一种检测火力发电厂尿素溶液进入水汽系统的方法技术方案

本发明专利技术公开了一种检测火力发电厂尿素溶液进入水汽系统的方法，属于金属材料保护技术领域。本发明专利技术在火力发电厂锅炉给水取样管上安装pH值检测仪器和总碳检测仪器，当尿素溶液进入水汽系统，在高温高压条件下发生水解后，本发明专利技术的pH检测仪器和总碳检测仪器能够快速检测到尿素水解引起的pH值和总碳的变化，为准确诊断火力发电机组尿素溶液是否进入水汽系统提供了依据。本发明专利技术能够实现水汽变化的实时监控，有利于快速查明水汽品质恶化的原因，为火电机组的正常运行提供了保证。

Method for detecting urea solution entering steam system in thermal power plant

The invention discloses a method for detecting the urea solution entering into a water vapor system in a thermal power plant, belonging to the technical field of metal material protection. The present invention in the thermal power plant boiler water sampling tube is installed pH value detection instrument and total carbon detection equipment, when the urea solution into the water system, hydrolysis occurs in high temperature and high pressure conditions, the invention of the pH instrument and the total carbon detection instrument can rapidly detect the changes caused by the pH value of urea water solution and total carbon that provides the basis for whether the accurate diagnosis of thermal power generating units of urea solution into the water system. The invention can realize real-time monitoring of water vapor change, and is favorable for quickly identifying the cause of deterioration of water vapor quality and providing guarantee for the normal operation of the thermal power unit.

【技术实现步骤摘要】
一种检测火力发电厂尿素溶液进入水汽系统的方法
本专利技术涉及一种检测火力发电厂尿素溶液进入水汽系统的方法，属于金属材料保护

技术介绍
目前，环保部修订了《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)，对燃煤机组NOx排放浓度作出了进一步的限制，因此现有的火电机组均需采用烟气脱硝技术，增设烟气脱硝系统。选择性催化还原法脱硝技术(以下简称SCR)是一种常见的脱硝方法，具有脱硝效率高、技术成熟、运行稳定，适应性强等优点，在国内得到广泛应用。SCR工艺的基本原理为：在催化剂作用下，向适当温度的烟气中喷入氨，氨与烟气中NOx发生化学反应，将NOx还原成N2和H2O，达到脱硝的目的。制备氨的脱硝还原剂有尿素、纯氨和氨水3种，其中，氨水的建造及运行成本较高，且存在一定的安全隐患，已很少被用作脱硝还原剂。氨气与空气混合物的爆炸极限为16～25％，氨和空气混合物达到上述浓度范围遇明火会燃烧和爆炸，而存储液氨时因需要较高的压力，可能会产生泄漏。因此液氨的存储必须满足《建筑设计防火规范》等相关规范的要求，并需要很严格的管理，根据有关规定，液氨若储存超过10t，即构成重大危险源。基于上述原因，在《火力发电厂氮氧化物防治技术政策》和《火力发电厂设计规范》中都明确规定，位于大中城市及其近郊区的电厂(人口稠密区的脱硝设施)宜选用尿素作为还原剂，采用一定量的尿素颗粒和除盐水混合制成尿素溶液，进行脱硝。具体实施时，火力发电厂除盐水泵出口母管分开两路，一路去脱硝系统补除盐水，用于溶解尿素颗粒，制成尿素溶液；另一路去主机凝汽器补除盐水，用于机组热力系统补水。但是当凝汽器补水时，脱硝系统有时会出现故障，导致尿素溶液通过除盐水补水管返回到除盐水泵出口母管，然后进入凝汽器，通过凝结水泵进入除氧器，再通过给水泵，进入锅炉省煤器和水冷壁，导致水汽系统热力管道腐蚀、爆管，造成机组紧急停机。目前火力发电厂对于尿素溶液进入热力系统没有检测手段和方法。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种检测火力发电厂尿素溶液进入水汽系统的方法，该方法能够准确诊断火力发电机组尿素溶液是否进入水汽系统，为快速查明水汽品质恶化的原因提供了依据。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种检测火力发电厂尿素溶液进入水汽系统的方法，在火力发电厂锅炉给水取样管上安装pH值检测仪器和总碳检测仪器，根据pH值和总碳的检测结果，判断尿素溶液是否进入水汽系统。所述的给水取样管设置在锅炉省煤器入口处。所述的pH值检测仪器为在线pH值表。所述的总碳检测仪器为在线总碳(TC)分析仪。当检测结果为：pH值升高，大于9.9，且总碳(TC)也升高，大于2mg/L时，判断尿素溶液进入水汽系统。当检测结果为：pH值升高，大于正常值9.6，但总碳(TC)在合格范围内，小于0.6mg/L时，判断给水加氨量过多。本专利技术的原理(尿素溶液进入水汽系统的判断依据)：通常条件下(NH2)2CO(尿素)溶液十分稳定，不具有腐蚀性。尿素的熔点为132.5℃，其分解温度为152℃。在高温环境下的低浓度尿素溶液(低于10％)发生水解反应，生成中间产物NH2COONH4(氨基甲酸铵)，进一步分解生成NH3(氨)及HNCO(异氰酸)，反应途径如下：(NH2)2CO+H2O→NH2COONH4NH2COONH4→NH3+HNCO而后随着温度进一步升高，异氰酸经过水解反应向氨进一步转化。HNCO+H2O→NH3+CO2以300MW亚临界发电机组为例，在高负荷参数下，高压加热器水侧温度可达到150℃，给水温度约220℃，汽包温度约320℃，过热蒸汽温度约570℃。在高温高压下，尿素溶液水解后的产物氨基甲酸根(COONH2-)，能阻止钝化型金属表面氧化膜的生成，使金属产生活化腐蚀；异氰酸在水溶液中显示极强酸性，有挥发性和极强的腐蚀性。其中，产生的NH3(氨)导致水汽系统pH值升高，尿素及其分解产物导致水汽系统总碳(TC)增大。本专利技术在火力发电厂锅炉给水取样管上安装pH值检测仪器和总碳检测仪器，当尿素溶液进入水汽系统，在高温高压条件下发生水解后，本专利技术的pH检测仪器和总碳检测仪器能够快速检测到尿素水解引起的pH值和总碳的变化，为准确诊断火力发电机组尿素溶液是否进入水汽系统提供了依据。本专利技术能够实现水汽变化的实时监控，有利于快速查明水汽品质恶化的原因，为火电机组的正常运行提供了保证。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术的具体实施方式作进一步详细说明。实施例1以河南某火力发电厂300MW亚临界发电机组为例，在锅炉给水取样管上安装在线pH值表和在线总碳(TC)分析仪，实时监测锅炉水汽系统运行情况，记录数据。正常运行时，在线pH值表的pH值监测数据为9.0～9.5，在线总碳(TC)分析仪的总碳值监测数据为0.28～0.60mg/L；在监测过程中，出现锅炉给水在线pH值不断上升至10.2，同时锅炉给水在线总碳值不断上升至2.61mg/L的情况。根据判断标准：当pH值升高，大于9.9，且总碳(TC)也升高，大于2mg/L时，判断尿素溶液进入水汽系统。立即停止锅炉给水，开展分析、排查，查明尿素溶液进入水汽系统，与判断结果一致。实施例2以河南某火力发电厂330MW亚临界发电机组为例，在锅炉给水取样管上安装在线pH值表和在线总碳(TC)分析仪，实时监测锅炉水汽系统运行情况，记录数据。正常运行时，在线pH值表的pH值监测数据为9.0～9.6，在线总碳(TC)分析仪的总碳值监测数据为0.25～0.55mg/L；在监测过程中，出现锅炉给水在线pH值不断上升至10.6，同时锅炉给水在线总碳值不断上升至2.93mg/L的情况。根据判断标准：当pH值升高，大于9.9，且总碳(TC)也升高，大于2mg/L时，判断尿素溶液进入水汽系统。立即停止锅炉给水，开展分析、排查，查明尿素溶液进入水汽系统，与判断结果一致。实施例3以河南某火力发电厂660MW超临界发电机组为例，在锅炉给水取样管上安装在线pH值表和在线总碳(TC)分析仪，实时监测锅炉水汽系统运行情况，记录数据。正常运行时，在线pH值表的pH值监测数据为9.2～9.6，在线总碳(TC)分析仪的总碳值监测数据为0.15～0.45mg/L；在监测过程中，出现锅炉给水在线pH值不断上升至9.8，但锅炉给水在线总碳值0.23mg/L左右，在合格范围内的情况。根据判断标准：当pH值升高，大于正常值9.6，但总碳(TC)在合格范围内，小于0.6mg/L时，判断给水加氨量过多。立即停止锅炉给水加氨，开展分析、排查，查明给水加氨量过多，与判断结果一致。以上所述仅为本专利技术最佳的实施例，对于本领域的技术人员来说，本专利技术可以有各种更改和变化。凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测火力发电厂尿素溶液进入水汽系统的方法，其特征在于，在火力发电厂锅炉给水取样管上安装pH值检测仪器和总碳检测仪器，根据pH值和总碳的检测结果，判断尿素溶液是否进入水汽系统。

【技术特征摘要】
1.一种检测火力发电厂尿素溶液进入水汽系统的方法，其特征在于，在火力发电厂锅炉给水取样管上安装pH值检测仪器和总碳检测仪器，根据pH值和总碳的检测结果，判断尿素溶液是否进入水汽系统。2.根据权利要求1所述的检测火力发电厂尿素溶液进入水汽系统的方法，其特征在于，所述的给水取样管设置在锅炉省煤器入口处。3.根据权利要求1所述的检测火力发电厂尿素溶液进入水汽系统的方法，其特征在于，所述的pH值检测仪器为在线pH值表。4.根据权利要求1所述的检测火力发电厂尿素溶液进入...

【专利技术属性】
技术研发人员：张春雷，周晓湘，徐华伟，孙勇，汪永威，王浩，
申请(专利权)人：中国大唐集团科学技术研究院有限公司华中分公司，
类型：发明
国别省市：河南,41