电力系统水处理培训-凝结水处理.ppt

1、凝结水处理,山 东 电 力 研 究 院 张 燕 2010.11,本节内容,绪论及相关基本概念 凝结水的过滤处理设备 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。,绪论及相关基本概念,【目的】 去除整个水、汽系统在启动、运行和停运过程中产生的机械杂质，如氧化铁等金属氧化物和胶体硅等 去除从补给水、凝结水和凝汽器泄漏带入的溶解盐类，保证给水的高纯度 保证机组在凝汽器发生少

2、量泄漏时能正常运行，较大泄漏时，能给予申请停机所需时间。,绪论及相关基本概念,【凝结水精处理的作用】 (1)机组正常运行时，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。,绪论及相关基本概念,通常包括前置过滤器和混合床 根据锅炉的型式及参数、水汽质量标准、冷却水质量、凝汽器管材及给水处理方式等比较确定,绪论及相关基本概念,凝结水：

3、经过汽轮机做功后的乏汽被冷凝生成的水 冷凝水：蒸汽用于加热、蒸馏、蒸发、保温、干燥 等设备而被冷凝的水 疏水： 火电厂中，经过高压加热器而冷凝的水 高加疏水，通常排至除氧器；经过低压加热 器而冷凝的水低加疏水，通常排至凝汽 器。 凝结水处理：除去凝结水中的杂质的处理过程 凝结水精处理设备： （只吃精粮的设备） 火电厂的凝结水或疏水，因腐蚀产物的混入，或凝汽器的泄漏、冷却水的混入而被污染，因此作为锅炉给水有必要进行一定的处理，这种净化处理装置即为凝结水精处理设备,绪论及相关基本概念,【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

4、。 (2)由亚临界压力及以上汽包炉供汽的机组，全部凝结水进行处理。 (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，可进行部分凝结水处理。 (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。,绪论及相关基本概念,【凝结水污染原因】 (1)凝汽器水侧系统泄漏：凝汽器泄漏方式有凝汽器 管腐蚀穿孔、因振动出现裂纹，因振动磨损，胀口不严、机械损伤，

5、因空气抽出区内的管腐蚀等。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较高。通常疏水中的含铁量最高。蒸汽对铜管冲刷腐蚀和二氧化碳、氨对铜管的腐蚀使凝结水的含铜量增高。,绪论及相关基本概念,(3)凝汽器负压系统漏入空气：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，热用户的生产返回水、停炉保护药剂的残留物也可能会污染凝结水。,绪论

6、及相关基本概念,【凝结水处理的工艺】 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。,绪论及相关基本概念,凝结水的过滤处理及设备,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。 常用的过滤设备有覆盖过滤器、前置阳床、电磁过滤器、管式微孔滤元过滤器、滤芯式过滤器等。,凝结水的过滤处理及设备,【

7、以下情况需设置前置过滤器】 凝结水系统庞大，凝结水中含有大量铁的腐蚀产物，如超临界机组、空冷机组等。 对高pH值的凝结水，为了延长H-OH型混床的运行周期，设置前置阳床进行除氨。 锅炉的补给水含有较大量的胶体硅或不能保证不发生凝汽器泄漏，而冷却水中含有大量的胶体硅。,凝结水的过滤处理及设备,【对过滤的要求 】 (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。,凝结水的过滤处理及设备,一. 管式微孔过滤器,原理：利用过滤材料的微孔截流 水中粒状杂质。 结构：骨架采用不锈钢管，管上开直径约为10mm的孔，由滤元绕线

8、的粗细和松紧程度决定的 滤料用合成纤维（聚酰胺纤维或聚丙烯纤维）绕制而成，不再覆盖其他滤料。 滤元可以高分子材料烧结而成。 工作过程：运行时，被处理水从滤芯的外侧通过滤芯进入滤芯管内，向底部汇集后送出过滤器。失效后的滤芯，可用气吹洗和水反冲洗的方法除去滤芯上的污物，重新投运。,二、覆盖过滤器,覆盖过滤器结构示意 1-水分配罩；2-滤元；3-集水漏斗； 4-放气管；5-取样管及压力表；6-取样槽； 7-观察孔；8-上封头；9-本体,工作原理：依靠滤层表面滤料颗粒间小孔的机械阻留和滤料表面的吸附作用来完成的。当水中悬浮物被截留下来时，它们会彼此重叠、架桥而变成一层附加的滤膜，以后这层滤膜就起主要的

9、过滤作用。 结构：在覆盖过滤器中，各滤元的表面都是过滤面积，所以它与堆放粒状滤料的过滤器相比，生产率大得多，即在相同出力的情况下，其体积要小得多。 运行：覆盖过滤器的运行分铺膜、过滤和去膜三个步骤,覆盖过滤器外形,树脂粉末过滤器,原理： 将颗粒很细的阴、阳离子交换树脂粉，以一定 的配比混合后作为助滤剂，因此它同时可以起 到过滤和除盐的作用。 交换速度很快，故很薄一层就能除去离子杂质 颗粒很细，有效除掉水中悬浮态和胶态杂质， 如金属的腐蚀产物和胶态的硅酸化合物。 树脂粉末过滤器作为混床的前置过滤， 可有 效地除去水中氧化铁颗粒，对铁的去除率可高 达8798% ；对铜的去除率达8090%。虽然 粉

10、末树脂过滤器能除掉90% 或更多的可滤 物，但却存在树脂 粉末漏出的问题。,【优点】 (1)设备简单 (2)出水水质好 (3)适用温度高 【缺点】 (1)不能适应杂质含量较多的情况 (2)运行周期较短：如果在机组启动期间，仅运 行1224h，就需更换树脂粉。 (3)运行费用高，特别是对于经常启动和停备用 机组。, 某电厂二期工程2350MW 机组的凝结水精处理系统是美国 GRAVER 公司的 POWDEX 凝结水过滤除铁系统 （简称“树脂粉末过滤器”），其功能主要是除铁氧化物等腐蚀产物，除盐作用不理想，其离子全交换容量不到混床的 1%。 在凝汽器发生泄漏时，不能保证给水水质的要求。 国内外的经

11、验指出，采用粉末树脂凝结水精处理系统的机组所发生的汽轮机腐蚀积盐问题较多，而采用深床精处理的机组上较少发生。因此越来越少地在凝结水精处理系统上配备粉末树脂过滤器作为前置过滤用。,三、电磁过滤器,过滤原理：凝结水中铁的腐蚀产物(主 要有Fe304、-Fe203、- Fe203)在外来磁场作用下磁化，利用电磁力的作用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0.05-0.1MPa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/(m

12、2h)，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：除铁效率可达8090以上，正常运行时出水中Fe10ug/L。对铜的除去率低，约50左右。,四. 前置阳树脂床,混床前串联一个阳树脂离子交换器 前置阳树脂床在启动工况下 50-70 %的铁杂质能被阳床除去。利用氢型阳树脂的启动运行应该有利于提高无定形腐蚀产物的去除效率。 可以除氨，除氨效率接近100%，减少了混床的除氨负担；减少了混床的再生次数延长了树脂的使用寿命； 阴树脂遭受腐蚀产物污染后，容易产生强碱基团的降 解，使用前置阳离子交换器后，大部分腐蚀产物被阳树脂层

13、截留，而阳树脂比较容易复苏。 改善了混床的进水条件，保证了混床中阴树脂在微酸 性或中性条件下工作，对Cl-、SO4 2-交换彻底，不仅 交换彻底，提高了阴树脂的交换容量，而且出水水质也会提高。 一般在高流速下（80-120m/h）运行，对树脂的强度要求较高。,混床是凝结水处理的主要设备 混床中的阴、阳离子交换树脂常用氢型混床（HOH型）和铵型混床（NH4OH型）两种。 作用：除杂质、除盐分,凝结水混床除盐,采用氢型（H/OH）混床时的交换反应为： RH+ROH+NaCI=RNa+RCI+H2O 此交换反应有水生成进行得很完全。但是水中的NH4+也 被RH树脂交换， RH树脂很快饱和，消耗了树脂

14、的交换 容量，再生周期缩短，酸碱耗量大，同时也除去了为防 止热力设备腐蚀而加入的NH4+，随后在给水系统中又需 补充氨很不经济。 凝汽器发生泄漏时应采用氢型混床。 传送树脂不完全的影响:留在混床的阳树脂主要是RNH4 型和RNa型。,高速混床的型式,氢型（H/OH）混床处理，其出水已经漏NH4+，在氢电导合格的情况下，混床继续运行，直至进、出水的电导率和pH值完全相同，此时为铵型混床。 采用铵型混床（NH4/OH）时的交换反应为： RNH4+ROH+NaCl=RNa+RCl+NH4OH 该反应逆向程度比前述反应要大得多。因此易漏钠和氯。要求树脂再生要彻底，再生度要达到阳99.5%、阴95%以上

15、，否则不能采用。 优缺点 传送树脂不完全的影响,二、凝结水混床对树脂性能的要求 (1)机械强度： 凝结水混床的高流速，大压力，树脂就会发生机械性破碎。树脂的碎粒会增大,树脂层时的压降，还会影响混床树脂的分离效果。因此，凝结水混床的树脂应有较高的机械强度。 凝结水混床通常选用，孔径大和交联度较高，抗膨胀和收缩性能较好，不易破碎的大孔型树脂。 (2)耐热性： 凝结水的温度较高，空冷机组凝结水水温更高，一般高于环境温度3040。因此，用于空冷机组凝结水混床的树脂要求具有较高温度的承受能力。,(3)粒径 凝结水混床通常采用均粒树脂。所谓均粒树脂是指90以上重量的树脂颗粒集中在粒径偏差0.1mm，这一狭窄范围内颗粒几乎相同的树脂，或树脂的均一系数小于1.2，或最大粒径与最小粒径之比约为1.35:1。 凝结水混床采用均粒树脂的优点： 1)便于树脂分离，减轻交叉污染。 2)树脂层压降小。 3)水耗低。,(4)混床树脂的比例 阳、阴树脂的比例通常是：氢型混床时为2:1或3:2；氨型混床时为1:1冷却水为海水或高含盐量水时为2:3；有前置氢床时为1:2或2:3。,高速混床树脂的再生,高速混床失效后应再生，一般采用体外再生。即把失效的树脂转移到专用的再生器中进行再生，其再生过程与体内再生相同，整个系统由混床、再生器和再生后树脂的贮存器组成。树脂的移送一般采用水力、气水混合输送。 体外再生