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國產三十萬機組凝結水精處理平底混床及再生系統系統改造

發布時間:2010.05.14    新聞來源:江蘇新大高空公司    瀏覽次數:

國產三十萬機組凝結水精處理平底混床及再生系統系統改造

[摘 要] 重復循環的凝結水含有由于凝汽器泄漏等原因引入的顆粒物質(氧化鐵等沉積物雜質)和溶解的離子組合。這些雜質若不有效地除去,將會引起鍋爐管和熱交換器管等的堵塞,侵蝕和腐蝕,或沉積在汽輪機葉片上。為減少電廠維修費用并使機組保持最佳的熱效率,許多大電廠采用了全流量的凝結水精處理。為保證最佳的處理水質,要求凝混床內部樹脂失效后盡可能地全部轉出再生,而且再生設備將陽離子與陰離子樹脂能最徹底的分離。本文詳細介紹了洛河發電廠一期凝結水精處理及再生系統引進、消化、吸收國內外先進技術和設備,針對性地進行了改造,保證了向機組提供優質補給水,并降低了機組維護成本。
[關鍵詞] 凝結水精處理、交叉污染、體外再生、錐體分離
1 概述
1.1
洛河發電廠一期工程為2×300MW國產燃煤汽輪發電機組。每臺機組設有一套全容量低壓凝結水精處理裝置,各配置三臺高速混床,總出力均為645t/h。原混床為上海電站輔機廠二十世紀八十年代初期產品,其集水裝置采用平底列管支管式。受其局限,當內部樹脂失效后,樹脂輸出時間長,并且難以全部轉出再生,仍滯留約有250mm高的樹脂繼續下次運行,周期制水量少,出水品質不高,亦縮短了樹脂的使用壽命。
1.2 原凝結水體外再生系統為國產三塔系統。為防止樹脂交叉污染在陰陽樹脂中間加入一層惰性樹脂。但由于設計及當時的技術水平的限制,存在著惰性樹脂易流失,樹脂界面分離不清,分離罐樹脂輸送出口處樹脂交叉污染較嚴重,再生操作不易控制等缺點,造成凝結水精處理系統出水水質差,運行周期短等問題。
1.3 精處理及再生系統的選定及實施
進入二十世紀九十年代末期,一些新的凝結水處理及體外再生技術相繼出現,并已投入使用。經過多方調研及分析對比并結合我廠實際,將凝結水精處理混床底部進行改進,采用集水裝置橢圓多孔板水帽式,排脂管口位于橢圓底部中心位置;選用錐體分離體外再生設備作為我廠一期工程凝結水樹脂體外再生設備,二者均實行全過程程序控制。
2  新技術的應用
2.1 凝結水精處理混床

  洛河發電廠二期凝結水精處理混床引用西安電力設備廠的產品,其集水裝置采用圓弧形水帽底。洛廠自投產以來,周期制水量及出水水質較一期改造前好得多。原為一期同類產品的其它發電廠已經對其進行了改造,且改造后效果明顯良好。改造工序為:將原凝混床切割去底部,焊接上根據現場實際及原混床規范設計制造的圓弧形水帽底,就位管道閥門盡量沿用原件,根據需要再予以添加,內部防腐層再施以修補。
2.2 錐體分離技術
   錐體分離體外再生系統由錐體分離陰樹脂再生塔(進口設備),混脂罐,陽樹脂再生塔,儲存塔組成,核心設備為錐體分離塔。使用二級配水恒流量反洗分層,一級配水為列管支管式進水裝置,二級配水為分離塔底部錐體部分采用環氧樹脂與石英砂燒結制成的錐形進水裝置。該裝置內部存在大量微孔,能保證進水均勻,流量恒定。樹脂界面檢測采用差式電導率與光電比色雙重檢測方法。差式電導率法的原理是利用陰陽樹脂對二氧化碳的吸收程度不同,在樹脂轉變過程中向輸送管內持續導入二氧化碳,利用陰、陽樹脂通過電導率探頭時的實變,判斷樹脂界面;光電分離是利用樹脂顏色的差異對單色光的反射量不同,檢測陰陽樹脂界面。
2.3 系統運行流程簡介
   凝混床樹脂運行失效后,開啟覆蓋自用水泵,混床內部產生渦旋輸送水流,將樹脂幾乎全部轉送至錐體分離塔。在錐體分離塔內先進行空氣擦洗除去機械雜質,再進行反洗分層,從底部進水托起樹脂,然后降低流速讓樹脂沉降。陰陽樹脂因其密度不同,在下降過程中分層,分層結束后進水不停,抽脂管從分離塔底部將陽樹脂抽入陽再生塔,設在樹脂轉送管上的檢測裝置控制到陽樹脂后,立即關閉陽塔進脂,將少量混脂轉入混脂罐待下套混床樹脂再生時,轉入分離塔重新分離。然后進入各自的再生程序,再生結束后,轉入儲存塔進行充分混合,再輸送入混床備用。
2.4 新技術的特點
   凝結水精處理混床采用圓弧形底集水裝置,排脂管口設于其底部中心位置,有效地解決了平底樹脂轉送不完的缺點。因為樹脂輸送水在混床內部易產生旋流,中心線附近流速最大,壓強最小,樹脂在壓強的作用下,流向排脂孔。這樣,既縮短了樹脂輸送時間,還可使混床排脂率達到99%以上。
再生系統采用錐體形狀的樹脂分離罐,使分離區表面積達到最小,減少了陰、陽樹脂的接觸機率。從底部轉出陽樹脂可以避免樹脂分離效果受樹脂體積變化的影響,即可適應凝混床中導電度及光電分離在樹脂配比的變化,采用差式導電度及光電分離在樹脂輸送管中檢測樹脂界面的出現,將少量混脂抽出進行二次分離,能更加有效地減少了陰陽樹脂的交叉感染。另外,可以不必添加惰性樹脂隔離層。
2.5 改造前后凝結水精處理系統的運行工況
  (1)改造前運行狀況。
  未進行改造前凝結水混床出水電導率控制在0.15us/cm內混床運行周期平均約220小時,出水電導率最小值在0.090us/cm左右,而且維系在0.1us/cm以下時間并不長。任選一臺改造前的凝混床運行工況作為參照,運行數據匯總如下:
              表1   #1機#1凝混床運行數據統計
       運行日期:2003.12.08 13:00 —— 2003.12.25 11:00
       時間 電導率(us/cm) 鈉(ug/l) 二氧化硅ug/l)
        03.12.08 0.105 1.0 2.0
        03.12.09 0.094 1.0 2.0
        03.12.10 0.094 1.2 1.9
        03.12.11 0.093 1.2 2.0
        03.12.12 0.092 1.3 1.8
        03.12.13 0.094 1.5 2.5
        03.12.14 0.094 1.5 2.5
        03.12.15 0.087 2.0 2.7
        03.12.16 0.092 2.2 3.3
        03.12.17 0.093 2.2 3.6
        03.12.18 0.098 2.5 3.7
        03.12.19 0.096 2.8 3.9
        03.12.20 0.099 2.8 4.2
        03.12.21 0.108 3.0 4.7
        03.12.22 0.118 3.5 5.2
        03.12.23 0.120 3.6 5.6
        03.12.24 0.127 4.0 6.7
        03.12.25 0.136 7.0 7.9
*注:數據取日平均值。
  (2)改造后運行工況
  凝結水體外再生設備在完成了全面改造后實現全過程程序控制,經過調試、驗收于2003年7月投入正常使用。在機組大小修期間,于2003年5月及2004年元月分別對#2機和#1機凝結水精處理設備進行了底部改造,經調試、驗收后均亦投入正常使用。經過對混床制水情況進行檢測,出水電導率控制不大于0.15us/cm,混床平均運行周期約400小時,最長運行時間可達600小時,而出水電導率最小值可達到0.063us/cm,而且維持在0.1us/cm以下時間較長,現#1、2機各任選一臺混床進行跟蹤檢測,運行數據匯總如下:
              表2 #1機#1凝混床運行數據統計
       運行日期:2004.03.29 00:00 —— 2004.04.19 16:00
       時間 電導率(us/cm) 鈉(ug/l) 二氧化硅ug/l)
        03.29 0.085 0.9 1.9
        03.30 0.083 0.9 1.9
        03.31 0.080 0.9 2.0
        04.01 0.081 1.0 2.1
        04.02 0.078 1.1 2.0
        04.03 0.075 1.0 2.3
        04.04 0.070 1.0 2.4
        04.05 0.080 1.2 2.7
        04.06 0.090 1.3 3.0
        04.07 0.080 1.4 3.2
        04.08 0.081 1.3 3.5
        04.09 0.093 1.3 3.7
        04.10 0.098 1.2 3.9
        04.11 0.109 1.3 4.1
        04.12 0.107 1.5 4.5
        04.13 0.107 2.7 4.2
        04.14 0.111 2.8 4.8
        04.15 0.116 3.0 5.1
        04.16 0.119 3.1 5.3
        04.17 0.123 3.6 5.6
        04.18 0.118 3.6 6.3
        04.19 0.120 3.7 6.5
*注:數據取日平均值。
             表3 #2機#4凝混床運行數據統計
       運行日期:2003.7.20.12:00—2003.8.10.10:00 平均流量:300t/h
       時間 電導率(us/cm) 鈉(ug/l) 二氧化硅ug/l)
        7.20 0.095 1.0 3.5
        7.21 0.089 1.1 3.6
        7.22 0.088 1.1 3.5
        7.23 0.089 1.2 3.6
        7.24 0.089 1.2 3.7
        7.25 0.089 1.2 3.8
        7.26 0.090 1.3 3.7
        7.27 0.091 1.2 3.9
        7.28 0.090 1.3 4.0
        7.29 0.091 1.4 4.1
        7.30 0.092 1.3 4.3
        7.31 0.092 1.3 4.5
        8.01 0.092 1.2 4.5
        8.02 0.093 1.3 4.5
        8.03 0.094 1.3 4.2
        8.04 0.100 1.5 3.8
        8.05 0.103 2.8 4.8
        8.06 0.113 2.9 5.2
        8.07 0.122 3.2 5.4
        8.08 0.132 3.7 5.6
        8.09 0.135 4.2 6.3
        8.10 0.134 4.8 7.4
注:數據取日平均值
  從分析數據可以看出,改造后凝混床和運行工況良好,出水品質較好,電導率不大于0.10us/cm的達73%, 實現凝混床電導率小于0.10us/cm長周期運行完全可能。
2.6 效益
   洛河發電廠一期工程凝結水精處理及再生系統改造后,設備運行工況良好,錐體分離技術在陰、陽樹脂分離方面有明顯的優越性,陰、陽樹脂分離效果較好,交叉污染程度大大降低,樹脂轉出再生比較完全,精處理系統出水品質大大提高。運行周期延長,混床樹脂再生次數減少,年節約鹽酸20噸,燒堿20噸,節約費用約4萬元。另可減少廢水排放量,明顯提高汽水品質。
3  參考文獻
[1]《現代電廠的凝結水精處理》 作者:H.R.BOLTON
[2]“大唐洛河發電廠化學運行報表” 作者:大唐洛河發電廠化學分場
[3]“凝結水精處理新的應用經驗” 作者:G.Van Niekerk及 J.B.Conlin 《電力研究所凝結水精處理設備專輯》1985.6.

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