Патент на изобретение №2293251

(54) СПОСОБ ОРГАНИЗАЦИИ КИСЛОРОДНОГО ВОДНО-ХИМИЧЕСКОГО РЕЖИМА ПАРОТУРБИННОГО ЭНЕРГОБЛОКА СВЕРХКРИТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для организации кислородного водно-химического режима на паротурбинных энергоблоках сверхкритического давления. В отличие от известного способа организации кислородного водно-химического режима, согласно изобретению, предварительную водокислородную очистку и пассивацию пароводяного тракта энергоблока очищающим агентом на водной основе в смеси с кислородом проводят при более высокой температуре (350÷450°С) и более высокой концентрации кислорода (1÷2 г/кг), в эксплуатационном же режиме кислород подают в питательную воду не непрерывно, а периодически при содержании соединений железа в питательной воде более 10 мкг/кг (в переводе на железо) и с существенно меньшей, по сравнению с известным способом, концентрацией кислорода в питательной воде (70÷110 мкг/кг). Достигаемым результатом изобретения является повышение безопасности кислородного водно-химического режима в связи с предотвращением образования при избытке кислорода окалины, могущей попасть в проточную часть турбины. Кроме того, для предотвращения влияния возможного проскока в питательную воду органических соединений согласно изобретению контролируют электропроводимость питательной воды и перегретого пара для поддержания ее на уровне электропроводимости, допустимом для конденсата отработавшего пара турбины. 1 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для организации кислородного водно-химического режима на паротурбинных энергоблоках сверхкритического давления (СКД). Известен способ организации кислородного водно-химического режима паротурбинного энергоблока сверхкритического давления, включающий предварительную очистку и пассивацию водопарового тракта энергоблока путем обработки указанного тракта нагретым очищающим агентом на водной основе в смеси с кислородом, поддержание удельной электрической проводимости конденсата отработавшего в турбине пара на уровне не более 0,15 мкСм/см путем глубокого обессоливания указанного конденсата на ионообменных фильтрах системы химводоочистки и дозированную подачу кислорода в питательную воду в эксплуатационном режиме работы энергоблока, исходя из условия поддержания концентрации соединений железа (в пересчете на железо) в питательной воде на уровне не более 10 мкг/кг [1] – прототип. В соответствии с этим способом предварительная очистка и пассивация пароводяного тракта энергоблока производится питательной водой, нагретой до температуры в диапазоне 110÷250°С, в смеси с кислородом при концентрации его в воде 240÷540 мкг/кг [2] – дополнительный источник информации, приведенный в [1]. При этом дозирование кислорода в эксплуатационном режиме в питательную воду производится непрерывно при концентрации кислорода в воде в пределах 100÷400 мкг/кг.

Непрерывная подача кислорода с указанной концентрацией в питательную воду приводит к следующим негативным результатам:

– в пароперегревателях высокого давления и в промпароперегревателях парового котла энергоблока усиливается рост окалины, которая, достигнув определенной величины, отслаивается с поверхностей нагрева и уносится с паром в турбину, вызывая эрозионный износ ее лопаточного аппарата, что может привести к крупной аварии;

– возможно окисление органических веществ, могущих проникать в пароводяной тракт энергоблока, что ведет к образованию кислых продуктов их разложения, которые, в свою очередь, стимулируют процессы коррозии в случае образования органических кислот или, в случае образования углерода, последний выделяется на поверхностях нагрева энергооборудования в виде отложений, ухудшая теплопередачу и вызывая повреждения оборудования;

– повышается скорость роста отложений в нижней радиационной части котла, что уменьшает межпромывочный период его эксплуатации.

Достигаемым результатом изобретения является повышение надежности и безопасности водно-химического режима энергоблока СКД.

Указанный результат обеспечивается тем, что в способе организации кислородного водно-химического режима паротурбинного энергоблока сверхкритического давления, включающем предварительную очистку и пассивацию водопарового тракта энергоблока путем обработки указанного тракта нагретым очищающим агентом на водной основе в смеси с кислородом, поддержание удельной электрической проводимости конденсата отработавшего в турбине пара на уровне не более 0,15 мкСм/см путем глубокого обессоливания указанного конденсата на ионообменных фильтрах блочной обессоливающей установки и дозированную подачу кислорода в питательную воду в эксплуатационном режиме работы энергоблока, исходя из условия поддержания концентрации соединений железа (в пересчете на железо) в питательной воде на уровне не более 10 мкг/кг, согласно изобретению при предварительной очистке и пассивации пароводяного тракта нагрев очищающего агента производят до температуры 350÷450°С, а концентрацию кислорода в указанном агенте поддерживают в пределах 1÷2 г/кг, дозированную подачу кислорода в питательную воду в эксплуатационном режиме осуществляют периодически при содержании соединений железа в питательной воде более 10 мкг/кг, концентрацию дозируемого кислорода в питательной воде в этом режиме устанавливают в пределах 70÷110 мкг/кг, и дополнительно к поддержанию электропроводимости конденсата на том же уровне поддерживают электропроводимость питательной воды и перегретого пара путем включения регенерации ионообменных фильтров блочной обессоливающей установки конденсата и фильтров водоочистки добавочной питательной воды при превышении указанного уровня электропроводимости в питательной воде и перегретом паре.

Из изложенного видно, что способ согласно изобретению в отличие от известного способа в эксплуатационном режиме предусматривает подачу кислорода в питательную воду не непрерывно, а периодически, когда содержание соединений железа в воде превышает предельно допустимую норму 10 мкг/кг. Такая возможность появилась в связи с введением согласно изобретению нового режима предварительной очистки и пассивации пароводяного тракта, обеспечивающего создание значительно более прочной защитной пленки на оберегаемой от воздействия коррозии поверхности пароводяного тракта. При этом в эксплуатационном режиме существенно сокращается не только время дозирования, но и концентрация дозируемого кислорода в питательной воде, что практически устраняет недостатки водно-химического режима, связанные с наличием в питательной воде избыточного количества кислорода. Поддержание на допустимом уровне электропроводимости питательной воды и перегретого пара дополнительно к поддержанию того же уровня электропроводимости конденсата отработавшего пара турбины позволяет оперативно обнаружить проскок в пароводяной тракт органических соединений, проявляющих свою коррозионную активность лишь после разложения при высоких температурах.

Пример 1. На энергоблоке СКД в течение трех лет проводился кислородный водно-химический режим эксплуатации согласно изобретению. Режим осуществлялся после предварительной парокислородной очистки и пассивации пароводяного тракта, проведенных смесью кислорода с паром при температуре последнего в диапазоне (по тракту) 350÷450°С при концентрации кислорода в воде 1 г/кг. При осуществлении эксплуатационного режима содержание железа в питательной воде превысило допустимую норму 10 мкг/кг три раза (после 14, 24 и 32 месяцев эксплуатации). В первом случае кислород подавался в течение 72 часов при концентрации 70 мкг/кг, во втором случае – в течение 48 часов при концентрации 90 мкг/кг и в третьем случае – в течение 36 часов при концентрации 110 мкг/кг. Во всех случаях дозирование кислорода проводилась до приведения к норме содержания в питательной воде железа.

Пример 2. На энергоблоке СКД в течение пяти лет проводился кислородный водно-химический режим эксплуатации согласно изобретению. Режим осуществлялся после предварительной парокислородной очистки и пассивации пароводяного тракта, проведенных смесью кислорода с перегретым паром при температуре очищающего агента в диапазоне (по тракту) 350÷450°С при концентрации кислорода 2 г/кг. При осуществлении режима содержание железа в питательной воде превысило допустимую норму 10 мкг/кг три раза (после 36, 50 и 60 месяцев эксплуатации). В первом случае кислород подавался в течение 48 часов при концентрации 70 мкг/кг, во втором случае – в течение 36 часов при концентрации 90 мкг/кг и в третьем случае – в течение 24 часа при концентрации 110 мкг/кг. Во всех случаях дозирование кислорода проводилась до приведения к норме содержания в питательной воде железа.

Источники информации

1. Методические указания по организации кислородного водного режима на энергоблоках СКД. РД 34.37.507-92. Исполнители М.Е.Шицман, Л.С.Миллер. СПО ОРГРЭС. М., 1994, с.4-6, 11.

Формула изобретения

Способ организации кислородного водно-химического режима паротурбинного энергоблока сверхкритического давления, включающий предварительную очистку и пассивацию водопарового тракта энергоблока путем обработки указанного тракта нагретым очищающим агентом на водной основе в смеси с кислородом, поддержание удельной электрической проводимости конденсата отработавшего в турбине пара на уровне не более 0,15 мкСм/см путем глубокого обессоливания указанного конденсата на ионообменных фильтрах блочной обессоливающей установки и дозированную подачу кислорода в питательную воду в эксплуатационном режиме работы энергоблока, исходя из условия поддержания концентрации соединений железа (в пересчете на железо) в питательной воде на уровне не более 10 мкг/кг, отличающийся тем, что при предварительной очистке и пассивации пароводяного тракта нагрев очищающего агента производят до температуры 350÷450°С, а концентрацию кислорода в указанном агенте поддерживают в пределах 1÷2 г/кг, дозированную подачу кислорода в питательную воду в эксплуатационном режиме осуществляют периодически при содержании соединений железа в питательной воде более 10 мкг/кг, концентрацию дозируемого кислорода в питательной воде в этом режиме устанавливают в пределах 70÷110 мкг/кг и дополнительно к поддержанию электропроводимости конденсата на том же уровне поддерживают электропроводимость питательной воды и перегретого пара путем включения регенерации ионообменных фильтров блочной обессоливающей установки конденсата и фильтров водоочистки добавочной питательной воды при превышении указанного уровня электропроводимости в питательной воде и перегретом паре.