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      燃油泄漏導(dǎo)致凝結(jié)水油污染的分析

      2021-08-05 12:31:10鄧麗娥
      東北電力技術(shù) 2021年7期
      關(guān)鍵詞:母管油槍凝結(jié)水

      鄧麗娥,何 剛

      (貴州省習(xí)水鼎泰能源開發(fā)有限責(zé)任公司,貴州 習(xí)水 564611)

      大容量、高參數(shù)機(jī)組對(duì)水汽品質(zhì)要求高,凝結(jié)水精處理系統(tǒng)能消除系統(tǒng)中各種微量溶解鹽、鐵和銅的腐蝕產(chǎn)物及其他雜質(zhì),提高凝結(jié)水品質(zhì),保障整個(gè)熱力系統(tǒng)安全,其作用日漸凸顯[1-2]。

      大部分燃煤電廠在啟動(dòng)初期和低負(fù)荷時(shí)段爐內(nèi)燃燒工況不穩(wěn)定時(shí)燃用0號(hào)輕柴油,它是碳原子數(shù)為10~22的烴類混合物,密度為0.85 kg/L(20 ℃時(shí))[3]。少量0號(hào)輕柴油進(jìn)入凝汽器會(huì)被精處理系統(tǒng)處理或通過(guò)排污去除;大量漏入時(shí),一部分油會(huì)粘附在精處理系統(tǒng)前置過(guò)濾器濾元表面,浸入濾元纖維內(nèi)部,使水流通道受阻,前后壓差增加;另一部分油會(huì)穿過(guò)前置過(guò)濾器,附著于混床樹脂表面形成膜狀物,阻塞樹脂離子交換孔道,樹脂出現(xiàn)抱團(tuán)現(xiàn)象,影響周期制水量;剩余部分則進(jìn)入給水及蒸汽系統(tǒng),在高溫、高壓下裂解為低分子有機(jī)酸,pH值偏低,造成熱力設(shè)備酸性腐蝕[4-5]。

      文中闡述了某2×660 MW燃煤電廠1號(hào)機(jī)組0號(hào)輕柴油進(jìn)入凝汽器造成凝結(jié)水油污染的原因、采取的相關(guān)措施及樹脂復(fù)蘇的方法,使得水汽品質(zhì)滿足GB/T12145—2016《火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動(dòng)力設(shè)備水汽質(zhì)量》要求。

      1 油污染簡(jiǎn)述

      2020年1月30日,某電廠1號(hào)機(jī)組因軸向位移大跳機(jī)后,極熱態(tài)開機(jī)過(guò)程中,汽輪機(jī)房6.9 m層出現(xiàn)油味道,檢查汽輪機(jī)房各油系統(tǒng)未發(fā)現(xiàn)異常?;?yàn)人員取凝結(jié)水水樣時(shí)發(fā)現(xiàn)水樣中含有油污,如圖1所示。運(yùn)行人員進(jìn)行高速混床樹脂體外再生時(shí),發(fā)現(xiàn)陰、陽(yáng)樹脂分離塔至樹脂捕捉器排水含有大量油花,較為渾濁,且有強(qiáng)烈柴油刺激味,如圖2所示。

      圖1 凝結(jié)水水樣

      圖2 陰、陽(yáng)樹脂分離塔至樹脂捕捉器排水

      2 點(diǎn)火前各系統(tǒng)狀態(tài)

      為響應(yīng)國(guó)家節(jié)能降耗政策,控制經(jīng)營(yíng)成本,該電廠1號(hào)機(jī)組A、B、E、F磨煤機(jī)燃燒器共計(jì)16支機(jī)械霧化油槍已改造為氣泡油槍[6],C、D磨煤機(jī)燃燒器8支油槍未做改造,仍為機(jī)械霧化油槍,若需運(yùn)行此8只油槍中任意1支,投運(yùn)結(jié)束后均應(yīng)執(zhí)行蒸汽吹掃。機(jī)組啟動(dòng)時(shí),鍋爐點(diǎn)火優(yōu)先選擇點(diǎn)燃A、B、E、F磨煤機(jī)燃燒器油槍。

      2.1 燃油及蒸汽吹掃系統(tǒng)

      機(jī)組跳閘前,A、B、E、F磨煤機(jī)燃燒器油槍處于熱備用狀態(tài),C、D磨煤機(jī)燃燒器油槍油角閥前手動(dòng)處于關(guān)閉狀態(tài),非緊急情況下,不投運(yùn)C、D磨煤機(jī)燃燒器油槍,燃油母管壓力為2.35 MPa。

      圖3所示為燃油蒸汽吹掃系統(tǒng),母管壓力規(guī)定為0.5 MPa,汽源取至本機(jī)輔助蒸汽系統(tǒng),母管疏水通過(guò)疏水器回收至凝汽器,各支管分別接于進(jìn)、回油母管及鍋爐前、后墻機(jī)械霧化油槍處??紤]到機(jī)械霧化油槍一般作為緊急備用,為減少熱源損失,燃油蒸汽吹掃系統(tǒng)處于退出狀態(tài)。

      圖3 鍋爐燃油蒸汽吹掃系統(tǒng)

      2.2 啟動(dòng)疏水系統(tǒng)

      為減少工質(zhì)浪費(fèi),鍋爐啟動(dòng)疏水箱疏水可用于循環(huán)水系統(tǒng)和凝汽器補(bǔ)水。當(dāng)疏水箱水中Fe2+≤500 μg/L,機(jī)組啟動(dòng)階段凝汽器未建立真空前,真空靠負(fù)壓作用自流至凝汽器;當(dāng)疏水箱水中Fe2+>500 μg/L,無(wú)論何時(shí)均應(yīng)通過(guò)疏水泵至循環(huán)水系統(tǒng)回收。鍋爐啟動(dòng)疏水箱系統(tǒng)如圖4所示。

      圖4 鍋爐啟動(dòng)疏水箱系統(tǒng)

      機(jī)組跳閘后,當(dāng)疏水箱水中Fe2+≤500 μg/L,未破壞凝汽器真空,疏水回收至凝汽器。

      3 綜合分析

      3.1 燃油泄漏分析

      機(jī)組極熱態(tài)恢復(fù)鍋爐點(diǎn)火過(guò)程中,對(duì)角點(diǎn)E1、E4氣泡油槍點(diǎn)火成功,點(diǎn)B2、B3氣泡油槍未著火,擬采用點(diǎn)燃機(jī)械霧化油槍引燃相鄰氣泡油槍,對(duì)燃油蒸汽吹掃系統(tǒng)進(jìn)行暖管疏水,維持母管壓力0.48 MPa,打開C、D磨煤機(jī)燃燒器機(jī)械霧化油槍油角閥前手動(dòng)門,調(diào)整其出力為1.0 t/h。

      B2氣泡油槍與C2機(jī)械霧化油槍毗鄰,如圖5所示。燃油蒸汽吹掃系統(tǒng)暖管結(jié)束后,通過(guò)點(diǎn)燃C2機(jī)械霧化油槍引燃B2氣泡油槍成功。停運(yùn)C2機(jī)械霧化油槍一段時(shí)間后,發(fā)現(xiàn)蒸汽吹掃母管壓力增至1.9 MPa。結(jié)合運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題,初步判斷C2機(jī)械霧化油槍各閥門、C2機(jī)械霧化油槍蒸汽吹掃系統(tǒng)各閥門不嚴(yán)密,燃油泄漏至蒸汽吹掃母管,與蒸汽吹掃母管疏水一并進(jìn)入鍋爐疏水?dāng)U容器,隨疏水箱疏水回收至凝汽器。

      圖5 B2、C2油槍布置

      C2機(jī)械霧化油槍點(diǎn)火至發(fā)現(xiàn)蒸汽吹掃母管壓力異常時(shí)約5 min,從圖6中可以看出,蒸汽吹掃母管壓力經(jīng)歷了5個(gè)階段變化。第1階段在0~90 s內(nèi),在C2機(jī)械油槍油角閥打開前,蒸汽吹掃母管壓力上升平緩;15 s后油角閥打開,至30 s油槍著火,蒸汽吹掃母管壓力上升曲線較陡,到90 s時(shí)上升至0.85 MPa;90~120 s為第2階段,因C2機(jī)械霧化油槍處于運(yùn)行狀態(tài),泄掉了一部分燃油壓力,漏入蒸汽吹掃母管的燃油量有限,且蒸汽吹掃母管處于持續(xù)疏水中,故蒸汽母管壓力由0.85 MPa降至0.6 MPa;120~150 s為第3階段,120 s時(shí),B2氣泡油槍被引燃,退出C2機(jī)械油槍,打開吹掃閥時(shí),平衡被破壞,蒸汽吹掃母管壓力突增至2.1 MPa;150~180 s為第4階段,靠蒸汽吹掃母管疏水,壓力緩慢降至1.9 MPa;在210 s后,壓力恒定至1.9 MPa不變,直到300 s時(shí)發(fā)現(xiàn)異常,此為第5階段。C2機(jī)械霧化油槍停運(yùn)后、投運(yùn)前蒸汽吹掃母管壓力變化明顯,泄漏量顯著增大。

      圖6 C2機(jī)械霧化油槍點(diǎn)火至退出后蒸汽吹掃母管壓力變化趨勢(shì)

      機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行后,解體C2機(jī)械霧化油槍及蒸汽吹掃系統(tǒng)各閥門,發(fā)現(xiàn)均存在不嚴(yán)密問(wèn)題,在燃油蒸汽吹掃母管及疏水管中發(fā)現(xiàn)大量油污。

      3.2 樹脂污染情況分析

      凝汽器進(jìn)油后,精處理系統(tǒng)前置過(guò)濾器差壓逐漸增大,且無(wú)下降趨勢(shì),取樣化驗(yàn)?zāi)Y(jié)水及給水水質(zhì)指標(biāo),如表1所示,均滿足GB/T12145—2016《火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動(dòng)力設(shè)備水汽質(zhì)量》要求,各指標(biāo)與歷次開機(jī)時(shí)接近。由此可判斷,大量油污附著于前置過(guò)濾器濾元表面,浸入濾元纖維內(nèi)部造成前置過(guò)濾器濾元不可逆損壞;此時(shí),精處理混床樹脂未受到污染。

      表1 油污染后水質(zhì)指標(biāo)

      4 處理方案

      4.1 爐側(cè)處理措施

      關(guān)閉輔助蒸汽至燃油蒸汽吹掃系統(tǒng)手動(dòng)門、電動(dòng)門,停止燃油蒸汽吹掃母管疏水;將鍋爐啟動(dòng)疏水箱疏水回收切至循環(huán)水系統(tǒng),關(guān)閉啟動(dòng)疏水箱至凝汽器疏水電動(dòng)門并對(duì)其停電[6]。

      在燃油蒸汽吹掃母管疏水器手動(dòng)門前法蘭及疏水器旁路手動(dòng)門前法蘭處增加堵板,防止吹掃蒸汽管道中積油進(jìn)入鍋爐疏水?dāng)U容器;在燃油吹掃蒸汽電動(dòng)總門逆止門前法蘭處增加堵板,在加熱器旁燃油吹掃蒸汽減溫水調(diào)門供水法蘭處增加堵板。

      4.2 機(jī)側(cè)處理措施

      因前置過(guò)濾器濾元已形成不可逆損壞,故將其退出運(yùn)行,更換濾元后再投入運(yùn)行。

      該電廠取凝結(jié)水、給水水樣時(shí)間間隔短,精處理系統(tǒng)混床樹脂未受到污染。周永言[7]、彭章華[8]等人研究表明:隨凝結(jié)水中油含量增加,樹脂受含油凝結(jié)水浸泡時(shí)間延長(zhǎng),樹脂受污染程度加重。通過(guò)改變水汽系統(tǒng)疏水方式,經(jīng)疏水器回收至凝汽器變?yōu)闊o(wú)壓疏水運(yùn)行,加大水汽系統(tǒng)排污量,減少水汽系統(tǒng)中含油量。此方法由于排污量小、周期長(zhǎng),水汽系統(tǒng)中油污不能短時(shí)消除,混床樹脂易受污染。

      文獻(xiàn)[9]通過(guò)不同復(fù)蘇方法對(duì)比,認(rèn)為樹脂受油污染時(shí)間較短時(shí),用氯化鈉復(fù)蘇法切合實(shí)際,本文所述情況與此類似。在精處理混床運(yùn)行5天后,脫除陰、陽(yáng)樹脂,結(jié)合文獻(xiàn)[10]所述工藝,采取氯化鈉再生復(fù)蘇方法,得到了較理想的效果。

      5 結(jié)束語(yǔ)

      對(duì)于采用機(jī)械霧化油槍點(diǎn)火的電廠,應(yīng)對(duì)油槍管道及燃油蒸汽吹掃系統(tǒng)各閥門進(jìn)行全面排查,防止類似情況發(fā)生。若凝結(jié)水受油污染,精處理前置過(guò)濾器濾元將受到不可逆損壞,還會(huì)造成混床樹脂污染。各電廠可結(jié)合系統(tǒng)布置,借鑒文中所述處理措施及文獻(xiàn)中所述方法進(jìn)行處理。

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