CN116024576A - 一种电厂发电机组用全自动智能防腐蚀系统及操作方法 - Google Patents

Abstract

一种电厂发电机组用全自动智能防腐蚀系统及操作方法，涉及防腐蚀技术领域，用于在发电机组锅炉、汽机系统停炉保护时实施快速充氮保护。包括氮气制备储存系统和充氮系统，氮气制备储存系统包括依次设置的制氮机、氮气增压机、氮气储罐和氮气汇流排，所述氮气储罐与氮气汇流排之间的管道上具有减压阀，所述氮气汇流排包括汇流排主管、以及与汇流排主管连通的多路汇流排支管，所述汇流排支管端部具有汇流排接口；充氮系统包括充氮主管、以及与所述充氮主管连通且并联设置的多路充氮支管，充氮主管与汇流排接口连接，所述充氮支管与发电机组锅炉系统和汽机系统的各设备连接。本发明可以智能保护火电厂机组备停状态下锈蚀对系统的影响，缩短充氮时间。

Description

一种电厂发电机组用全自动智能防腐蚀系统及操作方法

技术领域

本发明涉及防腐蚀技术领域，具体地说是一种电厂发电机组用全自动智能防腐蚀系统及操作方法。

背景技术

火力发电厂的机组在停运期间，会有大量空气进入到热力系统中，由于系统中联箱、管路的弯头部位、换热容器等会存在积水情况，空气中的氧溶解到水中后，会引起低合金材料表面（如20G、T22、T23）发生不同程度的氧腐蚀。当锅炉启动时，腐蚀产物会导致锅炉系统和汽机系统含铁量长时间超标，不仅影响汽水品质的合格率，延长启机时间，以及不能及时发电造成的电量损失和电网考核等经济损失；而且腐蚀长期得不到有效控制时，受热面会沉积大量的腐蚀产物，一方面影响换热效率，另一方面会促进垢下腐蚀发生的条件，轻则缩短锅炉酸洗周期，重则造成局部过热爆管或腐蚀泄漏的停机事件发生。因此，进行锅炉系统和汽机系统的停炉保护，具有可观的安全价值和经济效益。

根据《火力发电厂停（备）用热力设备防锈蚀导则》（DL/T 956-2017）中的要求，目前火力发电厂采取的停炉保护方法主要分为两大类，即干法保护和湿法保护。干法保护的目的是保证炉内干燥，让金属处于一个干燥的环境中，使其与空气中氧无法发生电化学反应。目前适用的主要手段有正压吹干保养法、带压放水余热烘干、干燥剂去湿法、充氮法等。湿法保护主要包括给水压力法、氨—联氨法、二甲基酮肟法、加缓蚀剂（ODA、ODM和表面活性胺）等药剂保护。

其中充氮保护技术的腐蚀控制机理是采用氮气充满设备气相空间，避免空气中的氧气或酸性气体进入后引起腐蚀，其优点是保护效果较好、适用性较强、应用比较灵活。一般电厂充氮保护源多采用氮气瓶，存在操作繁琐、工作量大等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电厂发电机组用全自动智能防腐蚀系统及操作方法，用于在发电机组锅炉系统和汽机系统停炉保护时实施快速充氮保护。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种电厂发电机组用全自动智能防腐蚀系统，包括氮气制备储存系统和充氮系统，所述氮气制备储存系统包括自前向后依次设置且两两之间通过管道连接的制氮机、氮气增压机、氮气储罐和氮气汇流排，所述氮气储罐与氮气汇流排之间的管道上具有减压阀，所述氮气汇流排包括汇流排主管、以及与汇流排主管连通的多路汇流排支管，所述汇流排支管端部具有汇流排接口，所述制氮机与氮气增压机之间的管道、氮气增压机与氮气储罐之间的管道、氮气储罐以及汇流排支管上均具有压力变送器；

所述充氮系统包括充氮主管、以及与所述充氮主管连通且并联设置的多路充氮支管，所述充氮主管与汇流排接口连接，所述充氮支管与发电机组锅炉系统和汽机系统的各设备连接，所述氮气储罐、汇流排主管、充氮主管上均具有排空口。

进一步地，所述氮气储罐底部设有排污口。

进一步地，所述汇流排支管包括并联设置的两根管道，其中一根管道上具有截止阀和电动阀，另外一根管道上具有截止阀。

进一步地，所述充氮支管上具有压力变送器和氮气纯度仪。

进一步地，所述氮气储罐上具有安全阀。

进一步地，所述充氮主管上具有安全阀。

进一步地，所述充氮支管上具有止回阀。

本发明还提供一种电厂发电机组用全自动智能防腐蚀系统的操作方法，包括以下步骤：

（1）启动氮气制备储存系统，实时检测氮气储罐内气体压力；氮气储罐内气体压力小于氮气增压机出口压力时，报告故障，表明氮气储罐与氮气增压机之间手动阀门未开启，应开启手动阀门；当氮气储罐内气体压力大于等于设定值（如1.5Mpa）时，氮气制备储存系统待机；

（2）氮气储罐内气体压力小于设定值（如1.5Mpa）且氮气增压机无故障时，开启制氮机；

（3）实时检测制氮机出口压力和氮气浓度，当制氮机出口氮气纯度小于99%时，制氮机出口的氮气排放至大气；制氮机出口氮气纯度大于等于99%，且氮气增压机入口气体压力大于设定值（如0.2Mpa）时，开启氮气增压机，制氮机制造的氮气经过管道进入氮气增压机内，氮气增压机对氮气进行增压处理后输送至氮气储罐；制氮机出口气体压力小于设定值（如0.2Mpa）或制氮机出口氮气浓度小于99%时，氮气增压机待机；

（4）当氮气增压机出口气体压力大于设定值（如3.2Mpa）时，氮气增压机和制氮机进入待机状态；此后，若氮气储罐内气体压力小于设定值（如1.5Mpa），再次开启制氮机，实现自锁循环制氮。

本发明的有益效果是：

（1）通过对氮气进行增压然后储存在氮气储罐内，可以缩短对锅炉系统和汽机系统设备进行充氮的时间，进而缩短停炉时间；

（2）通过在充氮支管排气端设置氮气纯度仪和压力变送器，进而对保护设备内的氮气纯度进行检测，自动控制被保护设备内的氮气浓度和氮气压力，当压力低于设定值，系统打开充氮支管的电动阀进行充气，直至被保护设备内的压力达到设定值；当氮气纯度低于设定值时，系统会自动打开充氮支管电动阀和排气端电动阀，排除不合格气体的同时充入新的氮气，直至被保护设备内的氮气纯度达到设定值；

（3）防腐蚀系统的操作方法，通过闭环控制在氮气缺少时进行制氮，并增压后确保氮气储罐内具有足够的氮气，以便在停炉时可以及时将氮气充入各设备内，进而加速保护时效性。

附图说明

图1为氮气制备储存系统的结构图；

图2为汽机侧充氮系统的结构图；

图3为本发明防腐蚀方法的流程图。

具体实施方式

如图1至图2所示，本发明的防腐蚀系统包括氮气制备储存系统和充氮系统，下面结合附图对本发明进行详细描述。

一种电厂发电机组用全自动智能防腐蚀系统，包括氮气制备储存系统和充氮系统，氮气制备储存系统包括自前向后依次设置且两两之间通过管道连接的制氮机、氮气增压机、氮气储罐和氮气汇流排，氮气储罐与氮气汇流排之间的管道上具有减压阀，氮气汇流排包括汇流排主管、以及与汇流排主管连通的多路汇流排支管，多路汇流排支管并联设置，汇流排支管端部具有汇流排接口，制氮机与氮气增压机之间的管道、氮气增压机与氮气储罐之间的管道、氮气储罐以及汇流排支管上均具有压力变送器；充氮系统包括充氮主管、以及与充氮主管连通且并联设置的多路充氮支管，充氮主管与汇流排接口连接，充氮支管与发电机组锅炉系统和汽机系统的各设备连接，氮气储罐、汇流排主管、充氮主管上均具有排空口。当氮气纯度小于99% 时，氮气储罐内的氮气可以直接排空，汇流排主管内的氮气、充氮主管内的氮气以及充氮支管内的氮气也均可以排空。氮气纯度小于99%时，氮气为废气，无法进入锅炉系统和汽机系统的各设备内，进而起到防腐蚀的保护作用。发电机组锅炉系统和汽机系统的各设备为保护设备。

为实现对氮气储罐的排污，氮气储罐底部设有排污口，排污口上设置阀门，打开阀门后，将氮气储罐内的水排出。

如图1所示，汇流排支管包括并联设置的两根管道，两根管道的一端均与汇流排主管连接，两根管道的另一端交汇在一起后与汇流排接口连通。其中一根管道上具有电控阀，另外一根管道上具有截止阀。当电控阀出现故障时，可以将电控阀所在管道关闭，打开截止阀，使得氮气经汇流排支管上设置有截止阀的管道流向汇流排接口。电控阀无故障时，关闭截止阀，使得氮气经设置有电控阀的一路管道流向汇流排接口。汇流排支管两路管道的设置，便于在一路管道出现故障时通过开启另一路管道实现不停机工作，在实现不停机工作的同时，便于对故障的检修。

如图2所示，充氮支管上具有压力变送器和氮气纯度仪或氮气检测取样口，压力变送器的设置，用于检测充氮支管上的氮气压力，氮气纯度仪用于检测充氮支管内的氮气纯度，氮气检测取样口的设置则便于对氮气支管内氮气进行取样，进而便于检测。

如图1所示，氮气储罐上具有安全阀，安全阀的设置，在氮气储罐内氮气压力超过设定值时开启，避免氮气储罐内压力过大损坏。

如图2所示，充氮主管上也具有安全阀，充氮主管上安全阀的设置，在充氮主管内氮气压力过大时开启，对充氮主管进行卸压。充氮支管上具有止回阀，避免氮气的回流。

本发明一种电厂发电机组用全自动智能防腐蚀系统的操作方法，包括以下步骤：

（1）启动氮气制备储存系统，实时检测氮气储罐内气体压力；氮气储罐内气体压力小于氮气增压机出口压力时，报告故障，表明氮气储罐与氮气增压机之间手动阀门未开启，应开启手动阀门；当氮气储罐内气体压力大于等于设定值（如1.5Mpa）时，表明氮气储罐内具有足量的氮气，氮气制备储存系统待机；

（2）氮气储罐内气体压力小于设定值（如1.5Mpa）且氮气增压机无故障时，表明氮气储罐内氮气量不足，此时开启制氮机；

（3）实时检测制氮机出口压力和氮气浓度，当制氮机出口氮气纯度小于99%时，表明氮气中含有杂质气体，制氮机出口的氮气应排放至大气；制氮机出口氮气纯度大于等于99%，且氮气增压机入口气体压力大于设定值（如0.2Mpa）时，表明制氮机制备的氮气合格，此时开启氮气增压机，制氮机制造的氮气经过管道进入氮气增压机内，氮气增压机对氮气进行增压处理后输送至氮气储罐内储存；制氮机出口气体压力小于设定值（如0.2Mpa）或制氮机出口氮气浓度小于99%时，表明制氮机未制造出合格的氮气，此时氮气增压机待机；

（4）当氮气增压机出口气体压力大于设定值（如3.2Mpa）时，表明氮气储罐内储存有足量的氮气，氮气增压机和制氮机进入待机状态；此后随着氮气储罐内氮气向氮气汇流排的输送，若氮气储罐内气体压力小于设定值（如1.5Mpa）时，表明氮气储罐内氮气余量不足，此时再次开启制氮机，然后通过氮气增压机进行增压处理后输入氮气储罐内进行储存，当需要充氮时，开启氮气汇流排上的阀门以及充氮系统即可，实现自锁循环制氮。

本发明的有益效果是：通过对氮气进行增压然后储存在氮气储罐内，可以缩短对锅炉系统和汽机系统设备进行充氮的时间，进而缩短停炉时间；通过在充氮支管上设置氮气纯度仪，进而对流出充氮接口的氮气纯度进行检测，充氮前通过对氮气纯度进行检测，可以及时了解氮气纯度，确保进入各设备的氮气纯度足够，避免杂质气体（如氧气）混入设备内；防腐蚀系统的操作方法，通过闭环控制在氮气缺少时进行制氮，并增压后确保氮气储罐内具有足够的氮气，以便在停炉时可以及时将氮气充入各设备内，进而缩短停炉时间。

Claims (8)

1.一种电厂发电机组用全自动智能防腐蚀系统，其特征在于，包括氮气制备储存系统和充氮系统，所述氮气制备储存系统包括自前向后依次设置且两两之间通过管道连接的制氮机、氮气增压机、氮气储罐和氮气汇流排，所述氮气储罐与氮气汇流排之间的管道上具有减压阀，所述氮气汇流排包括汇流排主管、以及与汇流排主管连通的多路汇流排支管，所述汇流排支管端部具有汇流排接口，所述制氮机与氮气增压机之间的管道、氮气增压机与氮气储罐之间的管道、氮气储罐以及汇流排支管上均具有压力变送器；

所述充氮系统包括充氮主管、以及与所述充氮主管连通且并联设置的多路充氮支管，所述充氮主管与汇流排接口连接，所述充氮支管与发电机组锅炉系统和汽机系统的各设备连接，所述氮气储罐、汇流排主管、充氮主管上均具有排空口。

2.根据权利要求1所述的电厂发电机组用全自动智能防腐蚀系统，其特征在于，所述氮气储罐底部设有排污口。

3.根据权利要求1所述的电厂发电机组用全自动智能防腐蚀系统，其特征在于，所述汇流排支管包括并联设置的两根管道，其中一根管道上具有截止阀和电动阀，另外一根管道上具有截止阀。

4.根据权利要求1所述的电厂发电机组用全自动智能防腐蚀系统，其特征在于，所述充氮支管上具有压力变送器和氮气纯度仪。

5.根据权利要求1所述的电厂发电机组用全自动智能防腐蚀系统，其特征在于，所述氮气储罐上具有安全阀。

6.根据权利要求1所述的电厂发电机组用全自动智能防腐蚀系统，其特征在于，所述充氮主管上具有安全阀。

7.根据权利要求1所述的电厂发电机组用全自动智能防腐蚀系统，其特征在于，所述充氮支管上具有止回阀。

8.根据权利要求1至7任一项所述的电厂发电机组用全自动智能防腐蚀系统的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）启动氮气制备储存系统，实时检测氮气储罐内气体压力；氮气储罐内气体压力小于氮气增压机出口压力时，报告故障，表明氮气储罐与氮气增压机之间手动阀门未开启，应开启手动阀门；当氮气储罐内气体压力大于等于设定值（如1.5Mpa）时，氮气制备储存系统待机；

（2）氮气储罐内气体压力小于设定值（如1.5Mpa）且氮气增压机无故障时，开启制氮机；

（3）实时检测制氮机出口压力和氮气浓度，当制氮机出口氮气纯度小于99%时，制氮机出口的氮气排放至大气；制氮机出口氮气纯度大于等于99%，且氮气增压机入口气体压力大于设定值（如0.2Mpa）时，开启氮气增压机，制氮机制造的氮气经过管道进入氮气增压机内，氮气增压机对氮气进行增压处理后输送至氮气储罐；制氮机出口气体压力小于设定值（如0.2Mpa）或制氮机出口氮气浓度小于99%时，氮气增压机待机；

（4）当氮气增压机出口气体压力大于设定值（如3.2Mpa）时，氮气增压机和制氮机进入待机状态；此后，若氮气储罐内气体压力小于设定值（如1.5Mpa），再次开启制氮机，实现自锁循环制氮。

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