发电厂凝结水精处理技术的现状与进展

发表时间:2020/10/10   来源:《中国电业》2020年6月第16期   作者:何平
[导读] 水蒸气在不同参数下在锅炉和汽轮机之间循环。由于设备腐蚀、冷凝器泄漏等原因,致使水汽携带有金属氧化物等杂质和一些可溶性盐,这些杂质和盐在水汽循环过程中将会在锅炉受热面、汽轮机的蒸汽通流部分发生沉积,影响机组的正常出力,甚至危及安全生产。

        何平
        通辽发电总厂有限责任公司  内蒙古通辽市028000
        摘要:水蒸气在不同参数下在锅炉和汽轮机之间循环。由于设备腐蚀、冷凝器泄漏等原因,致使水汽携带有金属氧化物等杂质和一些可溶性盐,这些杂质和盐在水汽循环过程中将会在锅炉受热面、汽轮机的蒸汽通流部分发生沉积,影响机组的正常出力,甚至危及安全生产。
        关键词:凝结水精处理;高速混床;树脂再生;化学监督;凝结水品质;
        大容量、高参数机组中配备凝结水精处理系统是提高给水品质,有效减缓热力系统结垢与腐蚀,实现安全运行所必需的。主要从凝结水精处理系统的配置与组成、混床优化运行、失效树脂的再生、凝结水精处理的化学监督等方面,综述了凝结水精处理技术的发展现状与进展,阐述了保证和提高凝结水精处理出水品质的方法和措施。
        一、凝结水精处理再生系统
        在凝结水精处理系统中,高速混床的失效树脂一般采用体外再生设计,这样可简化混床内部结构,有助于混床高速运行,体外再生对失效的阴阳树脂有更好的分离效果,保证失效树脂有更高的再生度。失效树脂从混床到分离塔的输送是通过上部进水、下部进气,气水混合输送来完成的,保证混床中的树脂完全输出到分离塔中。失效树脂的分离主要是利用阴、阳树脂的湿真密度不同来实现,目前应用较多的分离方法是高塔分离法和锥体分离法。高塔分离法又称完全分离法,主要是由分离塔、阴树脂再生塔、阳树脂再生兼贮存塔组成。对失效树脂进行反洗,使阴阳树脂分层,通过上部阴树脂排出口将阴树脂排到阴再生塔中,剩余的树脂进行二次反洗分层,将下部的阳树脂通过阳树脂排出口排到阳再生塔中,中间的混合树脂留在分离塔中,参与下次失效树脂的分离。高塔分离法具有独特的筒体结构,其上部为膨大的倒圆锥部分,能为树脂提供足够的反洗膨胀空间,利于树脂的彻底分离,使失效树脂有非常高的分离度。但是高塔分离法混脂层树脂较多,且设备较高,对厂房空间要求高。锥体分离法主要是由分离塔兼阴再生塔、阳树脂兼贮存塔、混脂塔组成。对失效树脂进行反洗分层,将下层阳树脂通过阳树脂输出口输出到阳树脂再生塔中,对分离塔中的树脂进行二次反洗分层,将混合树脂输送到混脂塔中,阴树脂留在分离塔中进行再生。锥体分离法的分离塔下部为锥形,树脂交界面能沿着分离塔稳定下降,并随锥体面积的缩小而不断地缩小,交界面处的混合树脂的体积也不断减小,可以有效地减少树脂的交叉污染。锥体分离法混脂层树脂较少,设备占地面积较小,但与高塔法相比,具有较低的分离度。
        二、凝结水精处理系统的化学监督与优化运行
        1.精处理系统的运行监督。随着精处理系统的运行,混床树脂会逐渐失效,杂质离子漏出,Na+,cl一的含量增加,导致出水电导率增大,出水水质下降。监督混床出水的电导率(氢导),Na+,cl一的含量,是评价混床运行品质和判断混床树脂失效、决定再生的重要依据。在机组的实际运行中,并没有明确的方法对混床终点进行控制,由于不同的凝结水精处理系统和不同的树脂再生度,不同机组的运行监督指标不尽相同。对于非氨化运行的混床,出水氢电导对于痕量杂质离子的变化反映不明显,当氢电导达到0.15uS/cm时,Na+,Cl一的含量已经超过规定值;当出水Cl一的含量达到1ug/L时,氢电导值检测效果不明显。而随着痕量杂质离子的变化,电导率变化较为明显,因此对于非氨化运行的混床不宜采用氢电导作为监控指标,可以用出水电导率作为混床运行监控指标。混床出水电导率与树脂的再生度有一定的对应关系,对于不同机组的精处理混床,应通过监测出水Na+,Cl一的含量不超过规定值的情况下,所对应的电导率值,来确定具体的电导率控制指标。

为了防止凝汽器泄漏等异常情况的发生,须对精处理出口母管氢电导进行监控,确保精处理出口母管氢电导小于0.1 uS/cm。
        2.精处理系统再生过程的运行优化。根据实际情况确定不同机组的混床运行终点指标,作为混床树脂的失效点,对失效树脂再生。失效树脂的再生过程中,高速混床中失效的阴阳树脂的分离以及再生好的阴阳树脂的混合是关键。如果分离不完全,会造成阴树脂中混有阳树脂,阳树脂中混有阴树脂,使用再生液对阴阳树脂再生时,阳树脂中的阴树脂会成为RCl型,阴树脂中的阳树脂会成为RNa型,这些树脂进入混床运行时,会使得出水中的Cl一和Na+含量增加,导致出水水质下降,使混床的运行周期变短。如果阴阳树脂混合不均匀,会造成上部阴树脂较多,阳树脂较少,下部阳树脂较多,阴树脂较少,当碱性的凝结水进入混床后,混床上部的阳树脂很快被中和掉,导致阴树脂不能有效地发挥其交换容量,直接导致出水水质变差。保证树脂的良好的分离度、再生度、混合度必须从树脂的选择、树脂的分离、树脂的输送、树脂的再生等方面把控。树脂的选择。选用机械强度大、密度差较大的阴阳树脂。树脂的分离是依靠在水利分层下,利用阴阳树脂密度差来进行分离的,密度差越大,阴阳树脂的分离效果就会越好。阴阳树脂的分离是通过反洗进水阀和反洗流量调节阀控制反洗水流量和流速,进而控制阴阳树脂的沉降速度,从而将阴阳树脂分离。树脂的分离中关键在于反洗水流量和流速的控制,要根据不同的树脂确定具体的反洗流量和流速,使得阴阳树脂完全分离,避免产生交叉污染,影响出水水质。树脂的输送。阴阳树脂的输送是通过水力作用来完成的。在树脂的输送过程中,关键在于控制上部进水和下部进水的流量。上部进水流量过大,会造成树脂面中间下降快,两侧下降慢的现象;下部进水流量过大,会造成树脂面中间下降慢,两侧下降快。这两种现象都会破坏树脂面的平稳下降,造成阴阳树脂混脂,因此要严格控制上进水与下进水的流量,避免出现树脂的交叉污染。在树脂的输送中,由于塔内结构的设置、树脂管道的设置不当,会造成树脂隐藏在输脂管的死角处,不能完全输出。在塔内结构和管道的设置方面,应充分考虑到树脂的输送不完全现象,在设计的时候,应避免使用过多的弯头,管道的位置等等。树脂输送终点的控制。目前普遍应用的为光电液位计和导电度计等控制树脂输送终点。光电液位计是基于阴阳树脂的颜色不同而实现的,在树脂输出管道上装有光电液位计,当输送树脂到树脂界面时,由于树脂的颜色发生变化,而确定树脂界面。当输送树脂的过程中由阳树脂变为阴树脂时,其电导将变小,从而确定树脂界面。确定树脂界面时特别注意确保树脂层平稳下降,否则树脂乱层会造成树脂界面不明确,影响输送终点的控制。树脂的再生。为了确保树脂离子交换能力能达到预期的效果,除了再生剂的纯度要求以外,再生液的浓度和温度要合适,通过调节酸碱剂量泵的行程、稀释液的流量等来控制再生液的浓度为4.0%~4.5%之间;调整热水箱阀门开度,使碱再生液的温度为35~40℃之间。再生剂的纯度。若再生剂纯度达不到标准,工业HCl中有Na+,工业NaOH中有Cl一,会造成再生后阳树脂中含有RNa型树脂,阴树脂中含有RCl型树脂,使得混床出水水质变差,运行周期变短。树脂的混合。在每次输送完树脂之后,要进行混床内树脂的混合操作,为了进一步提高效率,可以省去转移树脂前的混脂操作,直接在混床内进行混合,这样既可避免出现树脂的“二次分层”现象心“,又可使树脂充分混合,有利于提高出水水质和周期制水量。树脂的清洗。树脂再生后和混合后都需要对树脂进行清洗,除去残余的再生液和破碎树脂等。
        总之,目前应用最为广泛的凝结水精处理工艺为“前置过滤器+高速混床”,阴阳分床和氨化运行混床在运行过程中都存在一定的不足,应用受到限制。保证凝结水精处理系统的出水水质和周期制水量,对精处理系统的监督和优化运行至关重要。
        参考文献:
        [1]刘芳,电厂凝结水精处理技术的现状与进展.2018.
        [2]张宏宇,关于发电厂凝结水精处理技术的现状与进展.2018.
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