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【深度】火电厂深度调峰技术解析

2020-07-30 05:06

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近年来,我国产业结构调整进一步深化,电力市场结构也发生了显著的变化,不断加深国家电网的调峰难度;

*  第三产业和居民用电快速增长;

*  跨区域、大容量直流电输电容量增加;

*  风电、太阳能光伏、水电等可再生清洁能源的装机比重快速攀升;

国家持续推出各类调峰政策鼓励火电厂,特别是大型燃煤电厂积极参与电网调峰;而现役火电机组面临日益严重的产能过剩、年发电可利用小时的下降、煤炭价格持续走高、可再生能源的进一步发展和电力市场改革的推进,都使得火电机组面临成为调峰机组新常态。

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电厂调峰的机遇与挑战  

随着夏天临近,各火电机组将不可避免地面临各种“调峰”机遇,发电企业又将面临机组安全性、稳定性的问题,即对机组运行和维护管理提出了更高的要求。

目前,参与调峰的火电机组容量和参数都在不断提高,使得汽水品质变得更加重要,而电厂化学问题引发的设备事故越来越具突发性、快速性和全面性特点,因此,调峰机组必须要对汽水品质给予高度重视,加强汽水品质监督和管理。

水汽品质保障的关键  

溶氧作为电厂水、汽监督的关键参数,对水汽系统和设备的高效安全运行十分关键,特别在调峰机组低负荷运行阶段。
由于机组真空区域扩大,局限于机组热力系统的严密性,则容易发生真空度下降,进而造成氧气进入凝汽器系统导致凝结水溶解氧超标;
同时,由于机组处于低负荷运行阶段时,除氧器的压力和温度不能维持在正常控制值,即会导致除氧水的溶解氧超标,进而导致低压给水至省煤器入口面临氧腐蚀风险。
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(图:火电厂溶氧检测点)

因此,火电调峰机组在调峰变换负荷和低负荷运行阶段,需密切关注凝汽器和除氧器的溶氧变化,即便捷、准度、可靠的溶氧测量对于电厂工作人员了解机组运行状况非常重要。

溶氧测量的解决方案 

为帮助中国火电客户更好地应对机组负荷变化和深度调峰,梅特勒-托利多过程分析向广大电力客户推荐目前最为先进的光学溶氧测量技术。
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(图:梅特勒-托利多便携式和在线光学溶氧传感器)

和传统的电化学(极谱法)溶氧技术相比,光学法溶氧测量具有稳定性好、响应快、维护少、寿命长等优点。近年来,光学溶氧已在制药、食品、啤酒和电力等各种领域经受了实践的检验。

光学溶氧:避免测量干扰因素   

传统的电化学极谱法溶氧测量技术在测量溶氧时,溶氧需从被测介质中通过半透膜(溶氧膜)扩散至传感器内部,和金属(金,铂金,银)阴极接触发生还原反应,进而形成nA级的电流测量信号。
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(图:水中溶解氢气等还原性物质导致极谱法溶氧测量值偏低)

如果被测介质中有氢气、氯气等具有氧化或者还原特性的气体,或含有Fe3+、ClO-等具备氧化还原特性的离子,则将造成极谱法溶氧测量误差,但光学溶氧分析仪,则完全不受氧化性或还原性气体和离子的影响。
光学溶氧气:避免溶氧膜对测量影响 
传统的极谱法电化学溶氧在测量过程中溶氧必须透过溶氧膜和阴极发生化学反应才能完成测量,为避免测量结果负偏差,溶氧膜表面的介质须维持在一定流速的湍流状态,如果流速过低会导致溶氧测量偏低,如果流速过快会导致空气中的溶氧泄漏导致测量结果偏高;同时,溶氧膜受到污染、自然老化、破裂都会造成溶氧测量偏差。
而光学溶氧分析仪在测量过程中,无需渗透通过溶氧膜,因此可避免上述测量干扰;
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(图:极谱法溶氧需氧气穿过溶氧膜和阴极接触进行测量)

光学溶氧:避免电解液对测量的影响 
传统的极谱法电化学溶氧为维持正常的溶氧测量,须定期更换电极中的电解液以确保电解液稳定,如果电解液泄漏、稀释、干涸、结晶都会导致溶氧测量偏低。 光学溶氧分析,由于测量过程不需要电解液,不仅减少服务工作量,同时也避免电解液导致的测量偏差。

光学溶氧:维护&耗材运行成本 

传统的极谱法电化学溶氧分析仪,采用电化学测量原理,仪器的核心部件随着测量过程而发生变化,进而需要定期标定校验、维护,并定期更换膜、电解液、内电极等核心仪器部件。
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(图:极普法溶氧测量需定期更换电解液和溶氧膜)

而光学溶氧测量属物理测量,测量过程中仪器组件除自然老化和外界环境因素外,仪器本身不发生变化,维护量小且测量非常稳定。
便捷、准度、可靠的溶氧测量对于电厂工作人员了解机组运行状况非常重要,而先进的光学溶氧测量技术,助力火电机组迎接 “负荷变化”和 “深度调峰” 带来的机遇与挑战!

梅特勒-托利多过程分析愿与您相伴,同气连枝、共盼春来!

* 文中部分图片来源于网络,若侵删。

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