供热机组蒸汽氢电导率超标的原因分析

供热机组蒸汽氢电导率超标的原因分析

发表时间：2019-12-27T09:10:53.447Z 来源：《当代电力文化》2019年第17期作者：王华王露

[导读] 通过对水汽系统各水质指标进行检测分析，发现补给水中有机物含量过高是导致供热机组蒸汽氢电导率超标的原因，建议严格控制供热机组补给水中的TOC含量

摘要：通过对水汽系统各水质指标进行检测分析，发现补给水中有机物含量过高是导致供热机组蒸汽氢电导率超标的原因，建议严格控制供热机组补给水中的TOC含量。研究不同补给水处理工艺对TOC的去除效果，表明反渗透对TOC的去除效果最好，且前置除碳器的阴床对TOC的去除率高于未设除碳器的系统，为化学水处理系统的优化设计提供了参考和建议。

关键词：供热机组，氢电导率，TOC，水处理工艺

Whe Cause Analysis on Abnormal Hydrogen Conductivity of Heat Supply Unit

WANG HUA1，WANGLU2

East China Electric Power Design Institute Co.,Ltd.,Shanghai,200063

Abstract：Based on the analysis of the steam and water quality, high content organic matter in makeup water is considered to result in the hydrogen conductivity of heat supply unit over standard. So the limit of TOC content in heat supply unit makeup water should be more rigorous. Studying on the removal effect of TOC by different water treatment technologies，which indicates that TOC removal effect by RO is the best, and the anion exchange bed with degasifier ahead is better than that without degasifier. This paper provides reference and suggestion for water treatment optimizing design . Key words：heat supply unit; hydrogen conductivity; TOC; water treatment technology

1 概况

为满足厂址周边不断增长的供热需求，望亭电厂近年来分别对两台300MW亚临界燃煤机组（#11、#14机）和两台660MW超超临界燃煤机组（#3、#4机）实施了供热改造，并同步建设了供热一期化水车间和供热二期化水车间。

电厂水源为望虞河望亭立交枢纽上游的太湖水，含盐量300~400mg/L，CODMn约3mg/L。

供热一期化学水处理系统工艺流程为：预处理来水→超滤→反渗透→阳床→阴床→混床→#11、#14机热力系统

供热二期化学水处理系统工艺流程为：预处理来水→超滤→反渗透→阳床→除碳器→阴床→混床→#3、#4机热力系统

原水预处理均采用反应沉淀池和空气擦洗滤池；每台机组凝结水采用全流量精处理；给水水质调节采用全挥发处理。

2 运行情况

一期供热量最大约350t/h，自对外供热后，#11供热机组蒸汽氢电导率异常升高，而作为备用热源的#14非供热机组水汽指标均能达到期望值。从图1可以看出， #11供热机组在2013年1月的氢电导率基本都超过0.15μS/cm的标准值，最高达到0.3μS/cm以上。

二期对外供热量最大约270t/h，机组已正式投运开始对外供热，目前运行情况良好，#3、#4机组各水汽指标均满足控制要求。

3 #11机组氢导超标的原因分析

氢电导率是热力系统水汽品质的重要指标，它能及时反映水汽品质的异常变化，蒸汽氢电导率长期不合格会给机组的安全运行带来严重威胁。

一期化学水处理系统出水水质满足相关标准的要求，且#14非供热机组水汽品质良好，说明#11供热机组蒸汽氢导超标的现象并非由于补给水水质不好所致；另外#11供热机组凝结水中的Na+含量也未见异常，由此亦可排除凝汽器泄漏导致蒸汽氢导升高的推测。

通过对机组水汽系统各取样点的水质指标进行测试和分析，如表1所示，发现#11供热机组水汽系统TOC含量异常，大大高于#14非供热机组。另外，#11机组的氢电导率与脱气氢电导率差值较大，见表2，数据显示，水汽系统中存在大量的游离二氧化碳，可能由有机物受热降解所产生。由此推测#11供热机组蒸汽氢导超标现象与其水汽系统中有机物含量过高有直接关系。

表3是#11机组在不同供热负荷下测得的水汽系统氢电导率值，显而易见，随着供热量的增加，水汽氢电导率也成正比增加。机组供热量越大，相应地机组补水量也越大，#11供热机组的补水量相比#14非供热机组高达十几倍，补给水中的有机物被大量地带入热力系统中，有机物在热力系统高温高压的环境下分解成为低分子有机酸、二氧化碳等，从而使得蒸汽氢电导率升高。

我国现有的火力发电机组水汽质量标准GB/T 12145-2016中要求锅炉补给水中TOC含量应控制在200μg/L以下。然而，对于供热机组而言，即使补给水中TOC含量满足相关标准要求，当机组对外供热量增大到某一值时，其水汽氢电导率也有可能会超标。

4 降低补给水中的有机物含量

水中的有机物主要是腐殖酸和富里酸的聚羧酸化合物，在高温下碳链断裂分解成小分子有机酸、氯离子、二氧化碳等，使得水汽氢电导率增大，同时这些分解物还有可能引起热力系统金属材料的酸性腐蚀。为了保证热力系统的安全，减缓腐蚀和结垢，应该优化化学水处理系统工艺，降低补给水中的TOC含量。

供热一期和供热二期化水处理系统水源相同，预处理工艺相同，都采用了反渗透预脱盐系统及两级离子交换化学除盐，唯一的区别仅在于阴床前是否设置除碳器。

如表4所示，供热一期化水系统出水的TOC含量大大高于供热二期化水系统，这一方面解释了为何一期供热机组蒸汽氢导超标而二期供热机组水汽品质良好，另一方面也印证了补给水中有机物含量高与机组氢导超标现象有直接关系。