《凝结水精处理》PPT课件.ppt

1、凝结水精处理，一般是指锅炉产生的蒸汽在汽轮机中做功后，由冷却器冷凝的水(循环冷却水)。实际上，冷凝水也包括高压加热器(正常排水小于热井)、低压加热器和其他疏水(疏水指的是进入加热器加热给水后冷凝的水)。由于热力系统中水蒸气的不可避免的损失，有必要向热力系统补充一定量的补充水(来自脱盐水箱的水)。因此，冷凝水主要包括：汽轮机内蒸汽做功后的冷凝水、各种排水和锅炉补给水。随着火电机组参数的提高，对锅炉水质的要求越来越严格。特别是对于超临界机组，由于蒸汽压力高和直流锅炉，对水质要求更严格。直流锅炉运行时，水在受热面加热并过热后，直接由水变成蒸汽。直流锅炉没有汽包，也没有锅炉水的循环蒸发过程，所以锅炉水

2、加药处理和污水处理不能像汽包锅炉那样进行。因此，如果盐或其他杂质被带入给水，沉积物将要么在锅炉管中形成，要么随着蒸汽被带入汽轮机而沉积在蒸汽通道中，一小部分将返回到冷凝水中。600MW超临界压力直流锅炉热负荷很高，给水带来的少量盐份会造成炉管结垢和过热器积盐。由于盐在蒸汽中的溶解度随着蒸汽参数的增加而增加，参数越高，蒸汽溶解盐的能力越大，更多的盐将被带入汽轮机。蒸汽进入汽轮机后，随着能量转换，蒸汽压力逐渐降低，蒸汽中的盐类将沉积在汽轮机中。冷凝水污染的原因(1)冷凝器泄漏冷凝水污染的主要原因是冷却水从冷凝器的不精确部分泄漏到冷凝水中。冷凝器的不精确部分通常位于冷凝器中管束和管板的连接处。由于机

3、组工况的变化，凝汽器会产生机械应力。即使冷凝器的制造和安装质量良好，在使用过程中仍可能发生循环冷却水的泄漏。然而，冷却水中有许多悬浮固体、胶体和盐类，这将不可避免地影响冷凝水的质量。我公司采用直接空冷凝汽器，没有影响凝结水质量的循环水泄漏。(2)金属腐蚀产物的污染由于某些原因，凝结水系统的管道和设备会被腐蚀，因此凝结水中经常存在金属腐蚀产物。其中，铁和铜的氧化物是主要的(我公司的热力系统设备中基本没有铜材料)。铁的形式主要是Fe2O3和Fe3O4，它们处于悬浮和胶体状态，还有各种铁离子。冷凝水中腐蚀产物的含量与机组的运行条件有关。机组启动初期，凝结水中含有大量腐蚀产物，在机组负荷不稳定的情况下

4、，杂质含量可能会增加。(3)锅炉补给水带入少量杂质。化学水处理混床的出水是锅炉补给水，通常从冷凝器加入热力系统。由于运行中对混床出水的严格控制，补给水的杂质含量很小，其水质要求为DD0.2s/cm，二氧化硅20 g/L，如果混床出水不合格，可能会污染凝结水。冷凝水抛光处理的目的冷凝水处理有两个目的：去除冷凝水中的金属腐蚀产物和去除微量溶解盐。(1)去除冷凝水中的金属腐蚀产物。由于设备和管道的金属腐蚀，冷凝水含有金属腐蚀产物，主要是铁和铜的氧化物。它们以粒子的形式存在于水中，很少被真正溶解。凝结水中金属腐蚀产物的数量与许多因素有关，如机组的运行条件、设备的备用保护、凝结水的ph值、溶解氧含量等。

5、在正常操作中蒸汽带来的杂质数量是有限的。对于亚临界汽包锅炉和直流锅炉，饱和蒸汽的允许钠含量不超过10 g/L，允许二氧化硅含量不超过20 g/L。实际运行值可能远低于标准值，进入汽轮机的蒸汽中的杂质含量也将远低于标准值。与亚临界参数的汽包锅炉机组相比，超临界直流锅炉直接空冷机组具有更高的参数，工质依次流经省煤器、水冷壁和过热器等受热面。为了降低热力系统的腐蚀性，工厂采用了给水加氨加氧的组合水处理方法，对给水质量要求更严格。同时，空冷机组背压高，导致冷凝水温度高。因此，在选择精处理设备时，不仅要考虑凝结水处理装置后的出水水质，还要适应抗高水温的要求。超临界直流锅炉直接空冷机组凝结水精处理的选择必

6、须满足以下条件：(1)机组凝结水必须在整个周期内得到100%的处理；以满足更高冷凝水温度的要求。目前常规凝结水精处理系统不能满足上述要求，原因是：1)单一过滤器或粉末树脂覆盖过滤系统，脱盐功能简单，不能满足超临界和超超临界机组的给水水质要求；b)对于混床和阴阳离子分离床系统，阴离子交换树脂的耐温性较差。当凝结水温度超过一定温度(如65)时，阴离子交换树脂没有除硅功能，长期运行后树脂会发生降解，使凝结水水质恶化。工厂采用粉末树脂覆盖的过滤器混床系统，以满足超临界直接空冷机组凝结水精处理的要求。我厂凝结水精处理系统由三个子系统组成，包括：粉末树脂覆盖过滤系统，包括350%过滤器(一用一备)和铺膜、

7、破膜等辅助系统；高速混床系统，包括350%混床和再生分离等辅助系统；旁路系统包括总旁路、粉末树脂覆盖的过滤器旁路和混床旁路系统。凝结水精处理系统、粉末树脂覆盖过滤器、混床和主旁路的控制：主旁路系统仅在水质差时使用，不能在机组启动初期进入凝结水精处理系统。备用机组正常运行后，主旁路始终关闭，即凝结水必须100%处理。粉末树脂覆盖过滤器旁路控制：当机组运行正常，冷凝水温度和质量在合理范围内时，控制系统将自动开启粉末树脂覆盖过滤器旁路系统，冷凝水仅通过处理系统进入混床运行。混床旁路控制：当入口凝结水温度超过设定值(65)，进出口压差超过设定值，混床出现故障时，控制系统会报警并自动开启混床旁路系统，凝

8、结水精处理系统只运行粉末树脂覆盖过滤器。根据水质情况，确定过滤器铺有纤维粉或纤维粉加正负混合树脂粉。此外，还设置了再循环系统。这是因为混床的水质在初始启动时不能很快达到标准，所以水不能立即输送到系统中。因此，每组混床设置一台循环泵，其产量为单个混床的70%。混床投入运行，出水通过循环泵送至混床入口，待水质合格后投入运行。回收系统不仅可以提高冷凝水的质量，还可以减少清洗水的消耗。当运行模式系统启动时，当凝结水中杂质含量高，凝结水温度低时，过滤器和混床装置被粉末树脂覆盖，过滤器c当机组运行正常，凝结水温度低时，粉末树脂覆盖过滤器和混床装置投入运行。前者铺有纤维粉用于除铁，后者用于除盐。根据水质，也

9、可以仅将混床投入运行，并绕过粉末树脂覆盖的过滤器。当机组运行正常，凝结水温度高时，覆盖粉末树脂的过滤系统根据水温情况，涂上正、负混合树脂粉和纤维粉的混合滤料，或只涂上正树脂粉和纤维粉的混合滤料，具有一定的脱盐效果，混床装置旁路运行。过滤系统覆盖有粉末树脂。冷凝水中杂质的特性和过滤要求与天然水中的不同。冷凝水中杂质的来源主要是水汽系统中设备和管道腐蚀带来的金属腐蚀产物，主要是铁和铜的氧化物。冷凝水中这些腐蚀产物的含量与装置的运行条件有关。机组启动时，这些腐蚀产物的含量非常高，比正常运行时高几倍。运行期间负载的波动也会增加含量。进入冷凝水的铁和铜氧化物以颗粒形式存在，并且很少被溶解。水量大，含杂质

10、的水温高。防止铁和铜氧化物进入水蒸气系统的方法是过滤冷凝水。根据凝结水和水中杂质处理水量大的特点，对过滤的要求是：滤料的热稳定性和化学稳定性好，不污染水质；过滤面积大，满足大流量要求；过滤介质层的水流阻力小，可以高流速运行；该过滤材料对铁和铜腐蚀产物具有高选择性。粉末树脂过滤器使用粉末树脂作为预涂层材料，交换水中的可溶性离子，去除悬浮颗粒、有机物、惰性硅和胶体物质。预涂粉末树脂有三种化学形式：氨阳性树脂、氢阳性树脂和氢阴性树脂。用于冷凝水过滤的粉末树脂是阴离子和阳离子树脂的混合物。这些混合物可以以不同的比例混合，以满足发电厂的条件。可以选择预涂层的浓度和成分来去除特定的污染物或控制冷凝水的酸碱

11、度。当与水混合时，由粉末阴离子和阳离子树脂形成的混合物是均匀的阴离子阳离子浆料，其本质上是松散的，并且可以产生具有高孔隙率的预涂层。这一特性使冷凝水过滤能够在高流速(9.78立方米/小时/平方米)和低压降(0.0069-0.172兆帕)下运行，以有效去除冷凝水中的溶解物质和悬浮污染物。粉末树脂过滤压力容器，装有管状过滤元件，垂直安装在一端板上。水流从底部进入，通过布水板均匀分布在滤芯表面。水流进入过滤元件，然后流出过滤元件，收集在下部水收集室中，并通过水收集室流出过滤器。过滤器的滤芯为不锈钢骨架，缠绕多烯。在粉末树脂的作用下，该滤芯的最高温度可达115.5。粉末树脂过滤器使用均匀精细的离子交换

12、树脂(3080微米)来完成过滤，同时去除溶解的固体。粉末树脂涂覆在几个圆柱形过滤元件上。滤芯的过滤精度为5微米。粉末树脂过滤器结构示意图、过滤元件连接图、粉末树脂过滤器的操作、填充(仅当系统首次启动或恢复时)、预涂(半自动操作)、保持过滤操作、反洗触发条件、判断反洗/填充预涂以备后用。正常操作：粉末离子交换树脂预涂在过滤器内滤芯的外表面，形成树脂过滤层。冷凝水过滤时，水中的固体颗粒被截留，可溶性离子被树脂过滤层交换去除，出水达到设计要求过滤器反洗：当过滤器运行参数接近反洗报警设定值时，系统发出“过滤器运行指标接近反洗设定值，请提前准备好备用过滤器”的报警提示。在下列情况下，过滤器发出反洗警报：

13、(1)流出物的化学指标(电导率或二氧化硅)超过设定值；(2)过滤器进出口压差达到设定值；(3)过滤器运行时间达到设定值；(4)操作员通过人机操作界面手动启动反冲洗程序。在上述情况(2)中，除了过滤器压差达到设定值，反洗程序直接启动外，其他参数达到设定值后，系统将继续运行3h。在此期间，备用过滤器应进行预涂并投入使用。如果备用过滤器在3小时内未投入使用，系统将自动启动反洗程序。当粉末树脂过滤器出现以下任何情况时，进入薄膜破裂和展开顺序。该报警系统出水电导率高，进出口压差大。铺膜箱具有分配粉末树脂和纤维粉末浆料的功能。通常，它被制成5%的浆液。铺膜箱与出口之间的接口处设有铺膜注射泵。该泵不仅向铺膜

14、循环泵提供浆液，还可以将一部分浆液返回铺膜箱，起到循环作用。铺膜循环泵将浆料送至粉末树脂过滤器，同时进行循环，有利于粉末树脂在过滤器滤芯上均匀分布。在此期间，铺膜循环泵可以接收铺膜注射泵泵送的泥浆，也可以直接从铺膜箱泵送泥浆。铺膜箱的底部为椭圆形，出液口位于椭圆形底部的中心。这有助于浆料的输出。辅助摊铺箱为细长圆柱形结构。这种结构有助于防止循环泵空转。在铺膜箱和辅助铺膜箱上设有液位信号开关。液位信号开关与泵联锁。当铺膜箱(或铺膜循环泵)液位低时，铺膜注射泵(或铺膜循环泵)会自动停泵。为避免中压凝结水处理系统的压力因阀门泄漏或误操作而传递到低压系统。因此，在薄膜展开循环泵的出口处设置了一个安全阀

15、。当铺膜过程即将完成时，启动膜保护泵，防止因设备未投入运行而导致滤芯上涂覆的粉末树脂掉落。当过滤器增压完成，进出口隔离阀打开时，膜保护泵自动停止，压缩空气爆破膜和反洗利用空气的短时高速爆炸驱动水进行反洗，将废树脂从过滤器中排出。在反冲洗过程中，空气爆炸步骤通过四个空气喷射器作用于冷凝过滤器。(1)排水，其中大量预涂层从部件表面脱落并排入排水。当过滤器中的液位到达过滤器元件的底部时，空气通过爆炸装置被引入过滤器。(2)排水阀关闭，引入另一次空气爆炸，过滤器中的液位开始上升。(3)当过滤器中的水位达到滤芯高度的三分之一时，就会发生下一次空气爆炸。(4)水面继续上升，达到滤芯高度的三分之二，并出现新

16、的空气爆发。由于滤芯相对较高，为了达到更好的破膜效果，一般分为三个破膜位置，即23、13和滤芯底部。压缩空气用于在这三个位置反复爆破胶片。氢氧型混床(以下简称混床)广泛用作混床脱盐系统和凝结水精处理中的脱盐设备。鉴于凝结水精处理混床运行速度快，混床所用阴、阳树脂的性能和配比要求，混床的结构和再生方式对于这种高流速的混床，树脂颗粒在压力下被压碎是一个严重的问题，因此需要树脂的机械强度。对于颗粒大且均匀的要求，为了降低流经树脂层的水的压降，高速混床的操作压降一般不超过0.2兆帕。从化学性质来看，要求树脂具有高交换速度和高工作交换能力，以满足混床高流速和长操作周期的要求。考虑到上述要求，一般认为大孔树脂比凝胶树脂更适合于凝结水精处理。凝结水精处理混床中阴、阳树脂的比例也不同于补给水处理混床中的比例。由于电厂的凝结水经常含有NH4OH，会消耗阳树脂的交换能力。在凝结水精处理系统中，如果混床前有前置阳离子床，树脂比可以是：阳离子=1: