一种火力发电厂间接空冷机组循环水腐蚀控制系统及方法与流程

本发明属于化学与化学工程技术及新能源与节能
技术领域：
，涉及一种火力发电厂间接空冷机组循环水腐蚀控制系统及方法。
背景技术：
：目前企业标准主要是参照生产厂家提供的执行，结合dl/t1717-2017《燃气-蒸汽联合循环发电厂化学监督技术导则》中表面间接空冷系统循环水水质要求，对火电机组正常工作循环水的ph值、电导率、含氧量等指标提出基本要求：ph＝6.5-8.5(任何时候都不允许超过9)；电导率(25℃)＜10μs/cm；循环水o2＝30～300μg/l，二氧化硅≤20μg/l。根据火力发电厂间接空冷机组实际运行经验反馈证明，循环水系统存在碳钢、不锈钢和1050a纯铝三元腐蚀体系的电化学状态，采用纯铝材质作为空冷散热器构材料的循环水系统尽管使用了高质量的除盐水，但在基建阶段和运行中都出现了水质恶化，ph突发性升高(ph＝8.5铝材开始腐蚀，ph＝9开始快速腐蚀)，引发1050a纯铝空冷散热器发生严重腐蚀泄漏导致机组停机的生产事故，给间接空冷机组安全运行造成了巨大的威胁。间接空冷循环水系统储水量大，仅通过换水控制循环水ph值的方法并不理想且与节水设计思路背道而驰；采用循环水阳床处理工艺有效降低了机组循环水的ph值，效果良好但一次投资较大，后期运行维护工作量大；循环水加入少量磷酸或氨水对ph进行调整，虽然会控制ph值在一定范围，降低管材腐蚀风险，但是除盐水中含盐量增加，电导率也会升高。以上三种方法，从不同的角度对间冷循环系统循环水水质进行调整处理，控制水质ph值，但是目前在间冷循环水系统中的应用还不完善，需加强基础型复合研究，控制投资节约后期的运行成本，开展交叉实验，便于扩大应用。技术实现要素：本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种火力发电厂间接空冷机组循环水腐蚀控制系统及方法，该系统及方法能够有效解决现有技术中存在的通过置换部分循环水造成水资源浪费、循环水旁流处理投资大运维成本高以及循环水加药处理水质指标难以控制电导升高的问题。为达到上述目的，本发明所述的火力发电厂间接空冷机组循环水腐蚀控制系统包括间冷塔、凝汽器、循环水泵、二氧化碳储罐、输水管道、检测器及控制器；间冷塔的出口与凝汽器的入口相连通，凝汽器的出口与循环水泵的入口相连通，循环水泵的出口及二氧化碳储罐的出口通过管道并管后通过输水管道与间冷塔的入口相连通，凝汽器出口与循环水泵入口之间管道上的采样口与检测器的入口相连通，检测器的输出端与控制器的输入端相连接，控制器的输出端与二氧化碳储罐的控制端相连接。检测器的入口与所述采样口之间通过第一控制阀相连通。二氧化碳储罐的出口处设置有第二控制阀，控制器的输出端与第二控制阀的控制端相连接。二氧化碳储罐的出口通过第三控制阀与输水管道相连通。所述控制器为plc控制器。所述检测器为ph值检测器、二氧化碳浓度检测器或者碳酸根浓度检测器。本发明所述的火力发电厂间接空冷机组循环水腐蚀控制方法包括以下步骤：当检测器为ph值检测器时，则通过检测器实时检测凝汽器出口与循环水泵入口之间管道中循环水的ph值，当凝汽器出口与循环水泵入口之间管道中循环水的ph值超出ph值预设值时，则控制第二控制阀，通过二氧化碳储罐间歇性的向输水管道中的循环水中充入二氧化碳气体，从而使得凝汽器出口与循环水泵入口之间管道中循环水的ph值处于预设的ph值范围内；当检测器为碳酸根浓度检测器时，通过检测器实时检测凝汽器出口与循环水泵入口之间管道中循环水的碳酸根浓度，当凝汽器出口与循环水泵入口之间管道中循环水的碳酸根浓度小于等于碳酸根浓度预设值时，则控制第二控制阀，通过二氧化碳储罐间歇性的向输水管道中的循环水中充入二氧化碳气体，使得凝汽器出口与循环水泵入口之间管道中循环水的碳酸根浓度处于预设的碳酸根浓度范围内；检测器为二氧化碳浓度检测器时，通过检测器实时检测凝汽器出口与循环水泵入口之间管道中循环水的二氧化碳浓度，当凝汽器出口与循环水泵入口之间管道中循环水的二氧化碳浓度小于等于二氧化碳浓度预设值时，则控制第二控制阀，通过二氧化碳储罐间歇性的向输水管道中的循环水中充入二氧化碳气体，使得凝汽器出口与循环水泵入口之间管道中循环水的二氧化碳浓度处于预设的二氧化碳浓度范围内。本发明具有以下有益效果：本发明所述的火力发电厂间接空冷机组循环水腐蚀控制系统及方法在具体操作时，以二氧化碳气体为药剂，通过向间冷机组内的循环水中加入二氧化碳气体，从而在循环水中电离出h+离子，以降低循环水的ph值，从而抑制系统材料的化学腐蚀反应，同时不会产生新的腐蚀产物，进而降低系统腐蚀的风险，减少机组安全运行的隐患，与其他的药剂和处理方法相比较更加安全可靠，能够节约大量除盐水，结构简单，操作方便，一次投资和维护费用极低，经济效益和环保效益显著。附图说明图1为本发明的结构示意图。其中，1为凝汽器、2为间冷塔、3为循环水泵、4为第三控制阀、5为二氧化碳储罐、6为控制器、7为检测器、8为第一控制阀。具体实施方式下面结合附图对本发明做进一步详细描述：水中游离的二氧化碳非常不稳定，容易受温度、压力、时间等因素影响。间冷系统循环水为闭式循环，压强由冷却塔静压和循环水泵3产生，二氧化碳气体在除盐水中的溶解随着压强的增大而增大，随着水温的升高而降低。游离的二氧化碳气体极易从水体中逸出。正常工况运行下间冷机组循环水水温一般低于60℃，在低于60℃的区域中，在含铬钢铁腐蚀后可以形成保护性腐蚀产物保护膜，减缓腐蚀的速率；间冷机组循环水加入二氧化碳后二氧化碳分压极低，当二氧化碳的分压低于0.02mpa时则腐蚀可以忽略不计。需要说明的是，间冷机组加二氧化碳技术是基于二氧化碳属性来调整ph值的，二氧化碳称碳酸酸酐，是碳氧化物之一，是一种无机物，低浓度时无毒性。二氧化碳可以溶于水并和水反应生成碳酸，而不稳定的碳酸容易分解成水和二氧化碳，游离二氧化碳逸出，在水中化学反应方程式为：h2o+co2＝h2co3h2co3＝h2o+co2氢离子与水中的氢氧根离子反应生成水，不会额外添加其他杂质离子，同时有效降低循环水的ph值，使间冷散热器管束的碱性腐蚀以及系统化学腐蚀得到有效控制，控制循环水水质指标在合理范围内。基于上述原理，参考图1，本发明所述的火力发电厂间接空冷机组循环水腐蚀控制系统包括间冷塔2、凝汽器1、循环水泵3、二氧化碳储罐5、输水管道、检测器7及控制器6；间冷塔2的出口与凝汽器1的入口相连通，凝汽器1的出口与循环水泵3的入口相连通，循环水泵3的出口及二氧化碳储罐5的出口通过管道并管后通过输水管道与间冷塔2的入口相连通，凝汽器1出口与循环水泵3入口之间管道上的采样口与检测器7的入口相连通，检测器7的输出端与控制器6的输入端相连接，控制器6的输出端与二氧化碳储罐5的控制端相连接。检测器7的入口与所述采样口之间通过第一控制阀8相连通；二氧化碳储罐5的出口处设置有第二控制阀，控制器6的输出端与第二控制阀的控制端相连接；二氧化碳储罐5的出口通过第三控制阀4与输水管道相连通；所述控制器6为plc控制器；所述检测器7为ph值检测器、二氧化碳浓度检测器或者碳酸根浓度检测器。本发明所述的火力发电厂间接空冷机组循环水腐蚀控制方法包括以下步骤：当检测器7为ph值检测器时，则通过检测器7实时检测凝汽器1出口与循环水泵3入口之间管道中循环水的ph值，当凝汽器1出口与循环水泵3入口之间管道中循环水的ph值超出ph值预设值时，则控制第二控制阀，通过二氧化碳储罐5间歇性的向输水管道中的循环水中充入二氧化碳气体，从而使得凝汽器1出口与循环水泵3入口之间管道中循环水的ph值处于预设的ph值范围内；当检测器7为碳酸根浓度检测器时，通过检测器7实时检测凝汽器1出口与循环水泵3入口之间管道中循环水的碳酸根浓度，当凝汽器1出口与循环水泵3入口之间管道中循环水的碳酸根浓度小于等于碳酸根浓度预设值时，则控制第二控制阀，通过二氧化碳储罐5间歇性的向输水管道中的循环水中充入二氧化碳气体，使得凝汽器1出口与循环水泵3入口之间管道中循环水的碳酸根浓度处于预设的碳酸根浓度范围内；检测器7为二氧化碳浓度检测器时，通过检测器7实时检测凝汽器1出口与循环水泵3入口之间管道中循环水的二氧化碳浓度，当凝汽器1出口与循环水泵3入口之间管道中循环水的二氧化碳浓度小于等于二氧化碳浓度预设值时，则控制第二控制阀，通过二氧化碳储罐5间歇性的向输水管道中的循环水中充入二氧化碳气体，使得凝汽器1出口与循环水泵3入口之间管道中循环水的二氧化碳浓度处于预设的二氧化碳浓度范围内。实施例一采取间冷循环水系统直接加入二氧化碳气体的方式控制循环水的ph值，在工程实例应用中取得良好效果，ph值和电导率等指标都能控制在合理范围内，表1是某电厂加co2调整水质的表格，其中，从十月份开始加二氧化碳气体，数据显示，加入二氧化碳气体后水质的ph值、电导及al含量都逐渐下降。表1日期ph电导率/(μs/cm)铝/(μg/l)铁/(μg/l)10月26日9.2331.881594294010月28日9.0319.321328279810月31日8.9419.201137273511月1日8.8917.801034261511月2日8.8416.06799.3245011月3日8.7815.40694.2237911月4日8.6915.02657.2207011月5日8.6814.82654.5203211月6日8.4513.78647.5275611月7日8.4210.76549.0158611月8日8.1010.21462.4128711月10日7.9710.03429.2715.811月12日7.719.510382.5654.411月14日7.529.350351.9497.111月18日7.517.220124.7271.311月20日7.496.64091.40205.211月22日8.194.63066.4092.10在本实施例中，采用在循环水中加入二氧化碳有效控制ph值，不仅使ph值长期控制在合理范围内，而且其他水质指标都能控制维持在良好的水平。在调试阶段，由于设备前期制造缺陷、安装阶段防腐受损或者冲洗阶段由于新建机组起初除盐水水量有限，导致冲洗不合格，发生ph值升高，为防止设备本体进一步腐蚀，通常采用加入氨水对ph进行调整，氨水与除盐水中的二氧化碳的反应分两步进行：nh3h2o+co2＝nh4hco3nh4hco3+nh4oh＝(nh4)2co3+h2o由上述反应方程可知，氨水和除盐水中的二氧化碳反应为弱酸弱碱反应，反应的最终结果为弱碱性，较少的游离h+和oh-达到化学平衡，加氨处理控制循环水的ph值在一定范围内，可以减缓管材腐蚀，但是加氨量控制方面有一定困难，电导率也会上升，故加氨方式效果不是很理想，不推荐使用。从系统调试运行加二氧化碳开始，通过在不同阶段不同运行工况下长时间的水质化验分析考核，循环水水质良好，ph值、铁及铝等指标一直保持在合理范围内，系统材质腐蚀影响明显降低，延长间冷设备的使用寿命，保证机组的长期安全可靠运行。启动循环水泵3进行循环冲洗，检测循环水包括ph值、电导率、铁含量、铝含量及悬浮物，当循环水的电导率超过50μs/cm，应排水，并用除盐水置换。当电导率小于10μs/cm，ph值在6.5～8.2时，冲洗合格后，然后依次向冷却三角上除盐水冲洗，每个冷却三角上水冲洗3～4h，连续检测循环水水质，主要包括ph值、电导率及铝含量，密切注意循环水ph值和铝含量的变化情况，确保水质达标。开始运行后当循环水的ph值大于等于8.5，则向循环水中加入二氧化碳气体，使得调整循环水的ph值调整至7.2-8.3。需要说明的是，本发明以二氧化碳作为气体药剂，价格低廉方便采购，易于精准控制和添加，溶解后形成的弱酸性环境对间冷系统水质改善更加柔，更利于控制，且对循环水电导的影响非常有限，同时不引入其他离子，有效抑制影响系统材质的化学腐蚀反应，结合自动加药系统精确控制(减压调整气体的压力、流量)二氧化碳的添加量，有效降低循环水中侵蚀性二氧化碳对系统金属的腐蚀，使ph值控制在合理范围内，保证循环水质安全。当前第1页12