空冷机组凝结水精处理系统初步研究.doc

空冷机组凝结水精处理系统的初步研究???[ 日期：2005-12-27 ]???[ 来自：石家庄热电厂 ] ??????通过对直接空冷机组的水质特点进行分析，说明了凝结水精处理的必要性，并且详细论述了凝结水精处理系统的特点。　　在水资源短缺地区的电站建设中，空冷机组以其卓越的节水性能受到人们的青睐。华北地区近期进行600?MW大型火力发电厂可行性研究时，建设空冷机组往往作为首选方案之一。1　空冷系统水质和水工况特点1．1　水质特点　　a．含盐量低　直接空冷系统没有常规湿冷机组的凝汽器，汽机尾汽直接进入空冷散热器冷凝成水，属一次性表面换热，不存在凝汽器漏泄时冷却水污染凝结水的问题。在机组启动或事故时，因蒸汽质量不合格，可使凝结水含盐量升高，但其上升幅度远远达不到凝汽器泄漏时那样高。　　b．SiO2比例高　由于SiO2在蒸汽水和混床出水中所占比例比天然水中大，且空冷系统没有冷却水泄漏或渗漏，所以其凝结水中SiO2所占比例较高。　　c．水汽接触的换热表面积大，凝结水中CO2含量较高，铁的腐蚀产物含量高。对于直接空冷机组，汽轮机做功后的蒸汽经大型管道及散热片被强制冷却为凝结水，凝汽器冷却表面积非常大，有更多的机会接触漏入的空气，造成水中CO2含量较高。CO2渗入会使pH值降低而引起腐蚀。在水汽循环过程中，凝结水中的腐蚀产物多为铁的氧化物，运行中由于负荷变动，将会引起汽水管道中腐蚀产物脱落，增大金属氧化物的含量。1．2　水工况特点　　a．由于空冷机组汽轮机工况受外界气象影响较大，汽轮机尾部参数变化也大，年平均背压高，所以凝结水温度高。　　b．由于系统容积大，所以启动时需维持排气管真空所需时间长。 1．3　凝结水温度　　由于空冷机组的背压比湿冷机组高，直接空冷机组凝结水温度比大气环境温度约高36℃，因此凝结水水温比较高。故在选择精处理系统的设备时，不仅要考虑水工况，还须适应耐较高水温的要求。　　如果凝结水采用离子交换处理，所用树脂必须耐高温。强酸大孔型阳离子交换树脂的使用温度都在100以上，可用于空冷机组上；对于强碱I型大孔型阴离子交换树脂OH型的最高使用温度仅为60，另外，高温凝结水还会导致阴树脂分解率提高，交换容量降低，影响凝结水的水质。因此，高温凝结水离子交换处理技术关键在于以下几点：????a．严格选择耐高温且具有较高热稳定性的阴树脂。????b．减小运行中的阴树脂量。　　c．在保证出水水质和再生周期的前提条件下，减小树脂粒度，提高再生度，可以降低树脂的层高，减小运行中的阴树脂量。2　凝结水处理的必要性　　根据空冷机组中水汽系统容积大、接触表面大的特点，尽管冷却水没有污染凝结水，但庞大的系统　　也很难保持绝对的真空。这并非焊接不好所致，而泄漏大多是发生在法兰连接部位。由于密封材料的老化等，甚至与大气接触的细小连接处，都会因空气漏入使CO2进入汽水系统，使pH值降低，引起腐蚀。现系统材质多为碳钢，因此系统中腐蚀产物多为金属氧化物，其中铁的腐蚀产物最多。正常运行时腐蚀速率不大，但在机组基建阶段，停运期间，启动时保护不当、冲洗不净、未采用除盐水冲洗及负荷的变动等原因使腐蚀加剧。当锅炉补给水操作控制不当时，会带入一些可溶性盐类，当疏水未经处理回到系统中时也会造成一些污染。因此凝结水处理的首要任务是除掉金属的腐蚀产物、胶硅、悬浮杂质，同时还应除掉可溶盐类，为此应考虑设置凝结水精处理装置。通常应根据工程的具体情况，如机组参数、锅炉型式、水工况以及机组对水质的要求予以确定。3　高温凝结水精处理系统　　凝结水精处理的方式应根据空冷机组水汽系统特点进行选择，较适用的方案有3类：除铁过滤器、阳—阴分床式除盐设备、覆盖过滤器。3．1　除铁过滤器　　除铁过滤器型式较多，主要有电磁过滤器、管式过滤器、氢离子交换器。必须考虑设备和滤料的耐高温及对水质的污染问题。3．1．1　电磁除铁过滤器　　电磁除铁过滤器是在体内充填强磁性体，在体外配置产生磁场的线圈，当通直流电时，被磁化的充填物吸引磁性微粒，当达到饱和时，停止向线圈供电并进行消磁，待磁场消失后，用水和空气进行清洗。此种过滤器日本和西德使用较多，我国也有应用，如秦岭电厂、闸北电厂。　　电磁除铁过滤器的填料为不锈钢球，线圈的磁场强度1．5×105?A／m，磁通密度约0．2?T，过滤速度为1?500?m／h。其失效根据滤床压力损失或预先选定的时间间隔。失效后进行冲洗，在冲洗的同时必须进行电气退磁。冲洗时间1～2?min，冲洗水量约为过滤器体积的12倍。目前性能较好的为高梯度复合型电磁过滤器（HGMF），其填料为涡卷—钢毛复合型材料或钢丝棉、钢丝网，填充密度为5％，线圈的磁场强度为8×105?A／m，磁通密度约1?T，过滤速度为1?500?m／h。另外还有混合