汽包锅炉的热化学试验

第二节汽包锅炉的热化学试验一、试验目的寻求获得良好蒸汽品质的运行条件因为锅炉的蒸汽汽质受锅炉结构和运行工况等多因素的影响，所以只有通过这样的试验才能确定获得良好蒸汽汽质的运行条件。通过热化学试验，能够查明锅炉炉水水质，锅炉负荷及负荷变化速度，汽包水位及水位升降速度等运行条件对蒸汽品质的影响，从而确定以下运行标准：（1）锅炉水水质标准如最高允许含盐量（或含钠量）、最高允许含硅量等（2）锅炉最大允许负荷和最大负荷变化速度（3）汽包最高允许水位和水位最大允许变化速度此外，通过热化学试验还能鉴定汽包内汽水分离速度装置和蒸汽清洗装置的效果，确定是否需要改装或调整这些装置。二、试验时机热化学试验没有必要经常运行，遇到以下情况才运行：（1）新安装的锅炉投入运行一段时间后，需要掌握蒸汽品质的好坏时；（2）锅炉改装后，如汽水分离装置、蒸汽清洗装置和锅炉的水汽系统等发生变化时；（3）锅炉运行方式有较大变化时，如锅炉要超出力运行、机组改为调峰机组，或者燃料更换、补给水处理方式改变等给水水质发生大幅度变化时。（4）过热器和汽轮机已有积盐现象，需要查明蒸汽品质不良的原因时。三、试验准备工作（1）熟悉设备和系统。为了便于及时弄清蒸汽汽质劣化的原因和处理试验中发生的问题，试验前应先仔细了解、熟悉锅炉的结构特点和有关的热力系统，包括补给水系统、给水系统、过热蒸汽调温系统及锅炉受热面的布置和特点，还应详细的了解汽包内汽水分离装置、蒸汽清洗装置和分段蒸发装置等结构。热化学试验前，应对锅炉及热力系统中有关设备进行检查，对影响试验的缺陷彻底消除，使有关设备处于正常运行状态。比如凝气器严密性良好，除氧器和蒸发器运行正常，气包锅炉的排污畅通无阻。（2）掌握试验前汽、水质量和运行状况，试验前应详细检阅机炉运行中的有关技术档案及水汽监督试验数据，并了解该锅炉运行中曾出现过的异常现象及原因，以摸清试验前的水汽质量（包括补给水、给水、凝结水、锅炉水水质，蒸汽汽质和蒸汽流通部分的积盐情况）。同时，应着重了解清楚运行中出现过的锅炉水中最高浓度时的蒸汽汽质和给水水质，以及最好补水率、高低负荷和高低水位的波动范围。（3）增设和安装必要的采样装置。根据热化学试验的不同要求，在试验前有时需要加装一些取样点。例如，为了全面掌握锅炉的蒸汽汽质，并且便于核对，以确定蒸汽样品的代表性，就需要增加饱和蒸汽的取样点，有时为了研究汽包内部汽水分离装置和清洗蒸汽的装置的效果，就要在汽包内的蒸汽空间的不同高度以及沿汽包长度的不同位置安装取样装置。（4）检查和调整各取样器。对于保证取得的水、汽样品具有代表性，以及热化学试验结果可靠、准确，是一个很重要的环节。因此在热化学试验前，对各取样点应仔细检查。检查内容包括取样器选用是否适当，安装位置是否合理，取样标牌是否挂得正确，取样器是否畅通、有无泄漏等，发现问题应即使解决。预备试验前两天，各取样器应先投入运行，并进行大流量冲洗，以防污物污染样品或堵塞取样器而影响试验。各取样器样品的流量应调整杂设计范围内，使样品温度达到25～30℃（南方夏季不超过40℃）。（5）检查、校正有关的仪表。为了保证试验中的安全和结果可靠，在热化学试验前，应对锅炉的热工仪表（如锅炉蒸汽流量表、过热器出口压力表、汽包水位计等）进行检查和校准，以免由于表计误差造成试验无法进行，甚至酿成事故。为了能及时和准确地反映蒸汽汽质的变化规律，热化学试验中应投入全部的在线化学仪表，并校对使其准确。其中pNa计、pH计和电导率仪必须能够连续测定，最好还能连续记录。其它仪器如硅酸根分析仪等在线检测仪表，有条件时应投入运行，也可取样在试验室内测定，但需要做好试验的准备工作。（6）拟订实验计划及安全措施。根据要求制定热化学试验方案。方案中应详细阐明每项试验时锅炉的工况，试验持续时间，取样的地点、次数和测定项目等。由于试验中要将锅炉控制在一定条件下运行，因此试验前应向有关部门提出申请，以便按试验计划早做安排。（7）做好其它准备工作。试验前要安排好试验场地，在场地上加装照明、水源、电源等设施。场地内应保持清洁和安全。试验前应把人员组织好，成立试验领导小组，统一指挥，工作人员应有明确的分工。试验前应向有关部门申请电荷调整。待准备工作就绪，负荷可以按计划进行调整时，可以开始试验。四、试验方法（一）预备试验在进行正式热化学试验以前，为了检查准备工作并训练参加试验的工作人员，应先进行预备试验。预备试验就是在锅炉正常运行工况下，按正式热化学试验的组织形式和规定的取样时间间隔进行1～2昼夜的测定并记录数据。对于锅炉工况，一般每隔10～15min记录和测定一次，包括记录锅炉蒸发量，过热器出口压力和温度，汽包的压力和水位，锅炉排污量等。同时测定蒸汽的含钠量（10min一次）和含硅量（20～30min一次），锅炉水和给水的含钠量、含硅量、电导率、Ph值、氯离子含量、碱度、磷酸根含量等。（二）试验的一般项目

1、锅炉水含盐量对蒸汽汽质的影响维持锅炉额定压力、额定蒸发量和中间水位（汽包正常水位线+50mm范围内称中间水位），之后进行以下试验：（1）提高锅炉水含盐量，从锅炉水含盐量最低开始逐渐提高，直到蒸汽汽质劣化为止。（2）求取临界含盐量当蒸汽汽质明显恶化时，应停止锅炉水浓缩试验，记录此时的整齐含钠量和锅炉水电导率。（3）求取允许含盐量控制锅炉水含盐量为临界含盐量的80%、70%、60%、50%、40%等不同浓度，做蒸汽汽质试验。2、锅炉水含硅量对蒸汽含硅量的影响此试验常与试验“1”同时进行。如果锅炉水含硅量较低时，可以用加硅酸钠溶液的方法提高锅炉水含硅量。锅炉水含硅量的提高速度，对于有清洗装置的锅炉每小时不超过10mg/L，无清洗装置的锅炉每小时不超过3mg/L。在做以上两项试验时，有时因补给水和给水质量很高，即使浓缩和加药也不易使蒸汽汽质明显恶化，而此时锅炉水含盐量已是日常运行数值的几倍，也可能是一般运行工况不可能达到的浓度，此时可提出此值为允许含盐量，而不必强求致使蒸汽恶化的临界含盐量3、锅炉负荷对蒸汽品质的影响在维持锅炉额定压力、中间水位、锅炉水含盐量为允许值的70%～80%的情况下，从锅炉额定负荷的70%～80%开始，逐渐增加到90%，100%，120%，每种负荷下运行3～4h，以确定蒸汽汽质，试验过程中应尽量维持负荷稳定，其变动幅度不大于负荷间距的+1/4。试验中，负荷增长速率为每半小时增加5～10t/h，超过额定负荷后每隔半小时增加3～5t/h。当在某一负荷下发现蒸汽品质恶化时，应降低负荷再做一次试验。通过此试验可确定能保证蒸汽品质合格的锅炉水最高允许负荷值。4、锅炉负荷变化速度对蒸汽汽质的影响试验工况如“3”，选定几种锅炉负荷的变化速度，通常每分钟变动量在额定负荷的5%～15%范围内，对蒸发量为400t/h以上的锅炉宜在5%～10内选取。以每一种选定的速度升降1-2次，每次升降到指定负荷后稳定1h的周期进行一次试验。试验中每分钟进行一次测定和记录，当发现以某一速度升降负荷会使蒸汽汽质劣化时，应降低变化速度再做一次试验，直到求得一个不会使蒸汽汽质劣化的最大负荷变化速度为止。5、测定锅炉的最高允许水位试验在锅炉额定压力和负荷和条件下进行，此时锅炉水含盐量同“3”。从低水位开始，逐渐均匀地、分阶段地提升水位，提升幅度以每次20mm，提升速度以每20min提升10mm为宜，每次将水位提高到指定位置时稳定运行3-4h。当在某一水位蒸汽汽质严重劣化时，则应降低水位。降低水位的速度与提升的相同。当水位降低至指定位置时，应将锅炉稳定运行3-4h，再测定蒸汽含钠量。如此逐渐降低水位，直至蒸汽品质合格，此时的水位便是该锅炉的最高允许水位。试验时，每15min取样测定一次，没5min记录一次锅炉工况。6、测定锅炉水位的允许变化速度试验工况如“5”。

一般每分钟10-30mm的速度范围内选取几个数值进行试验，由较低速度开始，逐渐提高速度进行水位波动试验。每次试验都以选定的变化速度从最低水位提高到最高允许水位，稳定2h再以相同速度下降至最低水位，再稳定2h。以后再按另一速度进行试验，直到求得不会引起蒸汽汽质劣化的水位允许变化速度为止。10.发电机内冷水系统

在内冷水发电