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1、第第4 4章章 凝结水精处理凝结水精处理4.1 凝结水精处理的必要性凝结水精处理的必要性4.2 4.2 凝结水精处理的技术概况凝结水精处理的技术概况4.3 600MW4.3 600MW超临界机组凝结水精处理超临界机组凝结水精处理4.4 600MW4.4 600MW超临界机组凝结水精处理实例超临界机组凝结水精处理实例4.5 600MW4.5 600MW亚临界机组凝结水精处理亚临界机组凝结水精处理4.1 4.1 凝结水精处理的必要性凝结水精处理的必要性凝汽器泄漏：凝汽器泄漏：凝汽器的泄漏可使冷却水中的悬浮物和盐类进入凝结水中。泄漏可分凝汽器的泄漏可使冷却水中的悬浮物和盐类进入凝结水中。泄漏可分两种
2、情况：严重泄漏和轻微泄漏。两种情况：严重泄漏和轻微泄漏。前者多见于凝汽器中管子发生应力破裂、管子与管板连接处发生泄漏、前者多见于凝汽器中管子发生应力破裂、管子与管板连接处发生泄漏、腐蚀或大面积的腐蚀穿孔等。此时，大量冷却水进入凝结水中，凝结水腐蚀或大面积的腐蚀穿孔等。此时，大量冷却水进入凝结水中，凝结水水质严重恶化。后者多因凝汽器管子腐蚀穿孔或管子与管板连接处不严水质严重恶化。后者多因凝汽器管子腐蚀穿孔或管子与管板连接处不严密，使冷却水渗入凝结水中。密，使冷却水渗入凝结水中。即使凝汽器的制造和安装较好，在机组长期运行过程中，由于负荷和即使凝汽器的制造和安装较好，在机组长期运行过程中，由于负荷和
3、工况的变动，引起凝汽器的震动，也会使管子与管板连接处的严密性降工况的变动，引起凝汽器的震动，也会使管子与管板连接处的严密性降低，造成轻微的泄漏。低，造成轻微的泄漏。当用淡水作冷却水时，凝汽器的允许泄漏率一般应小于当用淡水作冷却水时，凝汽器的允许泄漏率一般应小于0.02。严密性。严密性较好的凝汽器，泄漏量小于此值，甚至可以达到较好的凝汽器，泄漏量小于此值，甚至可以达到0.005。当用海水作为。当用海水作为冷却水时，要求泄漏率小于冷却水时，要求泄漏率小于0.0004。凝汽器泄漏往往是电厂热力设备结垢、腐蚀的重要原因。凝汽器泄漏往往是电厂热力设备结垢、腐蚀的重要原因。金属腐蚀产物带入：金属腐蚀产物带
4、入：火电厂的汽水系统中的设备和管道，往往由于某些腐蚀性物质的作用而火电厂的汽水系统中的设备和管道，往往由于某些腐蚀性物质的作用而遭到腐蚀，致使凝结水中含有金属腐蚀产物，其中主要为铁和铜的氧化物。遭到腐蚀，致使凝结水中含有金属腐蚀产物，其中主要为铁和铜的氧化物。进入凝结水中金属腐蚀产物的量与很多因素有关，如机组的运行工况，设备进入凝结水中金属腐蚀产物的量与很多因素有关，如机组的运行工况，设备停用时保护的好坏，凝结水的停用时保护的好坏，凝结水的pH值，溶解气体值，溶解气体(氧和二氧化碳氧和二氧化碳)的含量等。的含量等。凝结水进入锅炉后，其所含的金属腐蚀产物将在水冷壁管中沉积，引起凝结水进入锅炉后，
5、其所含的金属腐蚀产物将在水冷壁管中沉积，引起锅炉结垢和腐蚀。一般情况下，在机组启动和负荷波动时，凝结水中的铁、锅炉结垢和腐蚀。一般情况下，在机组启动和负荷波动时，凝结水中的铁、铜含量急剧上升。铜含量急剧上升。补充水带入的悬浮物和盐分：补充水带入的悬浮物和盐分：锅炉补充水虽经深度除盐处理，但由于种种原因锅炉补充水虽经深度除盐处理，但由于种种原因(如原水中有机物含量高如原水中有机物含量高等等)，除盐水在，除盐水在25的电导率不能低于的电导率不能低于0.2S/cm，即使电导率小于，即使电导率小于0.1S/cm，补充水中仍含有一定量的残留盐分。此外，除盐水流过除盐水箱、除盐水泵补充水中仍含有一定量的残
6、留盐分。此外，除盐水流过除盐水箱、除盐水泵和管道，也会携带少量的悬浮物及溶解气体而进入给水。和管道，也会携带少量的悬浮物及溶解气体而进入给水。4.2 4.2 凝结水精处理技术概况凝结水精处理技术概况图图4.2.1 4.2.1 凝结水处理凝结水处理(a)(a)低压系统，低压系统，1 1汽轮机；汽轮机；2 2发电机；发电机；3 3凝汽器；凝汽器；4 4凝结水泵凝结水泵(低压低压)；5 5凝结水处理设备；凝结水处理设备；6 6凝升泵；凝升泵；7 7低加；低加；8 8凝结水泵凝结水泵(高压高压)1.凝结水处理设备与热力系统的连接方式凝结水处理设备与热力系统的连接方式低压系统连接方式低压系统连接方式 水
7、处理设备串联在凝结水泵和凝升泵之间，水处理设备串联在凝结水泵和凝升泵之间，见图见图4.2.1(a),。由于凝结水泵。由于凝结水泵在在1MPa1.3MPa压力下运行，所以混床是在较低压力下工作的，为了能将混压力下运行，所以混床是在较低压力下工作的，为了能将混床处理后的水再经低压加热器送入除氧器，需在混床之后设置凝结水升压泵。床处理后的水再经低压加热器送入除氧器，需在混床之后设置凝结水升压泵。在该系统中为便于除氧器水位的调节，系统中还需设置密封式补给水箱，在该系统中为便于除氧器水位的调节，系统中还需设置密封式补给水箱，中压系统连接方式中压系统连接方式 中压系统连接方式即为水处理设备串联在凝结水泵和
8、低压加热器之间中压系统连接方式即为水处理设备串联在凝结水泵和低压加热器之间,见图见图4.2.1(b),压力在压力在2.53.5MPa。采用中压凝结水系统，简化了热力系统，提高了系统的的。采用中压凝结水系统，简化了热力系统，提高了系统的的严密性，能耗省，也为凝结水处理系统布置在汽机房创造了条件。美国严密性，能耗省，也为凝结水处理系统布置在汽机房创造了条件。美国80%的凝结水处的凝结水处理系统采用中压系统运行。中压凝结水系统要求凝结处理设备的结构强度和防腐衬时能理系统采用中压系统运行。中压凝结水系统要求凝结处理设备的结构强度和防腐衬时能承受较高压力。离子交换树脂的机械强度要求高，并需采用各种中压电
9、动、气动耐腐蚀承受较高压力。离子交换树脂的机械强度要求高，并需采用各种中压电动、气动耐腐蚀阀门，一般需进口。阀门，一般需进口。图图4.2.1 4.2.1 凝结水处理凝结水处理(b)(b)中压系统中压系统1 1汽轮机；汽轮机；2 2发电机；发电机；3 3凝汽器；凝汽器；4 4凝结水泵凝结水泵(低压低压)；5 5凝结水处理设备；凝结水处理设备；6 6凝升泵；凝升泵；7 7低加；低加；8 8凝水泵凝水泵(高压高压)直流炉供汽的机组，直流炉供汽的机组，100%100%凝结水处理；凝结水处理；亚临界参数以上汽包炉供汽的机组，亚临界参数以上汽包炉供汽的机组，100%100%凝结水处理；凝结水处理；高压汽包
10、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。组可进行部分凝结水处理。凝结水处理系统分为过滤和除盐两大部分，过滤主要除去金属腐蚀产物及悬浮物等杂凝结水处理系统分为过滤和除盐两大部分，过滤主要除去金属腐蚀产物及悬浮物等杂质；质；在混床除盐出口处安装后置过滤器即树脂捕捉器，用于截留混床可能漏出的碎树脂。在混床除盐出口处安装后置过滤器即树脂捕捉器，用于截留混床可能漏出的碎树脂。2.12.1 有前、后置过滤器的水处理系统；有前、后置过滤器的水处理系统；前置过滤器前置过滤器 +混床混床+
11、后置过滤器后置过滤器 2.22.2 无前置过滤器的水处理系统：无前置过滤器的水处理系统：混床混床+树脂捕捉器树脂捕捉器采用何种方式应视水质要求而定采用何种方式应视水质要求而定600MW600MW超临界直流沪应采用有前、后置过滤器的系统超临界直流沪应采用有前、后置过滤器的系统前置过滤器：前置过滤器：5m5m滤芯（保安）过滤器、电磁过滤器、阳床过滤器等。滤芯（保安）过滤器、电磁过滤器、阳床过滤器等。后置过滤器：后置过滤器：离子捕捉器（捕捉混床带出的离子碎片）离子捕捉器（捕捉混床带出的离子碎片）高速混床：高速混床：阴、阳树脂混合床阴、阳树脂混合床2 2 .凝结水处理系统的组成凝结水处理系统的组成 如
12、果混床前未设过滤器时，凝结水中金属腐如果混床前未设过滤器时，凝结水中金属腐蚀产物等杂质会被混床中树脂所截留，粘附蚀产物等杂质会被混床中树脂所截留，粘附在树脂表面难以清除，因此一般混床是不能在树脂表面难以清除，因此一般混床是不能兼作过滤和除盐使用的。采用空气强力擦洗，兼作过滤和除盐使用的。采用空气强力擦洗，可以使树脂表面上粘附的腐蚀产物脱落，用可以使树脂表面上粘附的腐蚀产物脱落，用水淋洗排走。水淋洗排走。由于凝结水具有流量大、含盐量低的特点，由于凝结水具有流量大、含盐量低的特点，故采用高流速运行的混床即故采用高流速运行的混床即高速混床高速混床，其结，其结构见右图。构见右图。高速混床的特点：高速混
13、床的特点：运行流速高最大流速运行流速高最大流速120m/h120m/h；采用体外再生简化了混床内部结构；采用体外再生简化了混床内部结构；处理水量大，能有效除去水中的离子及处理水量大，能有效除去水中的离子及悬浮物等杂质；悬浮物等杂质；对树脂的性能要求很高。对树脂的性能要求很高。3.3.高速混床的结构高速混床的结构混床进水阀混床进水阀混床出脂阀混床出脂阀混床进脂混床进脂/进气进气/正洗阀正洗阀混床出水阀混床出水阀混床再循环混床再循环/排排水水/反洗反洗/进气阀进气阀混床排气阀混床排气阀1.1.机械强度机械强度 凝凝胶型树脂的孔径小，交联度低，抵抗树脂胶型树脂的孔径小，交联度低，抵抗树脂“再生再生失
14、效失效”反复转型膨胀和收反复转型膨胀和收缩而产生的渗透应力较差，因而易破碎。大孔型树脂的孔径大，交联度高，抗膨胀和缩而产生的渗透应力较差，因而易破碎。大孔型树脂的孔径大，交联度高，抗膨胀和收缩能力强，因而不易破碎。高速混床的实际运行结果表明，选出用大孔型树脂，混收缩能力强，因而不易破碎。高速混床的实际运行结果表明，选出用大孔型树脂，混床压降可控制在床压降可控制在0.2MPa0.2MPa以下，树脂破损率大大降低。当混床高流速运行时，树脂要以下，树脂破损率大大降低。当混床高流速运行时，树脂要经受较大的水流压力，如机械强度不足以抵抗所受压力时就会破碎，因此用于高速混经受较大的水流压力，如机械强度不足
15、以抵抗所受压力时就会破碎，因此用于高速混床的树脂一定要有高的机械强度。床的树脂一定要有高的机械强度。2.2.树脂的粒径要合适且大小要均匀。树脂的粒径要合适且大小要均匀。一般要求一般要求90%90%以上重量的树脂颗粒集中在粒径偏差在以上重量的树脂颗粒集中在粒径偏差在0.1mm0.1mm范围内，这样减范围内，这样减轻树脂的交叉污染。粒度不均的树脂，在反洗分层后，阳树脂与阴树脂不能有效分离，轻树脂的交叉污染。粒度不均的树脂，在反洗分层后，阳树脂与阴树脂不能有效分离，容易形成小颗粒阳树脂和大颗粒阴树脂互相渗杂的混脂区。再生时阳树脂中夹杂的阴容易形成小颗粒阳树脂和大颗粒阴树脂互相渗杂的混脂区。再生时阳树
16、脂中夹杂的阴树脂变成树脂变成CICI型（型（HCIHCI作再生剂时），阴树脂中夹杂的阳树脂变成作再生剂时），阴树脂中夹杂的阳树脂变成NaNa型（型（NaOHNaOH再生）。再生）。混脂的存在，即使再生非常彻底，由于上述原因，再生混合后，树脂层中有一部分混脂的存在，即使再生非常彻底，由于上述原因，再生混合后，树脂层中有一部分RCIRCI和和RNaRNa树脂。这对凝结水精处理水质影响很大。表现为混床漏树脂。这对凝结水精处理水质影响很大。表现为混床漏NaNa和漏和漏CICI。这叫阴。这叫阴阳树脂的交叉污染。因为小颗粒阳树脂沉降速度与大颗粒阴树脂沉降速度接近，不易阳树脂的交叉污染。因为小颗粒阳树脂沉降速度与大颗粒阴树脂沉降速度接近，不易水力分开树脂层压降小。如果颗粒不均匀，小的填充在大的之间，水流阻力大，压水力分开树脂层压降小。如果颗粒不均匀，小的填充在大的之间，水流阻力大，压降大，均匀颗粒不存在此问题水耗低。均粒树脂颗粒反洗时，无大颗粒树脂拖长时降大，均匀颗粒不存在此问题水耗低。均粒树脂颗粒反洗时，无大颗粒树脂拖长时间，所以反洗时间短，用水少。间，所以反洗时间短，用水少。高速混床对树脂的要求
