真空系统CO2含量高的分析及对策.pdf

上 海 电力 2 0 0 8 年第1 期 真空系统 C O 2 含量高的分析及对策 刘 丽 佳 ( 上海电力股份有限公司 吴泾热 电厂 ， 上海2 0 0 2 4 1 ) 摘要 ： 火 电发电机组的真空系统 由真空除碳器 、 真空泵 、 气水 分离器 和中 间水 箱组成 。其 中， 真空 除碳器 的 作用是去除水 中的 C O z 及溶解 氧， 保证下一步水处理顺利进 行 。若真空除碳器对 C O z的去 除效 率降低 ， 会增 加阴床的负担 ， 造成 阴床 周期 制水量降低和碱耗上升 ， 不利 于设备经济运行 。文章 分析 了真 空系统 C O 含量 高的不 良影响 、 产 生的主要原因以及解决的技术措施 。 关键 词 ： 真空除碳器 ； 二氧化碳含量 ； 真空泵 中图分类号 ： T K2 6 4 1 文献标 识码 ： B 吴 泾 热 电 厂 3 0 0 Mw 机 组 化 学 补 给 水 系 统 真 空泵 于 1 9 9 1 年 投产 ， 投产 后真 空 系统运 行一 直 较 为稳定 ， 阴床 进 口 C O 含 量 始 终 在 3 mg L 以 下 。2 0 0 5年 ， 由 于真 空 泵 设 备 老 化 ， 对 系 统 进 行 了改 造 ， 并将 上 海真 空 泵 厂生 产 的 2 S K一 2 5 P型 真 空泵 改为 2 S K一 2 5型 真空 泵 。化 学 补 给 水 系统 流 程 图如 图 1 所示 。 图 l 化 学 补 给 水 系统 流程 1 真 空系统 C O ：含量高的分析 在 2 0 0 5年 6月化学补给水系统改造后 ， 发现 真 空 除 碳 器 出 口 C O 含 量 超 标 。在 对 2 O O 2 2 0 0 5年 间每年 6 1 2月 采 集 的原 始数 据 平 均 值 比较 后发 现 ： ( 1 )阴 床 进 口 C O 含 量 增 大 ， 由 改 造 前 ( 2 0 0 5年 6月 前 ) 的 2 9 mg L上 升 为 改 造 后 ( 2 0 0 5年 6月后) 的 2 1 。 8 mg L， 导致 再生 碱 消 耗 量 增 多 ， 由改造 前 的 1 5 m。上 升 为 改 造 后 的 1 8 m。 ， 而 改 造 前 后 阴 床 进 口 S i O 含 量 始 终 保 持在 4 。 6 mg L； 阴床 进 口酸度 也 保 持在 5 5 mmo L L， 变化不 大。数 据表 明 ， 阴床进 口 C O 含量 ( 即真空除碳器未除去 的 C O。 含量) 高 ， 会加 深阴树脂失效程度 ， 从 而增加恢复 阴树脂 交换能 力所用 的碱 消耗 量 ( 即再 生 碱 消 耗 量 ) ， 影 响 除盐 一 】 4一 设备 运行 的经济 性 。 ( 2 )阴床进 口 C O 含量增 大， 造成 阴树脂需 要交换的阴离子含量升高， 使阴床的运行周期缩 短 ， 继 而 阴床周期制水量 明显降低 ， 由改造前 的 2 2 3 9 t 2 2 5 0 t ， 下降到改造后 的1 9 7 6 t 左右。 ( 3 )阴床 进 口 C O 含 量 增 大 ， 使 排 放 碱 度 明 显降低 ， 由改造前的 0 6 3 O 6 4 mo l L下降到改 造后 的 0 3 2 mo l L。排 放 碱 度 是 指 再 生 时 阴床 排放 废 液 的碱 度 。通 过测 定排 放碱 度可 以了解 阴 树脂失效深度 。在 阴床再 生用碱量不 变 的情况 下 ， 阴床排 放废 液 中 的碱 度越 低 ， 说 明 阴树 脂失 效 越 深 ， 再生 时消 耗碱 量越 多 。 总之 ， 真 空 除 碳 器 除 碳 效 率 低 ， 使 阴 床 进 口 C O 含量升高 ， 影 响后续设 备的正常运行 。由于 真 空 系统 C O 含量 增 大 ， 阴 床需 要 交 换 的 阴离 子 含量增加 ， 使 阴床周期制水量降低 ， 还会使阴树脂 失效深度加深 ， 增加再生用碱量 ， 从而影响阴床运 行 的经济 性 。 2 影响真 空除碳器 出 口 C O ： 含量 的因素 2 1真 空 系统严 密性 降低 真 空 系统 漏 真 空 会 直 接 影 响 除 碳 效 率 。为 此 ， 将真空 系统 抽真空 至 0 1 MP a后停 运真空 泵 ， 每隔 5 mi n记录一次真空降低情况。5 mi n后 测得 真空 系统 压 力 为 0 0 8 MP a ， 3 0 mi n后 测 得 真空 系统 压力 为 0 0 3 2 MP a 。这说 明 了真空 系统 严密性不佳 ， 3 0 mi n内下降了 0 。 0 6 8 MP a ， 降幅 为 6 8 ， 造成 了运 行 中大气被吸入真 空系统 中， 导致除碳效率的下降， 真空除碳器 出口 C O 。含量 匕升 。 维普资讯 2 0 0 8 年第 1 期 上 海 电力 2 2气 水分 离器 排水 不 畅 气水 分 离 器 排 水 不 畅 会 影 响 真 空 泵 正 常 工 作 ， 影 响 除 碳 效 率 。可 以 通 过 将 气 水 分 离 器 水 位升 高来 检 查 阴 床 进 口 C O 含 量 及 真 空 泵 运 行 情 况 ， 从 而 检 测 气 水 分 离 器 排 水 不 畅 对 真 空 除 碳 器 出 口 C O 含 量 的 影 响 。测 量 数 据 如 表 1 所示 。 表 1 气水分 离器水位升高对 阴床进 口 C O ： 含量 的影响 视镜水位 1 6 2 6 3 6 4 6 5 6 满水位 阴床进 口C Oz 1 4 2 1 4 0 1 3 8 1 7 8 1 9 4 1 9 8 含量 mgL 真空泵 电流 A 7 8 7 8 7 8 8 4 9 2 9 5 由表 1数据说 明， 气水分离器水位的升高对 阴床 进 口 C O 含 量有 影 响 ， C O 含 量 随 着水 位 升 高 而 升 高 ( 升 幅 为 2 6 3 1 ) 。主 要 原 因 是 当 气 水 分 离 器 水 位 上 升 到 真 空 抽 气 管 时 ， 真 空 泵 就 会 将 气水 分 离 器 中 的水 抽 入 真 空 泵 ， 继 而 影 响 系统 抽气 。试 验 还 发 现 ， 当水 位 高 于抽 气 管 时 ， 真 空 泵运 行 电 流 明 显 升 高 ， 影 响 真 空 泵 的 正 常 运行 。 2 3真 空泵 工作 水 流量偏 小 通 过调整 真 空 泵 的 运 行方 式 ， 可 以提 高 除 碳 效率 。真空泵 不 同 的工 作 水流 量对 阴床进 口 C O 含量 的影 响 ， 如表 2所 示 。 表 2真 空泵 不 同 的 工 作 水 流 量 对 阴床 进 口 C O 含 量 的 影 响 工作水流量 t h 阴床进 口 C Oz含量 mgL 3 1 8 7 1 8 2 1 8 4 1 8 7 1 8 5 5 1 0 1 9 4 9 6 9 7 9 6 由表 2可 以看 出 ， 当工 作 水 流 量 由 3 t h上 升为 5 t h时 ， 可 以使 阴 床 进 口 C O 含 量 明 显 地 下降 ， 由 1 8 5 mg I 下 降 为 9 6 mg L。由 于 真 空泵改 造前 的工 作水 运行 流量按 规 定应 为 3 t h ， 所 以改造后 的真空泵工作水流量仍按照原规定执 行 。 3 对真 空 除碳器 出 口 C O 含 量 的控 制 要 求与控 制对 策及效果 参考吴泾第二 发 电有 限责任公 司对水质 控 制 的要 求 ， 吴 泾热 电 厂 采 取 了 以 下 这 些 措 施 ， 将 真 空 除碳 器 出 口 C O 含 量 控 制 在 了 3 mg L 以 下 ： 3 1改善真 空 系统严 密 性 ( 1 )真 空表 接 头 改用 密封胶 封 堵 原来 在密 封 处 采 用 生 胶 带 紧 绕 ， 会 产 生 松 紧 及 填 充不 均匀 。现改 用 L OC TI TE 5 7 7管 螺 纹 密 封 剂来 封 堵 ， 此液 状 密封剂 填充 均 匀 ， 能完 全 密封 真 空 表接 头 ， 防止 漏真 空 。 ( 2 )更 新 、 压 实法 兰连接 处 垫料 针对 管 道 中的 法 兰腐 蚀 受 损 较严 重 时 ， 表 面 凹凸 不 平 的 现 象 。选 用 柔 韧 性 较 好 的 S UMI Z E N 膨 胀 四 氟 乙 烯 作 垫 料 ， 将 它 贴 合 在 法 兰 凹 凸不 平 的 表 面 上 ， 可 以 杜 绝 漏 真 空 ， 如 图 2 所示 。 图 2选 用 四 氟 乙 烯 作 垫 料 使 连 接 面平 整 ( 3 )真 空泵 密封 处查 漏和提 漏 真 空泵 机械 轴 封 处 吸 气 ， 会 影 响 水 泵 真 空 度 的提 高 ， 使真 空 除碳器 的真空 度 达不 到规 程要求 ， 为此 改用 2 S K一 2 5型 机 械 密 封 ， 消 除 真 空 泵 漏 真 空缺 陷 。试 验结果 如 表 3所示 。 表 3改造前、 后真空系统压力 的比较 MP a 测 试 时 间 mi n O 5 1 o 1 5 2 0 2 5 3 o 改前真空压力 o 1 o O 8 o o 6 5 o o 5 o o 4 o ， o 3 5 o ， 0 3 2 改后真空压力 o 1 o o 9 5 o o 9 1 o 0 8 7 o 0 8 4 o ( ) 8 2 o O 8 1 由表 3数 据 可看 到 ， 在相 同 时间 内 ， 改 造后 真 空 系 统 压 力 的 下 降 幅 度 很 小 ( 仅 下 降 至 0 0 8 1 MP a ) ， 表 明 真 空 系 统 严 密 性 明 显 上 升 ， 维 持 在 0 0 8 M P a以 上。 经过 改善 真 空 系 统 严 密性 ， 使 真 空 系 统 C O 含 量有 所 下 降 ， 在 系统 运 行 时 测 定 阴 床 进 口 C O 含 量 由改 造前 的 2 1 8 mg L下 降到 1 7 8 2 mg L ， 下 降 幅度 为 1 8 2 6 。 3 2消除气 水 分离 器排 水不 畅 在对气水分离器 内部机械进行 杂质清理、 管 道疏 通 时 ， 发现 原 先 完 好 的 塑料 空 心 多 面球 已破 损 ， 将这些破损的空心球清理干净后 ， 气水分离器 排水 畅通 ， 水 位低 于 1 2视镜 水位 ， 此 时 的阴床 进 口 C O 2 含量 由 1 7 8 2 mg L下降 到 1 5 9 0 mg L ， 下 降幅度 为 8 8 1 。 一 5一 维普资讯 上 海 电力 2 0 0 8 年第 1 期 3 3 调整 真 空泵运 行方 式 通过试验选择合理的真空泵运行方式以降低 真 空 系统 C 0 含 量 。经分 析 ， 可 以通 过 调 整真 空 泵工作水流量来进行真空系统试验 ， 采用改变真 空泵工作水流量来确定最适当的运行方式如表 4 所 示 。 表 4调整 真空泵工作水流量对真 空泵 电流 、 阴床进 口 C 含量及除碳效率的影响 真空泵工作 真空泵 阳床出口C O 2 阴床进口C O 2 除碳效率 水流量 t h 电流 A 含量 ra g L 含量 m g L O 2 5 7 l 8 l J 4 0 2 4 2 O 7 O 2 7 3 7 3 7 9 3 6 l 7 3 O 7 8 2 4 7 6 8 3 6 O l O 7 O 8 7 2 5 8 1 8 1 2 4 2 8 l 9 6 5 4 5 5 8 3 7 9 9 4 2 7 7 9 6 5 l 6 8 6 7 9 9 8 2 7 9 9 6 5 l 6 5 9 3 8 1 3 7 2 8 2 9 6 5 2 7 9 8 8 O 7 9 2 8 l 9 6 5 3 由表 4可看 出 ， 当真空 泵 工作 水 流 量 为 5 6 t h时 ， 阴 床 进 口 C O 小 于 3 mg L， 除碳 效 率 可 达 9 5 。当真空 泵 工作 水 流量 大 于 6 t h时 ， 阴 床进 口 C 0 含量和除碳效率均没有明显变化 ， 而 真空泵 电流却 随着 工作 水 流量 增 大 而增 大 ， 越来 越 接 近 真 空泵 额 定 工 作 电流 1 0 4 A。 因此 ， 控 制 真空泵工作水流量 为 5 6 t h的工作方式最合 适 、 最经 济 。 采 用该 运 行 方 式 后 ， 测得 阴床 进 口 C 0 含 量 由 1 5 9 0 mg L下 降 到 2 8 0 mg L， 下 降 幅 度 为 8 2 5 。 4 经济效果 经过 一 系列 改进 措 施 的实 施 ， 真 空 系 统 C Oz 含量有 了明显 下 降 ， 数据 汇 总如 表 5 所 示 。 表 5阴 床 阴床进口C O 2 含量 阴床周期制水量 再生碱耗量 项且 m g L 一 t g m o L - 2 0 0 5年 2 0 0 6年 2 0 0 5年 2 0 0 6年 2 0 0 5年 2 0 0 6年 7月 2 I 8 2 7 9 1 9 7 2 2 3 3 6 7 5 3 O 6 5 6 0 8月 2 I 9 2 8 l 1 9 7 0 2 3 4 1 7 5 1 O 6 5 6 3 9月 2 1 7 2 8 1 1 9 7 4 2 3 3 9 7 5 3 5 6 5 5 9 l O月 2 l J 6 2 8 3 1 9 8 3 2 3 6 2 7 5 5 O 6 5 8 O 1 1 月 2 1 9 2 8 O 1 9 8 0 2 3 6 5 7 5 4 2 6 5 8 2 l 2 月 2 1 9 2 8 2 l 9 7 7 2 3 6 l 7 5 4 7 6 5 7 9 平均 2 1 8 2 8 l l 9 7 6 2 3 5 l 7 5 3 5 6 5 7 l 处 理 后 阴 床 进 口 C 0 含 量 平 均 值 为 2 8 1 mg L， 小 于原 来 的 阴床 进 口 C O 含量 平 均值 2 1 8 mg L， 减 少 了 1 8 9 9 mg L。 ( 2 )阴床 周期 制 水量 处 理后 阴床 周期 制水 量 平均 值 为 2 3 5 1 t ， 大 于原 来 的 阴床周 期制 水 量平 均值 I 9 7 6 t ， 增加 了 3 75 t 。 ( 3 )阴床再 生碱 耗 处理后 阴床再生碱 耗平 均值 为 6 5 7 1 g mo L， 小 于原来 的阴床碱耗平 均值 7 5 3 5 g mo L， 减少 了 9 6 4 g mo L， 节约 了生 产成 本 。 5 结 语 真 空 除碳器 的除 碳 效 率 降低 ， 会 影 响 后续 设 备的正常运行 ， 使阴床周期制水量降低 、 再生用碱 量增 加 ， 从 而影 响 阴床运行 的经济 性 。因此 ， 必须 重 视导 致真 空 系统 C O 含 量 高 的 问题 ， 采 取 有效 对策解决 ， 使真空 系统 C 0 含量 维持在 3 mg L 以下 ， 这对 电厂减少生产成本 ， 促进设备经济运行 十分 有益 。 收 稿 日期 ： 2 0 0 8 0 2 1 5 作者 简介 ： 刘丽佳 ( 1 9 8 3 一 ) ， 女 ， 学士 ， 助理 工程 师 ， 从 事 电 厂 化 学 监 督 与 运 行 工 作 。 ( 1 )阴床 进 口 C 0 含 量 ( 责任编辑 ： 杜建军) An a l y s i s a n d t r e a t me n t o f hi g h c a r b o n di o x i d e c o n t e n t f o r v a c u u m s y s t e m L 己 ， Li i i a ( W u j i n g P o we r Ge n e r a t i o n C o ， L t d S h a n g h a i E l e c t r i c P o we r C o ， L t d S h a n g h a i 2 0 0 2 4 1 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ：Va c u u m s y s t e m f o r p o we r g e n e r a t i o n u n i t s c o n s i s t o f v a c u u m d e c a r b u r i z a t i o n d e g a s s e r 。v a c u u m p u mp。s t e a m s e p a r a t o r a n d wa t e r t a n k Th e ma i n f u n c t i o n o f v a c u u m d e c a r b u r i z a t i o n d e g a s s e