Способ контроля за содержанием коррозионно-опасных органических соединений в водопаровом тракте теплового энергоблока

 

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для контроля за содержанием коррозионно-опасных органических соединений в водопаровом тракте тепловых энергоблоков с паровыми котлами, в особенности энергоблоков сверхкритического давления (СКД) с прямоточными паровыми котлами. Сущность: в способе дополнительно к контролю за содержанием коррозионно-опасных органических соединений по величине отношения ℵ _ОП/ℵ _ПВ значений электропроводности соответственно острого пара и питательной воды определяют отношения ℵ _t2/ℵ _t1 значений электропроводности среды водопарового тракта на промежуточных участках приращения температуры среды, а контроль проводят с учетом этих отношений на каждом из указанных участков. При этом изменение электропроводности среды водопарового тракта на промежуточных участках контролируют в температурных диапазонах 30-160° С, 160-280° С, 280-440° С, 440-545° С, 300-545° С. На испарительных участках парового котла отношение значений электропроводности среды не должно быть выше ℵ _t2/ℵ _t1≤ 1,3, а на пароперегревательных участках - ℵ _t2/ℵ _t≤ 1,15. Технический результат изобретения заключается в установлении количественного показателя повышенного содержания органических соединений, а также конкретных мест проникновения в пароводяной тракт органических примесей для принятия мер по их устранению. 2 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для контроля за содержанием коррозионно-опасных органических соединений в водопаровом тракте тепловых энергоблоков с паровыми котлами, в особенности энергоблоков сверхкритического давления (СКД) с прямоточными паровыми котлами.

В настоящее время на большинстве энергоблоков СКД используются водные режимы с дозированием кислорода: нейтрально-кислородный (НКВР) и кислородно-аммиачный (КАВР). Кислородный режим позволяет обеспечить при условии глубокого обессоливания воды эффективную пассивацию внутренней поверхности стальных труб пароводяного тракта, что способствует повышению надежности работы теплонапряженных поверхностей нагрева и минимизации промывочных сбросов в окружающую среду. Вместе с тем на ряде энергоблоков СКД различных электростанций при реализации кислородных режимов наблюдаются хрупкие повреждения металла, вызванные межкристаллитными коррозионными трещинами, возникающими несмотря на защитную окисную пленку. Было выявлено, что причиной коррозионных повреждений является неконтролируемое проникновение в пароводяной тракт органических соединений, образующих в результате термолиза при соединении с кислородом коррозионно-опасные, преимущественно кислые продукты.

Известен способ контроля за содержанием коррозионно-опасных органических соединений в водопаровом тракте теплового энергоблока с паровым котлом путем использования специального прибора для измерения содержания в питательной воде общего органического углерода, поступающего в водоподготовительную установку (ВПУ) и в пароводяной тракт энергоблока [1]. Существенным недостатком такого способа является сложность создания и эксплуатации такого прибора и его потенциально высокую стоимость. Другим существенным недостатком указанного способа является его недостаточная информативность, так как фиксация превышения по отношению к установленной норме содержания в питательной воде общего органического углерода не дает ответа о конкретном месте попадания в пароводяной тракт органических примесей.

Известен принимаемый в качестве прототипа способ контроля за содержанием коррозионно-опасных органических соединений в водопаровом тракте теплового энергоблока с паровым котлом по величине отношения ℵ оп/ℵ пв значений электропроводности соответственно острого пара и питательной воды [2]. Такой способ позволяет установить повышенное содержание общего углерода в питательной воде косвенным образом с использованием штатных кондуктометров без необходимости использования специального дорогостоящего прибора. Вместе с тем этот способ так же, как предыдущий, не дает ответа о конкретном месте попадания в пароводяной тракт органических примесей.

Достигаемым результатом изобретения является установление не только количественного показателя повышенного содержания органических соединений, но и конкретных мест проникновения в пароводяной тракт органических примесей для принятия мер по их устранению.

Указанный результат обеспечивается тем, что в способе контроля за содержанием коррозионно-опасных органических соединений в водопаровом тракте теплового энергоблока с паровым котлом по величине отношения ℵ оп/ℵ пв значений электропроводности соответственно острого пара и питательной воды, согласно изобретеню дополнительно определяют отношения ℵ _t2/ℵ _t1 значений электропроводности среды водопарового тракта на промежуточных участках приращения температуры среды, а контроль проводят с учетом этих отношений на каждом из указанных участков. При этом изменение электропроводности среды водопарового тракта на промежуточных участках контролируют в температурных диапазонах 30-160° С, 160-280° С, 280-440° С, 440-545° С, 300-545° С; на испарительных участках парового котла отношение значений электропроводности среды не должно быть выше ℵ _t2/ℵ _t1≤ 1,3, а на пароперегревательных участках - ℵ _t2/ℵ _t1≤ 1,15.

Выбранные диапазоны температур соответствуют реальным условиям работы соответствующего оборудования пароводяного тракта на современных тепловых электростанциях. Пределы выбранных диапазонов значений отношений электропроводности определены исходя из того, что при меньших значениях контроль практически нецелесообразен, а при больших - возникают коррозионно-опасные для указанных участков концентрации продуктов термолиза органических соединений.

Пример. В состав энергоблока СКД входят прямоточный паровой котел с нижней радиационной частью (НРЧ), верхней радиационной частью (ВРЧ), встроенной задвижкой (ВЗ), разделяющей испарительный и пароперегревательный тракты котла, пароперегревателем острого пара (ПП) и пароперегревателем промежуточного пара (ПрПП), а также паротурбинная установка с конденсатным трактом, трактом питательной воды, паровым трактом и подогревателями низкого и высокого давлений (ПНД и ПВД) для регенеративного подогрева конденсата и питательной воды отборным паром турбин. Согласно изобретению в различных точках пароводяного тракта энергоблока на участках приращения температуры среды устанавливают штатные кондуктометры известного типа, например, АК-310, и для каждого участка определяют отношение ℵ _t2/ℵ _t1, где t2 и t1 - соответственно выходная и входная температуры среды на данном участке. В частности, кондуктометры устанавливают (по ходу среды) в конденсатном тракте за конденсатным насосом второй ступени и последним по ходу воды ПНД (в температурном диапазоне 30-160° С), в тракте питательной воды перед ПВД и на входе в котел (в температурном диапазоне 160-280° С), в котле на участке от входа в котел до встроенной задвижки (в температурном диапазоне 280-440° С), на входе и выходе ПП (в температурном диапазоне 445-545° С), на входе (линия холодного промежуточного перегрева) и выходе (линия горячего промежуточного перегрева) ПрПП (в температурном диапазоне 300-545° С). По измеренным значениям электропроводности определяют величины отношения ℵ оп/ℵ пв, а также соответствующих отношений на границах перечисленных участков, в частности, ℵ пнд/ℵ кн_-2, ℵ пв/ℵ пнд, ℵ вз/ℵ пв, ℵ оп/ℵ вз, ℵ гпп/ℵ хпп, где сокращения подстрочных индексов обозначают (кроме обозначенных ранее): КН-2 - конденсатный насос второй ступени, ОП - острый пар, ГПП - горячий промежуточный перегрев, ХПП - холодный промежуточный перегрев. Контроль за содержанием коррозионно-опасных органических соединений осуществляют путем сопоставления величин выявленных отношений с заданными предельными значениями. В частности, рекомендуется установить на всем пароводяном тракте ℵ оп/ℵ пв≤ 1,1 на испарительных участках парового котла ℵ _t2/ℵ _t1≤ 1,3, на пароперегревательных участках ℵ _t2/ℵ _t1≤ 1,15.

Осуществление контроля отношений электропроводностей на отдельных участках пароводяного тракта позволяет, зная технологические особенности участка, выявлять возможные источники проникновения в тракт органических примесей и принять соответствующие меры для его уменьшения или полной ликвидации.

Источники информации

1. Пути совершенствования водно-химического режима энергоблоков СКД в системе АО “Свердловскэнерго”. - Корюкова Л.В. и др. - Теплоэнергетика, 1999, №7, с.32.

2. Некоторые проблемы при использовании на блоках СКД кислородных водно-химических режимов. - Мартынова О.И., Вайнман А.Б. - Теплоэнергетика, 1994, №7, с.6, 7.

Формула изобретения

1. Способ контроля за содержанием коррозионно-опасных органических соединений в водопаровом тракте теплового энергоблока с паровым котлом, заключающийся в том, что определяют отношение ℵ_оп/ℵ_пв значений электропроводности соответственно острого пара и питательной воды, сравнивают полученную величину с заданным ее предельным значением и судят о наличии коррозионно-опасного содержания органических соединений по превышению полученной величиной указанного предельного значения, отличающийся тем, что дополнительно определяют отношения ℵ_t2/ℵ_t1 значений электропроводности среды водопарового тракта на промежуточных yчacткax тpaкта с приращением температуры среды, где t₂ и t₁ - выходная и входная температуры среды на данном участке, а контроль проводят по превышению величиной этого отношения заданного предельного значения на каждом из указанных участков.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что изменение электропроводности среды водопарового тракта на промежуточных участках контролируют в температурных диапазонах 30-160°С, 160-280°С, 280-440°С, 440-545°С, 300-545°С.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что на испарительных участках парового котла отношение значений электропроводности среды не должно быть выше ℵ_t2/ℵ_t1 ≤ 1,3, а на пароперегревательных участках - ℵ_t2/ℵ_t1 ≤ 1,15.