余热锅炉饱和蒸汽钠超标的原因分析

　　摘要

　　 描述了BQ136.2/500-30（4.1）-3.82（0.3）/450（144）型余热锅炉高压汽包饱和蒸汽钠超标的故障现象，采用故障排除法分析并记录了故障处理的过程，最终确定了饱和蒸汽钠超标的根本原因，为今后同类型机组运行分析及维护提供了相关经验。
　　关键词：含钠量 蒸汽 积盐
　　1 概况
　　 山东济矿民生热能有限公司坐落于山东省济宁市煤化工业园区。一期工程中的#1、#2两台余热锅炉为南京南锅动力设备有限公司生产的BQ136.2/500-30（4.1）-3.82（0.3）/450（144）补燃型余热锅炉与美国索拉公司生产的大力神130型燃气轮机配套，两台余热锅炉在2012年3月份投入生产。另有一台75t/h循环流化床锅炉和一台15MW蒸汽轮机，于2011年10月份投入生产。三台锅炉可并列运行共同推动蒸汽轮机做功。
　　 余热锅炉汽水系统主要包括：预热器 、低压省煤器、低压汽包、低压蒸发器、高压省煤器、高压汽包、高压蒸发器、减温器、高压过热器、高压给水泵、低压给水泵和除氧水箱。低压给水由除氧水箱经低压给水泵打入低压省煤器受热后进入低压汽包，再由下降管经低压蒸发器受热回到低压汽包，低压汽包中产生的低压饱和蒸汽经汽水分离隔板将水滴分离出来回到低压汽包，经过分离的低压蒸汽作为除氧器加热蒸汽进入除氧器为除氧器补水加热除氧。高压给水由除氧水箱经高压给水泵打入高压省煤器受热后进入高压汽包，再由下降管经高压蒸发器回到高压汽包，高压汽包产生的高压饱和蒸汽经两级汽水分离（其中一级汽水分离器为旋风分离器，二级分离器为波形板分离器）将分离出来的水滴留在高压汽包，蒸汽经减温器减温后进入高压过热器受热，最后并入高压蒸汽母管推动汽轮机做功或直接对外供汽。
　　 余热锅炉汽水流程简图如下：
　　
　　2 故障现象及原因分析
　　 #2余热锅炉在2014年10月份出现饱和蒸汽钠含量持续超标，最高达到27μg/L，远超15μg/L的控制指标，与之前<1μg/L相距甚远。出现这种现象后立即进行了相关的原因排查工作。
　　 （1）对在线监测仪表进行校对并与#1余热锅炉汽水品质进行对标，取样在化验室用同一个仪表化验发现#1炉饱和蒸汽钠含量为0.9μg/L，而#2炉饱和蒸汽钠含量为20μg/L，首先排除仪表不准确的问题。
　　 （2）对加药量进行调整比对。将#1、#2余热锅炉加药量调整一致，两小时后取样化验，结果发现两台余热锅炉饱和蒸汽钠含量并未发生太大变化，排除加药量以及药失效的问题。
　　 （3）对连排量进行调整比对。通过观察#2炉连排量大于#1炉，但是#2炉的饱和蒸汽钠含量却远大于#1炉，排除连续排污量小的问题。
　　 （4）加强定期排污。正常运行#1炉一天排污一次，而#2炉一天排污三次仍然不见效果。一次排污中发现#2炉高压蒸发器排污二次门阀芯脱落，怀疑是顶起排污不畅通所致。于是更换新的阀门后依然没有效果，排除定期排污的问题。
　　 （5）维持高压汽包低水位运行。#1炉高压汽包水位为-50mm～+50mm，#2炉高压汽包水位调整为-50mm～-150mm，维持运行。取样化验发现低水位运行时#2炉饱和蒸汽钠含量可降低至17μg/L，虽然起到一定作用但仍然超标，这也不是饱和蒸汽钠超标的主要原因。
　　 经过以上排查工作，最终将原因锁定在高压汽包上，分析造成饱和蒸汽钠超标的主要原因是蒸汽的机械携带所致。
　　 于是在11月底计划停机时，打开#2炉高压汽包人孔门进入检查发现12个内部旋风分离装置滤网中有5个被冲刷变形。将旋风分离器滤网修复后，重新启动发现#2炉饱和蒸汽钠含量恢复到正常水平，与#1炉比对参数也基本相同，最终找到了饱和蒸汽钠超标的根本原因。
　　3 饱和蒸汽钠超标的危害
　　 蒸汽系统中的盐分主要来饱和蒸汽，如果饱和蒸汽钠含量超标必然会对整个蒸汽系统造成影响。
　　（1）汽机中积盐，说明过热蒸汽中杂质较多，那么再过热器中也必将积盐，造成过热器管道的换热不良，引起管壁金属蠕变、鼓包，以至爆管;
　　（2）蒸汽系统阀门发生积盐，会造成阀门卡涩。如果造成主汽门、调门等重要阀门卡涩，将会引起重大设备事故;
　　（3）汽轮机积盐，其通流部分由于沉积物的存在，会使蒸汽的流道变小及表面光洁度变差，这不仅会使机组的效率下降，而且会增加推力轴承负荷，加速叶片腐蚀。
　　4 结论及预防措施
　　 处理本次故障采用了故障排除法，找出可能引起故障的所有原因并对其进行逐项排除，最终确定故障源，尽可能将故障处理造成的损失降到最低。
　　 为了预防饱和蒸汽钠超标以及蒸汽系统积盐建议采取的预防措施如下：
　　（1）尽量减少给水中杂钠含量
　　（2）调整适当的排污量，降低炉水杂钠含量
　　（3）调整适当的加药量，满足炉内合适的PH值
　　（4）汽包水位尽量维持低水位运行，水位过高必然增大蒸汽的机械携带
　　（5）定期校验监测仪表，保持仪表的灵敏准确
　　（6）定期检查汽包汽水分离装置，使之处于完好状态。
　　5 参考文献
　　 [1]鹿道智，工业锅炉司炉教程[M]2版，北京：航空工业出版社，2005
　　 [2]国家质量监督检验检疫总局，标准化管理委员会，工业锅炉水质，北京：中国标准出版社，2009
　　 [3]国家质量监督检验检疫总局，锅炉节能技术监督管理规程，北京：新华出版社，2010
　　 [4]国家质量监督检验检疫总局，工业锅炉能效测试与评价规则，北京：新华出版社，2010
　　 [5]中华人民共和国劳动部，蒸汽锅炉安全技术监察规程，北京：中国劳动出版社，1996
　　 [6]冯俊凯，沈幼庭，锅炉原理及计算，第二版，北京：科技出版社，1992