摘要：某公司四台600MW机组凝结水溶氧普遍出现不同程度地波动并伴随短时大幅上升的情况，由于以往也出现过同类现象，因此选取3号机作为试验对象，通过跟踪其操作过程和工况变化情况，分析凝结水溶氧上升成因。

一、前言

某公司四台600MW机组凝结水溶氧普遍出现不同程度地波动并伴随短时大幅上升的情况，由于以往也出现过同类现象，因此选取3号机作为试验对象，通过跟踪其操作过程和工况变化情况，分析凝结水溶氧上升成因。

二、凝结水系统及溶氧测量简介

凝结水系统包括了凝汽器、凝结水泵、凝结水补水箱、凝结水补水泵、凝结水精处理装置等设备及附属管道，整个凝结水系统的作用是通过冷凝回收得到凝结水并进一步通过离子交换处理后循环供应机组使用。由于凝结水系统中的凝汽器在正常运行时处于负压状态，因此如果系统气密性不佳或补入水质差，都可能会造成凝结水溶氧升高，进而导致凝结水系统所属设备、管道等出现不同程度的溶氧腐蚀，考虑到凝结水系统属于中压运行状态，流量一般在1000－1500t/h左右，因此流动冲刷腐蚀将加剧溶解氧腐蚀的发生几率和破坏程度。由此可见，凝结水溶解氧含量的高低将直接影响机组运行的安全稳定性，只有将氧含量降低至能使腐蚀速度显著降低的程度，才能确保凝结水系统及后续设备的安全运行，并为除氧器热力除氧奠定良好基础。

常见的溶解氧测定仪多采用隔膜电极作换能器，将溶氧浓度（实际上是氧分压）转换成电信号，再经放大、调整（包括盐度、温度补偿），由模数转换显示。测定溶解氧使用的膜电极有两种类型：极谱型（Polarography）和原电池型(Galvanic Cell)。 极谱型在电极上发生如下反应。阴极被还原：O2+2H2O+4e→4OHˉ；同时，阳极被氧化：4Clˉ+4Ag-4e→4AgCl；在正常情况下，上述还原-氧化反应产生的扩散电流 i∞之值与溶氧浓度成正比。可用下式表示：i∞=nFA（Pm/L）Cs 式中：i∞－稳定状态的扩散电流 n－得失电子数；F－法拉第常数（96500C）；A－阴极表面积（cm2）；Pm－薄膜的渗透系数（cm2/s）；L－薄膜的厚度（cm）；Cs－溶解氧浓度（ppm）。当电极结构和薄膜确定之后，式中A、Pm、L、n等均为常数。令 K= nFA（Pm/L），则上式中：i∞=KCs。因此可见，只要测得扩散电流 i∞，即可测得溶解氧浓度。为消除温度、盐度和气压因素影响，各型号产品采用各自技术进行补偿。原电池型当外界氧分子透过薄膜进入电极内相到达阴极的三相界面时，产生下式反应。银阴极被还原：O2+2H2O+4e→4OHˉ 同时，铅阳极被氧化：2Pb+2KOH+4OHˉ-4e→2KHPbO2+2H2O接通外电路之后，便有信号电流通过，其值与溶氧浓度成正比。

三、溶氧超标原因分析

自近三个月以来各机组溶解氧均有不同程度的波动，凝结水溶氧超标主要有以下几个方面：

1、机组真空严密性不好是造成凝水溶氧超标的重要原因。但从近几个月的真空严密性试验来看，这点不是主要原因。这是近几个月的真空严密性试验报告：10月良好、11月良好、12月良好。最近的报告数据上可以看出，机组真空的严密性还是不错的，至少不会造成凝水溶氧超标。

2、凝结水取样分析的影响。凝结水溶氧测量方式为通过取样管路将凝结水从凝结水精处理出口母管引入测量仪表中，然后进行测量分析。在这个过程中无论取样还是分析环节如出现问题都会导致数据产生误差。过去曾经出现过凝结水泵轴封死水倒流进入取样管路和取样流量不足等问题导致凝结水数据超标的问题，但这次凝结水管路通畅、流量充足、无其他水样进入，因此排除此原因影响。

3、凝汽器补水是凝结水溶氧升高的另一个原因。若凝补水量过大，凝结水溶氧也会出现短时超标。但观察近期3号机补水量发现补水量始终比较稳定，未出现较大波动，因此这点基本可以排除。

4、 “过冷度”的影响。处于高度真空状态下的凝汽器，无论采用何种方法，总有一些不凝结的气体存在。由于汽阻与不凝结气体的存在以及凝汽器在结构和运行方面的一些缺陷的影响，使得凝结水温度低于排汽压力所对应的饱和温度。这种现象称为凝结水的过冷现象。这个温度差就叫做凝结水的过冷度。由于凝结水过冷，造成凝结水中的溶氧不能及时析出，直接导致化学取样监测时凝结水溶氧超标。过冷度的形成与季节有很大的关系，冬季循环水温度较低，比较容易形成凝结水过冷，但由于大机组已经经过多年的运行及设计经验，能消除这点隐患还是比较容易的，所以一般情况下不会形成过冷，但机组在长期低负荷运行时，机组负荷一旦发生变化，特别是机组从长期的低负荷向高负荷变化后，就会短时的造成凝结水过冷，（因为机组长期低负荷，凝结水温度相对较低，整个凝汽器温度水平较低，在低负荷升至高负荷时，凝结水温度不会立即升至排气压力下的饱和温度，还处于低负荷时的那个温度，这样就会形成凝结水过冷。但这种现象时间不会很长，一般在30分钟后就会消失。在这30分钟的过冷过程中，化学在线取样就会取得凝水溶氧超标的数据，当凝结水的过冷一旦消失凝结水溶氧就会恢复正常。

以12月22日溶氧超标为例，参考当时3号机凝汽器指标可以发现，当时处于低负荷运行状态，无论循环水进出口温度、凝结水流量还是凝汽器真空度，均有利于形成过冷度，因此当时的凝结水溶氧出现短时上升超标的情况。

为防止凝结水过冷，可从以下几方面进行考虑：

1、凝汽器结构影响：不同的凝汽器结构对过冷度影响不同，特别是冷却水管的布置方式不同；

2、冷却水温度和流量影响：当冷却水温度降低或流量升高时，凝汽器压力降低，真空增加，过冷度也会随之变大；

3、补水影响：机组进行补水时，低温水的补入会造成凝结水水温降低，从而导致过冷度变大；

4、凝结水水位高:凝结水水位高会导致蒸汽无法充分进行热交换，凝结水与冷却水管接触而使温度降低，过冷度变大；

5、冷却水泄漏：当冷却水发生泄漏时，会使凝结水水温降低，从而导致过冷度变大。

四、结论及建议

影响凝结水溶解氧的因素很多，应全面排查原因、提出整改建议，多管齐下，综合处理，方能取得理想的成绩。针对以上分析的原因，提出以下建议仅供参考：

1、加强对除盐水箱、凝补水箱的密封性检查。因化学制水已改为反渗透系统运行，除碳风机被旁路，因此从反渗透淡水箱、除盐水箱直至凝补水箱，均应检查溶氧含量，如溶氧数据大幅升高，可考虑补充浮球数量或采用其他水箱除氧方式。

2、通过流程优化或技术创新，降低机组水汽损耗，从而减少补水量。

3、机组投运后应检查凝结水系统各设备的运行情况，特别是凝结水泵、低加疏水泵盘根等处的密封情况。

4、观察机组凝汽器真空度的变化，及时发现凝汽器的漏点。

5、控制过冷度变化范围：保持凝汽器正常水位运行；注意补水流量适中；注意冷却水温度和流量。

6、当机组低负荷时，由于循泵流量相较凝结水流量偏大，因此凝汽器易形成过冷度。建议循泵加装变频器或在出口管加装联通门，使循环水流量与凝结水流量相匹配，以防止循环水量过大，影响蒸汽冷凝效果，形成较大过冷度。

7、定期进行手工分析与表计数据进行比对，加强对凝结水取样系统及管路的巡检力度，进一步提高凝结水取样分析的准确性和可靠性。

来源：虹电力