值的涵义为：
一级处理值----有因杂质造成腐蚀、结垢、积盐的可能性，应在72h 内恢复至标准值。
二级处理值----肯定有因杂质造成腐蚀、结垢、积盐的可能性，应在24h 内恢复至标准值。
三级处理值----正在进行快速结垢、积盐、腐蚀，如水质不好转，应在4h 内停炉。
在异常处理的每一级中，如果在规定的时间内尚不能恢复正常，则应采用更高一级的处理方法。
恢复标准值的办法之一是降压、降负荷运行。用海水冷却的电厂，当凝结水中的含钠量大于400μg/L
时，应紧急停机。
1.2 新建机组起动调试期间热力系统净化的重要性
新建超（超）临界机组初次起动前，尽管锅炉受热面、给水管道、部分电厂的高、低压加热器水侧的管道内表面处于化学清洗后的钝化状态、但化学清洗钝化膜的质量差别很大，清洗表面残留杂质的量和种类也各不相同；热力系统中汽轮机通流部分、叶片，汽机高中低压缸体内表面等管道和设备不能进行清洗，处于出厂的防腐状态，一般表面涂有0.5~1.0mm的防腐油脂涂层；其他热力系统中未得到清洗的系统表面亦处于粉尘、锈蚀和安装杂物的污染状态。
某厂吹管后期、机组带初负荷后的给水、炉水、蒸汽的各项分析化验指标如下表。表中所列数据是化学清洗效果、热力系统冲洗较好的例子。

如上所述，如果不在起动试运前、起动试运期间采取有效的热力系统净化方式、方法和进行严格的水汽品质监督，则在这一期间会在机组的热力系统内表面形成影响机组安全稳定运行的杂质沉积，致使新建机组投产后不久发生水冷壁爆管、给水泵到分离器出口压差过大、汽轮机高压叶片积盐严重的情况。
1.3 新建超（超）临界机组起动试运特点
超（超）临界机组的锅炉水冷壁一般采用了内螺纹螺旋管圈或内螺纹垂直管加垂直光管水冷壁的型式，可以实现变压、滑压快速启停。由于水冷壁热负荷高、一般规定的最小水冷壁流量为25%B-MCR。起动试运期间，一般干湿态转变点取决于贮水箱水位和分离器入口的过热度，并不确定，所以锅炉负荷不应在20%B-MCR 到 30%B-MCR 之间停留。机组起动试运期间，30%低负荷稳燃工况较难控制，为了节约燃油，往往在整套试运时，超（超）临界机组的负荷会在较短时间（24h）内升到40～60%之间，并在随后的几天内冲击75%和100%负荷。条件许可的情况下，会在大负荷（75%）运行3~5 后进行满负荷168h 试运。见表3。
目前阶段的国内新建机组试运的实际情况，基本上与表2 中列出的机组试运周期相同。可以看出，留给热力系统净化的时间是短暂的、以至于有些工程为抢时间，省去一些热力系统净化过程或强行压缩系统净化和水汽洗硅时间，给机组的安全经济运行留下了严重的隐患（增加了投产后短时间内爆管的几率、缩短了投产后进行化学清洗的时间、汽水品质投产后达不到运行指标等）。