第一章－超临界直接空冷机组精处理研究.ppt

超临界直接空冷机组凝结水精处理系统研究 柯于进 汪德良 袁萍帆 余乐 二○○八年十二月 一、目的和意义 在我国富煤北方，水资源严重匮乏，建设火力发电厂采用超临界空冷机组是解决用水矛盾、提高机组效率、节能降耗的必然选择。因为火电厂中耗水量最大的部分是循环冷却水补充水，约占全厂耗水量的60%~70%，采用空冷系统，不需要补充循环水，电厂的用水量大大减少，全厂发电水耗率在0.15m3/(s.GW)左右，而采用循环冷却的湿冷机组的发电水耗率达0.8m3/(s.GW)。所以，超临界直接空冷机组已成为目前部分发电集团公司的开发方向。 超临界机组由于蒸汽参数高，对给水的品质有更高的要求（DL/T912-2005)。当采用直接空冷系统时，由于空冷系统复杂、庞大，并且蒸汽在冷却凝结过程中接触庞大的碳钢表面，使得其凝结水存在高温、高含铁量、高氧含量和高二氧化碳含量的问题，这给凝结水精处理带来了新的课题。因此，设计合适的直接空冷机组凝结水精处理系统是改善给水水质、保证机组安全经济运行的重要手段。 DL/T912-2005超临界火力发电机组水汽质量标准（摘录） 二、亚临界直接空冷凝结水精处理主要型式 1、粉末树脂覆盖过滤器 粉末树脂过滤器凝结水精处理系统由GRAVER公司首先提出。在目前投运的亚临界直接空冷系统采用最多。一般过滤器数量设计按3×50％凝结水配置，其中二台运行、一台备用，但是在大多数电厂实际运行中，由于压差上升较快，采用三台同时运行。使用的粉末树脂由阳树脂、阴树脂和纤维组成，其中阳树脂有氢型和铵型二种。 2、串联阳+阴分床 串联阳+阴分床凝结水精处理系统首先在南非MATINBA电厂6×660MW直接空冷机组采用，该系统由德国公司设计。国内采用串联阳+阴分床的直接空冷机组较少，华能榆社2×300MW和国华锦界电厂2×600MW机组中采用。其中榆社电厂每台机组按处理2×50%凝结水设计，没有备用，阳床按氢型方式运行；锦界电厂每台机组按处理3×50%凝结水设计，其中2台运行，一台备用，阳床按铵型方式运行。串联阳+阴分床凝结水精处理都采用体外再生系统，一般二台机组公用一套再生系统。 3、粉末树脂覆盖过滤器 +混床 粉末树脂覆盖过滤器＋混床凝结水精处理系统刚在国内设计和试运阶段，至今仍然没有运行经验。 三、亚临界直接空冷凝结水精处理进、出口水质查定结果 3.1粉末树脂过滤器系统 粉末树脂过滤器凝结水精处理水质查定试验在华电灵武#1机组进行，该机组容量为600MW，锅炉为亚临界压力汽包炉。查定试验在机组投入商业运行后约6个月进行，查定时二台过滤器运行，一台备用。 图1 、3#过滤器周期制水流量、压差与运行时间关系 随着运行时间的延长，过滤器的制水能力在下降，小于设计值，运行压差在不断上升，目前运行周期小于10天。 图2、3#过滤器进、出水氢电导率与运行时间关系 粉末树脂过滤器的出水氢电导率与进口凝结水氢电导率几乎相当，并且在投运初期过滤器还有一些阴离子杂质浸出使得氢电导率大于凝结水，表明其对阴离子基本无去除能力。 空冷凝结水和粉末过滤器出水的氢电导率在0.4μS/cm～0.5μS/cm之间，凝结水氢电导率明显高于湿冷机组。 直接空冷凝结水氢电导率与氟离子对应关系 表1 、粉末树脂过滤器进、出水杂质的检测结果 粉末树脂过滤器不能除去凝结水中盐类杂质，引起凝结水和精处理出口氢电导率严重超标的杂质阴离子主要是氟离子，粉末树脂过滤器投运初期还会释放一定量的氯离子和有机酸根离子。 图3 、 粉末树脂过滤器进、出水铁含量 在一个运行周期中，粉末树脂覆盖过滤器除铁效果基本稳定，平均除铁效率在75.4%。 查定结论 亚临界直接空冷机组凝结水采用粉末过滤器处理后，出水水质（氢电导率、杂质阴离子）不能满足DL/T912-2005《超临界火力发电厂水汽质量标准》的要求。 铵型粉末树脂覆盖过滤器除盐能力低的原因 1）过滤器中树脂用量少，可交换容量少； 2）阳树脂为铵型，且进水pH值高，因此阴树脂平衡泄漏的氯离子也高； 3）钠对铵的选择系数小于1，高pH下无除钠能力。 氢型粉末树脂覆盖过滤器除盐能力 1）粉末树脂过滤器刚投运时，具有一定的除盐作用，可以除掉大部分的F-离子，投运5min后取样时，进水F-离子浓度为20.35μg/L，出水F-离子浓度为2.06μg/L。 2）但由于树脂用量少，因此除盐时间较短。现场出水氢电导率的监测表明，粉末树脂过滤器投运10h～12h后完全失去除盐能力。 3.2串联阳床+阴床凝结水精处理系统 串联阳床＋阴床凝结水精处理水质查定试验于2008年2月在国华锦界电厂#1、#2直接空冷机组进行，容量为600