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化学监督技术发展状况
                                                                          

云南电力技术   1999年第3期　　
谢仁安     云南省电力试验研究所　　(昆明　650051)
摘　要:论述化学监督的重要性,以及当前存在的主要问题,提出改进建议,使之更好地为电力生产服务。
关键词:化学监督　技术改进　电力生产　

1　前言
       化学监督在电厂的范围通常包括:水、汽、燃料(煤、油、气),润滑油脂、绝缘油、抗燃油、氢、氯、废液、废气处理,金属分析、热力设备腐蚀与防腐蚀,水处理设备、制氢设备、加氯设备、冷却水系统、化学清洗、凝结水精处理设备、炉内加药设备、汽水集中取样系统、在线监测化学仪表,以及环保监督等内容。
       化学监督为发供电单位的安全经济运行服务,重点是为运行第一线服务。及时按机组的需要,供应足够的除盐水,反映和监督汽水品质,控制锅炉加药,监督凝汽器泄漏,以有效措施进行停备用热力设备防腐蚀保养,及时提供燃料的热值及工业分析等。此外,也应为检修工作服务,帮助延长检修间隔或找出发供电设备存在问题的真正原因。化学监督只是一种手段,反馈处理达到良好状态,才是目的。
       化学监督(发现问题)反馈处理(消除异常)化学监督(验证处理效果),这是一次化学监督全过程的最简单模式。
       化学监督实行以下原则:分级监督原则、依法监督原则、全过程全方位监督原则、专业监督和全员监督相结合原则、分析和及时反馈处理的原则。

2　当前云南电力工业的特点
2.1　电网规模不断扩大,大机组已成为我省电网的主力机组,老机组仍要发挥作用
       至1998年末,全省200ＭＷ以上火电机组总容量已达到1000ＭＷ,今后安装的火电机组主要是300ＭＷ以上的亚临界压力机组。
       100ＭＷ以下火电机组目前有1100ＭＷ,有的机组运行年限已达20年以上,需要通过技术改造,延长使用寿命,尽可能提高效率。
2.2　主要发供电设备存在影响安全经济运行的隐患
       200ＭＷ以上机组已陆续投入生产,但完成基建调试投产不久,在试生产期间,或多或少地存在一些问题。老机组运行已久,设备老化,锅炉存在结焦、管壁超温、四管爆漏等问题。如何保证这些机组的安全经济运行,将是以后的技术监督的重点。
2.3　新技术的不断开发、推广和应用
       火电厂节水节能技术、循环水处理技术、热力设备停备备用保养技术、新型除氧剂技术、火电厂脱硫技术、绝缘设备老化诊断技术、输电线路架构及防污闪、防舞动技术等,都在不断进行研究和采用一些新技术。
2.4　对计量工作要求越来越高,越来越需要重视它的完整性和准确性
2.5　干部队伍的专业知识尚不能满足需要
       一部分同志对发电、供电系统的技术监督工作的重要性认识不够,对有关规程、标准规定的了解不能完全满足工作的需要,与新形势的要求还不完全适应。
2.6　技术监督设备监测手段不够完善
       随着省内高参数大容量机组的投产发电,现有的技术监督设备需更新,监测手段需完善,老机组的一些监督设备亦需要逐步更新,否则亦会直接影响到技术监督工作的正常进行。

3　当前化学监督工作存在的主要问题
3.1　化学监督尚未引起足够的重视
       化学监督电力工业技术监督工作重要内容之一,是保证设备长期稳定运行和保持热力设备健康水平的重要环节。很多化学监督的问题会潜伏相当长的时间,而且,在当时完全可以通过,不象机炉电和热控方面的问题那样突出,所以在负荷紧张的时刻,很自然地降低了对化学监督的要求。可是,一旦化学监督问题爆发,将会造成长时间的机组停用,或者导致费用很高的换新设备,如去年某电厂因锅炉水冷壁爆管而换新管,施工费用达125万元,还未包括停机的累计发电损失。
       参数的不断提高,使化学监督问题更加复杂,如锅炉压力提高时,蒸汽中某些元素的溶解度更大,容易随蒸汽带出而沉积到机组设备上去;水冷壁的热负荷提高,水质不佳更易造成积垢而爆管,原电力部史大桢部长指出:"电厂不重视化学监督,厂无宁日。"
3.2　水汽合格率指标较高而炉管结垢速度增快
       省内各电厂普遍存在水汽品质合格率指标较高,而炉管结垢速率也高的"两高"矛盾现象,其表现形式是:水汽品质大都在合格标准范围内,但锅炉过热器、省煤器、水冷壁、汽轮机叶片仍有腐蚀、结垢或积盐等情况发生。
       发生这种"两高"的矛盾现象的原因分析:
       (1)水汽品质合格率数值代表性不完全可靠。大修中虽已发现锅炉炉管结垢率很高,但未能在水汽合格率中反映出来。
       (2)统计内容不够完全。目前主要统计反映启动后(4小时)正常运行状态的水汽合格率,未包括启动期(锅炉上水,开始并汽等)的水汽品质状况,而此阶段水汽品质往往较差。由于机组问题较多,启停频繁,锅炉补给水量较大,有时机组启动时,凝结水,给水品质虽不合格,也只能强行回收,致使大量腐蚀产物带入锅内。
       (3)统计方法不够合理。目前采用算术平均值的统计方法,合格率的统计未包括超标值的幅度及时间,个别机组的单项指标严重超标值被"淡化",有把薄弱的单项指标掩盖起来的弊病。因此,所反映出的水汽合格率是不全面的,威胁锅炉设备安全运行的恰是这些项目的不合格部分。
       (4)对热力设备停用保养措施执行不力,导致在机组启动时,停备用期间产生的大量腐蚀产物带入炉内。
3.3　凝汽器溶解氧超标
       近年来,省内各电厂除氧器和凝汽器溶解氧指标经常超标。如去年全局凝结水溶氧平均合格率只有83 5%。
       凝结水溶氧合格率低,不仅会影响给水溶氧,造成系统特别是低加系统的腐蚀,且腐蚀产物带入系统内,引起后续设备再次腐蚀和腐蚀产物沉积。
       凝汽器泄漏的原因可能是:
       ①机组凝汽器运行健康状况差,热力系统漏点多,未及时查漏堵漏;
       ②凝汽器真空严密性差;
       ③运行调节不当;
       ④化学监督仪表投入差,很多电厂虽有连续的在线仪表监测系统,能投入的皆是些常规的ｐＨ计,电导率仪等,而且准确性差。
       运行中凝汽器的泄漏还会将生水带入给水系统,引起水冷壁管腐蚀甚至爆管。真空系统泄漏可以使空气进入热力系统,造成腐蚀及结垢。
3.4　热力设备停备用的保护工作有待加强
       不少机组由于基建阶段工期长,投产初期启停频繁,停用时往往得不到有效的保护,给以后设备的运行带来继续腐蚀的后遗症,所以,应在基建阶段,投产初期,停备用时,就应进行有效的保养。有的电厂不管停炉时间长短,一直沿用传统的热炉放水余热烘干法,对锅炉系统进行保养,而不进行效果监测,把热炉放水余热烘干法当成"********"。此举肯定是不对的,最后会导致机组设备在停备用期间遭受腐蚀,给启动阶段水汽品质合格带来严重影响,使大量腐蚀产物带入热力系统中,造成了系统铜、铁含量偏大,导致金属腐蚀损坏的恶性循环。
       国内近年来发生的与化学有关的主要事故有:锅炉水冷壁管严重结垢、腐蚀或氢脆损坏引起爆管;酸洗锅炉过热器未除尽沉积物而发生爆管;汽轮机轴封漏汽,使汽轮机油严重乳化而被迫停机;化学车间漏酸,迫使机组减负荷直至停机;因燃煤分析错误造成锅炉灭火等。

4　提高化学技术监督水平的途径
4.1　进行化学监督的全过程质量管理
       即从水源选择、系统设计、设备选型、验收、保管、安装、调试、试运直到投产后的运行、检修和停备用等各个阶段,都必须按照有关技术规定和要求进行监督把关,不能忽视其中任何一阶段的监督工作。新建或改建电厂在对外谈判时,都应有电厂化学专业的人员参加,在全过程监督中,各级领导分别对所主管的阶段重视化学专业的特殊要求,多倾听化学专业的反映,化学专业许多问题都同机炉甚至整个机组有密不可分的关系。
4.2　健全并严格执行各项有关标准和规程目前国内火电厂机组因水质而引起的设备损坏事故不断发生,其中的一个原因就是有章不循或循章不严,对于水汽质量超标的危害性认识不足。因此,有必要重申有关化学监督的规章制度及技术标准的严肃性和完整性,在全过程的化学监督中,不能随意更改或放宽技术标准,视水汽质量超标而不顾。
       一些先进电厂的实践证明,做到符合规程中各项标准的要求,是能够将热力设备的结垢及腐蚀速度控制在允许范围内的。
       随着动力工业技术的发展,规程标准也是要发展的,应对规程标准定期修订,使其日趋合理及严谨。
4.3　提高分析监测的及时性和准确性
       加强化学监督最基本的要求是,提高水、汽、油、煤等取样的代表性,以及测试数据的正确性和统计分析的科学性。这不仅要求实验室有完善的监测仪器,还要在水汽系统中配备工业在线化学仪表,且能及时投运,准确可靠,实现水汽质量的连续监测。对高参数大机组沿用人工定时监测的方法已越来越不能满足生产要求,改变这种状况是当前化学监督工作的主要任务之一。根据原能源部对火电厂的要求精神,结合本省实际,凡100ＭＷ及以上机组应采用汽水集中取样架,并配备电导率、ＰＨ、ＰＮａ、溶氧仪及硅表。要充分发挥在线化学仪表的作用,配备和培训合格的专门维修力量以保证化学仪表的投入和正确性,实际生产报表应以连续监测仪表的数据作为正式报表数据,并将在线仪表的数值作为控制各类加药泵的脉冲信号,自动控制加药泵,调节加药量,以减少人工调节的反馈滞后性。
       在完善监测手段的基础上,进一步加速实现微机诊断与管理,预测和防止设备事故,把化学监督工作质量提高到一个新水平。
       目前国外的大型电厂均已配备了离子色谱仪和原子吸收仪,前者主要用于分析水中的阴离子,后者主要用于分析水中的阳离子,同时分光光度计和离子计亦广泛使用。因离子色谱和原子吸收仪太贵,无法普及到电厂,国外的电厂过去的做法是把样品送到研究所、试验所,委托进行定期分析试验,电厂水质主要还是靠在线仪表进行连续监测。国外还非常重视作为对比检验用的基准物品,即标准样品,这个标准样品由质量经过考核的著名药厂出品,除了用作标定仪器外,还定期作为考核样品送到化验室,考核化验人员的分析可靠性。还可用于有异议的分析结果的仲裁。
4.4　加强凝汽器的查漏堵漏工作
       目前国内的火电厂不可避免地存在着凝汽器的泄漏现象,为减少凝汽器的泄漏对水汽品质的污染,就应从凝汽器铜管选材、缺陷探伤、铜管安装、试运行的"婴儿期"保护开始,消除一些可以避免的因素影响。在设备运行中加强监督,除进行日常监督处理外,检修时要重点检查。建议省局组织技术力量,通过深入调研和检测,选定一个典型电厂进行检查和消除缺陷,解决凝汽器溶氧偏高问题。实践表明,如凝汽器常有泄漏,汽包内、下降管和水冷壁的沉积物和结垢就无可避免,因此,必须处理及时。
4.5　加强停备用热力设备的保养工作
       停炉保护工作涉及锅炉、汽机专业,需要有组织协调,化学监督部门要加强对各种保养方法实施过程和最后效果的检查。同时研究新的简便可行的而效果理想的停备用设备保护方法。国内有电厂采用热炉放水辅以抽真空的办法,能使过热器不积水,达到较好的保护效果。此外热炉放水同时添加十八烷胺,用二甲基酮肟加氨调节ｐＨ法等,也能起到较好的保养效果。汽机采用干燥剂除湿,热风吹干法亦有一定成效。关键要认真对待,措施、责任落实。

5　化学监督的发展展望
5.1　管理加强,技术监督制度日趋严格
       要严格执行定期测试,定期分析制度,按制度规定进行监督,还要建立技术监督的逐级报告、签字验收和责任处理的管理制度和程序。对不符合技术监督规程要求的,技术监督人员应及时上报;对于质量验收达不到标准的,监督人员有权拒绝签字;凡规程、标准明确规定应达到的要求和指标,一定要认真执行,任何单位及个人均无权自行降低要求。
       对于发现的设备缺陷要及时消除,加强设备缺陷管理,严格消缺制度。要保证热力设备检修质量,认真执行反事故措施,努力消除设备隐患。
5.2　技术更新,技术监督设备不断完善
       随着电网现代化的发展,应用成熟、可靠、实用、有效的技术监督和故障诊断技术,如在线监测、微量检验、精密计量、微机化管理等,实施技术监督。按有关标准应不断更新和配备高新技术监督仪器设备。
5.3化学监督既要满足机组要求又要兼顾环保要求
       化学监督技术是随着主机组的发展而相应发展及完善的,即主机的参数及容量是化学监督技术发展的促进与制约因素。随着工业的发展,对化学监督工作又增加了环保制约因素。例如,酸洗锅炉的介质及钝化剂,如ＨＦ或ＮａＮＯ2等的应用已受限制。无毒的停炉保养剂开发与研究,低硫燃煤的选用,废水废气的处理等等,当今是环保及主机参数(容量)二个因素同时制约化学监督工作,且首先要满足环保要求,因此客观上对化学监督技术要求发展更多的新工艺、新方法,来同时满足主机组及环保要求。
5.4采用先进的水处理技术———联合水处理(ＣＷＴ)
       给水联合处理(简称ＣＷＴ)技术,是由德国于1982年正式确立的水处理新技术,系在给水中性处理(简称ＮＷＴ)基础上发展而成。中性水处理是在中性的高纯度给水中加双氧水或气态氧,适用于直流锅炉。后因中性纯水的缓冲性太小,如ｐＨ低于6.4则钢材的腐蚀速度陡增,因而推出了加微量氨的氨—氧联合处理的运行方式—即ＣＷＴ,保持给水ｐＨ值为8.0～8.5。这种处理方式的优越性日益明显。现已得到许多国家电力部门的承认和推广,而且纯水ｐＨ的适合范围也扩展到7.0～9.0,实际应用中普遍采用廉价的气态氧。
5.5　进行化学监督综合分析,采用设备状态检修(诊断检修)
       对于日常化学监督的信息要进行数据处理、记录、统计,建立台帐和档案。用传统的方法进行日常大量的数据处理,既费时数据又容易搞错,可能起误导作用。为此,一方面要加强技术培训,另一方面,采用微机来进行数据处理工作,并不断开发新功能。
       要多方面收集与化学监督有关的"信息"。机组运行中有许多参数的变化可以为化学监督提供"佐证"。如高加前后的给水压差、汽机监视段压力、凝汽器端差等均能反映出设备内部的清洁程度。涉及到专业有锅炉、汽机、电气绝缘、金属等。总之要互通信息,便于综合分析,为设备状态检修提供科学依据。
       越来越多大容量,高参数机组的投运,对电厂化学监督提出了更高的要求,化学监督必须从手工测试为主转变为仪表监督和反馈处理自动化,开发和实现化学监督专家诊断技术,提高人员素质的水平。今后的电厂化学工作也将是技术密集型岗位,只有设备和人员素质相结合的高水平,才能适应今后不断发展的需要。