电厂化学岗前培训凝结水精处理

1、学习内容 绪论第一章 电厂用水概述第二章 水的预处理第三章 水的预脱盐超滤、反渗透第四章 锅炉补给水深度除盐第五章 凝结水精处理第六章 超临界机组热力设备腐蚀概述第七章 热力设备的氧腐蚀和酸性腐蚀第八章 超临界机组的水化学工况第九章 冷却水系统的腐蚀与防护第十章 热力设备的化学清洗第五章 凝结水精处理 火电厂锅炉的给水由汽轮机凝结水、锅炉补给水和疏水组成。凝结水量占锅炉给水总量的90以上。因此，对于高质量的给水，除了锅炉补给水需进行深度净化处理外，对含杂质很低的凝结水也必须进行深度处理，又称凝结水精处理。一台600MW机组的凝结水量一般在1500t/h左右。第一节 概 述一、高参数机组凝结水处

2、理的必要性 1超临界直流炉机组对水质要求更严格 (1)超临界机组的锅炉为直流炉：给水假设带入盐类或其他杂质，要么会在锅炉炉管内形成沉积物，要么会随蒸汽带入汽轮机沉积在蒸汽通道部位，还有少局部会返回到凝结水中。 (2)直流炉机组多为高参数大容量机组：超临界压力直流炉的热负荷很高，给水带入的少量盐类都可能导致炉管内结垢，过热器积盐。由于盐类在蒸汽中的溶解度随蒸汽参数的提高而增大，所以参数越高蒸汽溶解带盐能力越大，盐类被蒸汽带入汽轮机中，引起汽轮机腐蚀和产生沉积物。 2凝结水的污染 (1)凝汽器漏冷却水：用淡水作冷却水时，凝汽器的允许渗漏率应小于0.02，甚至可低于0.005；用海水作冷却水时，要求

3、渗漏率小于0.0004。严禁杜绝凝汽器的泄露。 (2)金属腐蚀产物的污染：腐蚀产物的主要成分是铁和铜的氧化物，机组启动过程中铁铜含量比正常运行值要高十几倍甚至几十倍，致使长时间的冲洗才能到达正常值。 (3)水汽系统漏入空气：最常见的部位是汽轮机的密封系统、给水泵密封处和低压加热器膨胀节点处。使给水中含氧量和CO2含量增高。 (4)补给水的杂质。 此外，停炉保护药剂的残留物也可能会污染凝结水。二、凝结水精处理的目的及作用 1、凝结水精处理的目的是： (1)去除凝结水中的金属腐蚀产物； (2)去除凝结水中的微量溶解盐类； (3)去除随冷却水漏入的悬浮固形物。 2、凝结水精处理的作用： (1)机组正

4、常运行时，除去系统中微量溶解盐类，提高凝结水水质，保证优良的给水品质和蒸汽质量； (2)冷却水泄漏时，除去因泄漏而带入的溶解盐类和悬浮物，为机组按正常程序停机争得时间； (3)机组启动时，除去凝结水中的铜、铁腐蚀产物，缩短启动时间； (4)新系统或设备大修后投入运行时对凝结水进行处理，减少水汽系统的清洗时间。三、直流锅炉的给水质量1、直流锅炉的给水质量标准 注 ( )号内数字为期望值。 2、超临界直流锅炉给水联合水工况时的给水质量标准 四、凝结水精处理的适用范围 (1)由直流炉供汽的机组，全部凝结水进行精处理，必要时还可设供机组启动时用的除铁措施。 (2)由亚临界压力及以上汽包炉供汽的机组，全

5、部凝结水进行处理。 (3)由高压汽包炉供汽、海水冷却的机组，以及由超高压汽包炉供汽、海水或苦咸水冷却的机组，可进行局部凝结水处理。 (4)由超高压汽包炉供汽、淡水冷却、承担调峰负荷的机组，可设供机组启动时的凝结水除铁装置。 (5)采用带有混合式凝汽器的间接空冷系统时，全部凝结水进行处理。此外还宜设置供机组启动时专用的除铁设施。 (6)汽包炉给水当采用联合处理或中性处理时，一般要求对凝结水全部处理。五、凝结水处理的工艺流程： 1、有前置过滤器的系统： 1)凝结水覆盖过滤器混合床； 2)凝结水树脂粉覆盖过滤器混合床； 3)凝结水电磁过滤器混合床； 4)凝结水管式微孔过滤器混合床； 5)凝结水氢型阳

6、床混合床。 2、不设前置过滤器的凝结水处理系统： 1)凝结水树脂粉覆盖过滤器； 2)凝结水空气擦洗高速混床。 有时将树脂扑捉器称为后置过滤器。国电宝二660MW超临界机组凝结水精处理选用中压处理系统。凝结水精处理装置在主凝结水系统流程如下：排气装置凝结水泵中压粉末树脂覆盖过滤器中压凝结水高速精混床装置 轴封冷却器低压加热器除氧器。第二节 凝结水过滤 一、凝结水对过滤的要求 ： 凝结水过滤处理用来滤去凝结水中的金属腐蚀产物微粒铁铜氧化物及凝汽器泄漏时的悬浮物。 (1)滤料的热稳定性和化学稳定性好，不污染水质； (2)过滤面积大，以适应大流量的要求； (3)滤料层的水流阻力小，以便高流速运行。 常

7、用的过滤设备有电磁过滤器、微孔滤元过滤器、阳床过滤器等。 二、过滤设备1、电磁过滤器 过滤原理：凝结水中铁的腐蚀产物(主要有Fe304、a-Fe203、r-Fe203)在外来磁场作用下磁化，利用磁性吸引的方法从水中去除这些腐蚀产物。结构：采用空隙率达95的30200um涡卷钢毛复合基体作为填料，运行流速为400800m/h，采用比初投运时阻力上升作为运行终点。操作：在电磁过滤器运行终点时，先用气压约为0.20.4MPa的压缩空气擦洗，擦洗强度为1500Nm3/(m2h)，时间为46s；以后再用水反洗，水反洗强度为800m3/(m2h)，时间为1012s。上述空气一水反洗操作重复24次。效率：除

8、铁效率可达8090以上，正常运行时出水中Fe0.35MPa时，启动备用混床并进行循环正洗直至出水合格并入系统。并将失效混床退出运行，进入再生程序。 在混床投运初期，如果出水水质不能满足要求，那么通过再循环单元，将出水送回混床进行循环处理，直至出水电导率合格。 当凝结水温度高于50或系统压差大于0.35MPa时，精处理系统旁路阀自动翻开，同时关闭进、出水母管总阀门，凝结水100通过旁路。 凝结水混床按H/OH型运行，失效标准：出水电导率0.2S/cm(25)、SiO215g/L、混床进出口压差0.35MPa。四、凝结水混床运行操作步骤 混床运行操作的十个步骤是：升压；循环正洗；运行；卸压；树脂送

9、出；树脂送入；排水； 树脂混合；沉降；充水。 1升压：混床由备用状态表压力为零升到凝结水压力的过程称升压。专设有小管径升压进水旁路。 2循环正洗：经过专用再循环单元将正洗水送回混床对树脂进行循环清洗，直至出水水质合格。 3运行：混床运行时，当出现以下情况时，那么停止混床运行： (1)出水水质超标； (2)混床进、出水压力差大于0.35MPa； (3)凝结水水温高于50； (4)进混床的凝结水铁含量大于1mg/L； (5)配套机组停止运行。第(1)种情况是混床正常失效停运，需再生。 4卸压： 排水或排气将床内压力降至与大气压平衡。 5树脂送出： 先用压缩空气松动树脂层，再用冲洗水将混床中失效树脂

10、送到别离塔中。最后用压缩空气将混床及管道内残留的树脂吹洗到别离塔。6树脂送入： 将树脂贮存塔中备用的树脂送入混床。7排水，调整水位： 将这局部积水排至树脂层面以上约100200mm处。8树脂混合： 用压缩空气将阳、阴树脂的均匀混合。混合气量2.32.4Nm3/(m2min)，气压0.10.15MPa，时间约10min。9树脂沉降： 将混合均匀的树脂自然沉降。10充水： 充水就是将床内充满水。第五节 混床树脂的别离及体外再生 按设计规定，每两台机组的混床设一套体外再生系统。该系统应具有以下主要功能：一是别离阴、阳树脂，二是空气擦洗树脂除去金属腐蚀产物，三是对失效的树脂进行再生和清洗。一、混床失效

11、树脂的别离 提高混床树脂再生度的前提之一就是再生前将失效的阴、阳树脂完全别离，这也是混床能否在运行中由H/OH型转为NH4/OH型运行的关键。混脂层体积约 占树脂总体积的1520。 1中间抽出法(又称T塔系统法) 中间抽出法有两种：T塔式三塔工艺、T塔式四塔工艺，四塔工艺由别离塔(兼作阳树脂再生塔，简称阳再生塔)、阴树脂再生塔(简称阴再生塔)、贮存塔和混脂(兼树脂处理)塔组成。 A-混脂塔；B-阳再生别离塔；C-阴再生塔；D-贮存塔 混脂层体积约占树脂总体积的1520。 在T塔系统中，因别离塔上出脂口的位置是固定的，所以树脂的总体积及阳、阴树脂的比例应保持不变，否那么树脂界面与出脂口会发生错位

12、。T塔式三塔再生工艺 混脂塔方案三塔式再生工艺示意 阳再生别离塔结构2高塔别离法(又称完全别离法) 高塔别离系统是由树脂别离塔、阴再生塔、阳再生塔(兼储存)以及罗茨风机和压缩空气贮罐等组成。 (1)别离塔结构：塔的下部为一个直径较小的长简体，上部为直径逐渐扩大的锥体，塔高约8500mm，设计压力约为0.60MPa，工作温度550。塔体材质为碳钢衬胶。塔体上设有失效树脂进脂口和阳、阴树脂出脂口，及必要数量的窥视窗。塔内上部有布水装置，底部有配/排水装置。在塔内设定一过渡区，即混脂区，高度不大于lm，在此区内阴、阳树脂比例约25:75，即在阴、阳树脂的理论界面上250mm设阴树脂出脂口。别离塔的反

13、洗膨胀高度大于树脂层高度的100，以保证阴阳树脂彻底别离。 别离塔上部布水装置为梯形绕丝支母管形式，底部配/排水装置为双盘蝶形板+双速水帽形式。别离塔的作用：1)反洗时水流在直段筒体内呈均匀的柱状流动。2)塔内没有会引起搅动及影响树脂别离的中间集管装置，所以反洗、沉降及输送树脂时能将内部搅动减到最小。 3)将别离塔的断面减小，使高度和直径的比例更为合理，减少了树脂混脂区的容积。4)上部倒锥体提供了阳树脂充分膨胀，而阴树脂又不被冲走的空间；下部的细长筒体使阴阳树脂界面处有近1m高度的隔离树脂层保存在别离塔中，从而保证了阴、阳树脂的彻底别离，别离后阴、阳树脂的混脂率都在0.1以下。(2)树脂的别离

14、过程1)空气擦洗：将别离塔水位降至树脂层上面约200mm处，进行一次空气擦洗，擦洗后接着用水从上至下淋洗除去，腐蚀产物。2) 阴、阳树脂分层：初期，用高流速，将塔内树脂提升到上部锥体部位，然后调节阀门开度，使流速降至阳树脂的终端沉降速度，并维持一段时间，再慢慢降低速度，使阳树脂平整沉降下来；用同样的方法，使阴树脂平整沉降下来。3)树脂的转移：上部的阴树脂用水力输送至阴树脂再生塔，混脂及阳树脂经第二次别离后，再将下部的阳树脂，送至阳树脂再生塔。中部的“界面树脂(即混脂)留在塔内参与下次别离。(3)效果：别离后阳树脂中的阴树脂或阴树脂中的阳树脂均0.1。 3锥体别离法 锥体别离系统由锥形别离塔(兼

15、阴再生)、阳再生塔(兼混合、储存)、混脂塔(习惯称隔离罐)、罗茨风机及树脂界面检测装置等组成。 先将失效树脂送入别离塔内进行空气擦洗，去除金属腐蚀产物；分层是从别离塔底部进水，将树脂托起，然后降低水的流速，让树脂自然沉降而分层。树脂分层后，再从别离塔底部进水，将阳树脂送入阳再生塔；在输送过程中向塔底部通入CO2，以提高分界面的灵敏度；在树脂输送管上装有树脂界面检测装置，随时判断界面的到来并终止树脂的输送。 1)别离/阴树脂再生塔：该塔下部呈锥体形，设计压力约0.60Ma，设计温度不大于50，采用碳钢橡胶衬里，按树脂反洗膨胀率100留有反洗空间。塔体上设有假设干窥视窗和接口。该塔的作用除了对树脂

16、进行别离外，再就是对阴树脂进行空气擦洗及再生。2)阳树脂再生/混合/储存塔：阳树脂再生塔也兼作树脂混合、储存，其作用是：对阳树脂进行空气擦洗及再生；阴、阳树脂在此塔内进行混合；储存已混合好的备用树脂。3)树脂隔离罐：它的作用是暂时存放树脂别离后留下的混脂。4)罗茨风机：提供低压空气，用于树脂的空气擦洗和混合树脂。罗茨风机的吸口设置空气过滤器，进出口设置消音器。树脂别离过程： 1)反洗分层：由底部通入反洗水，先快速进水反洗约20min，接着慢速反洗约10min，利用阳、阴树脂膨胀高度及下降速度不同而分层。 2)静置：使树脂自然沉降。 3)阳树脂送出：从别离塔底部进水，将阳树脂从底部出脂管送至阳再

17、生塔。在送出阳树脂的同时再引一向上的水流通过树脂层，使树脂交界面沿锥体平稳下移。 4)别离塔树脂二次别离：留在别离塔中的树脂用NaOH处理(阴树脂转为ROH型，阳树脂转为RNa型)，增大阳、阴树脂密度差，然后进行第二次别离。 5)将下部混脂送入隔离罐，参与下次别离。 6)用水冲洗树脂管道中可能残留的树脂，分别冲至阳再生塔、隔离塔和阴再生塔。在送出阳树脂的后期，为了提高阴、阳树脂界面的灵敏度，在输送水中引入CO2气体，以增大水的电导。但当CO2遇到阴树脂时，因被吸着(ROH+CO2RHCO3)又使电导率降低。因此，当阴树脂经过检测装置时，电导率就急剧下降，此时应立即停止阳树脂的输送。效果： 应用

18、该法别离后，可到达阳树脂在阴树脂层内的含量(体积比)小于0.1，阴树脂在阳树脂层内的含量(体积比)小于0.3。 第六节 铵型混床及对树脂再生度的要求 一、铵型混床 H/OH型混床，入水中的NH4+与阳树脂发生交换，把不应该除出的NH4+也除去了，同时降低阳树脂对水中Na+的交换容量，使运行周期缩短，周期制水量减少。将混床中RH树脂转为RNH4树脂，即由RNH4和ROH构成混床，此即铵型混床(NH4/OH)。二、实现NH4/OH型混床运行的根本条件1树脂必须有很高的再生：假设树脂再生度不够，含有较多的RNa树脂，由于阳树脂对Na+、NH4+的选择性相近，所以在混床漏NH4+的同时也会漏Na+。在这种情况下，不能按NH4/OH型混床运行。2良好的转型水质：为了实现铵型混床运行，还必须保证在树脂由RH转为RNH4阶段有良好的水质条件。假设进水中Na+含量高，树脂转为RNa的量也增大。那么在混床漏NH4+时，Na+也同时泄漏。也就是说实现转型的另一个条件是凝汽器严密性好，即在树脂由RH转为RNH4阶段，混床进水中Na+含