论文部分内容阅读
摘要：本文根据工程实例详细论述了凝结水精处理系统的必要性及特点以及系统的选择，供同行参阅。
关键词：凝结水；精处理系统
中图分类号：TP274
1.电厂概述
本工程系扩建工程，厂址位于南京市东北，长江以南，栖霞区四段圩村，距南京市约27km。本工程规划容量为2×390MW +4×1000MW机组，一期工程建设2×390 MW燃气-蒸汽联合循环机组，本期建设2×1000MW超超临界燃煤机组。
本工程锅炉补给水水源为长江水，循环水为长江水直流冷却。根据水质全分析资料看，含盐量、硬度较低，但硅、COD较高，总体水质尚可。
2.凝结水精处理系统必要性及特点
凝结水中的杂质主要分为两大类，一类是溶解盐由补给水处理系统的出水残留盐份、蒸汽携带的盐份和凝汽器泄漏盐份组成；另一类是热力系统金属的腐蚀产物，如铁、铜氧化物等，为满足锅炉给水水质的要求，尤其对于超临界直流炉机组，必需对凝结水进行深度处理。
凝结水精处理装置不仅能有效的去除由凝汽器漏入的盐分，还具有连续去除热力系统运行中产生的全部腐蚀产物以及由锅炉补给水处理系统带入的杂质，对提高机组启动速度、减少启动时的排水量，并对保证机组长期安全经济运行有很大的作用。
3超临界直流炉机组的凝结水精处理方案的选择
主要有前置过滤器加混床系统和前置过滤器加阳阴床串联系统两种；这里前置过滤器就有精密过滤器、树脂粉末过滤器、电磁过滤器、前置阳交换器等，但目前国内大多采用精密过滤器；两种系统各有其特点，阳阴床串联系统用于大型空冷机组的较多，前置过滤器加阳阴床串联系统也有用于核电站的例子，前置过滤器加混床系统主要用于超临界直流炉机组。
4.凝结水精处理系统说明
4.1 凝结水精处理设计参数
4.2 混床系统
1000MW机组凝结水精处理系统每台机组通常由3×33.3%或2×50%前置过滤器和4×33.3%高速混床组成。本工程从设备布置、控制造价角度考虑，推荐2×50%的过滤器配置。机组启动初期，凝结水含铁量超过1000μg/l时，不进入凝结水精处理混床系统，仅投入前置过滤器，迅速降低系统中的铁悬浮物含量，使机组尽早转入运行阶段。当发生压降过高，表明截留了大量固体，前置过滤器退出运行，用反洗水泵和压缩空气进行反洗。前置过滤器进出口母管设一个0-100%连续可调开度的旁路，旁路阀设有手动检修旁流阀。前置过滤器的正常运行周期应不低于10天。混床进出口母管设一个0-100%连续可调开度的旁路。混床为3台运行，1台备用，当某一台混床出水不合格或压差过大时，将启动另一台混床进行再循环运行直至出水合格并入系统，此时，将失效的混床解列，并将失效树脂输送至再生系统进行再生，然后将再生好的备用树脂输送至该混床备用。
4.3阳阴分床系统
阳阴床串联系统就是将单独的阳床和阴床串联起来作为凝结水精处理系统，目前国内外运行的直接空冷机组采用阳阴分床系统的较多，在湿冷机组上采用的较少。
阳阴分床系统的表计设置与混床系统相同，同时需要在过滤器、一级阳床和阴床进出水间设置旁路，二級阳床可专门设置一个旁路，当系统水质良好时将其旁路。二级阳床由于可以长期运行，在凝汽器无泄漏时可以旁路，所以不必设置备用设备。每台阳、阴床出口均需设置树脂捕捉器。
阳阴分床系统的树脂再生设备较为简单，不必像混床系统那样要求高分离度的再生分离罐。
5.系统比较
5.1 系统处理效果
两种方案均是依靠离子交换树脂的除盐能力去除凝结水中的盐分杂质， 从理论上来说，其处理效果应该是一样的，出水水质均可满足本工程超临界机组对水质的要求。但在再生系统和实际运行中，阳阴分床的再生系统不像混床系统那样需要将混合的阳阴树脂彻底分离，而混床系统需要将阳阴树脂彻底分离，尽可能避免阴阳树脂交叉污染，避免由于阴阳树脂交叉污染影响系统出水水质，目前，混床系统常用的二种再生方法为锥斗分离法和高塔分离法，均为成熟可靠的分离工艺，无论那种方法都能满足系统对阴阳树脂分离的要求。
由此可见，从出水水质方面看二种系统均可选择。
5.2工艺操作
两种处理工艺均可实现全自动运行包括设备的反洗或树脂再生，都需要酸碱，对于阳阴床串联系不存在阳阴树脂分离问题，所以操作相对简便，运行难度降低，只是由于阳阴树脂必须分开贮存，再生设备中多了树脂贮存罐。
对于二种系统设备的检修工作量，主要考虑设备水帽、树脂捕捉器滤元、前置过滤器滤元、阀门的检修更换等，阳阴分床系统的设备台数多，因此检修工作量也要大一些。
5.3设备布置及占地面积
两种系统的凝结水过滤器及离子交换器通常布置在汽机房或框架零米处；另外两台机组还需要有一处布置再生设备的位置，以及布置酸碱贮存罐的位置，通常酸碱贮存罐可布置在机组排水槽上部；二种系统再生设备及辅助再生设备所需布置面积相当，2台机组再生设备的占地面积约为150 m2、酸碱贮存及计量的面积约为70 m2。
6.设备投资及运行费用比较
6.1设备费
从近期混床方案和空冷机组阳阴分床方案的设备招标价估算，阳阴分床系统的投资远远高于混床方案。因两方案中前置过滤器是相同的，但分床方案中离子交换器的台数为混床方案的2倍多，要多8台中压设备。对于两台1000MW机组，估计阳阴分床系统包括树脂及控制系统及管道、阀门等，采购价约为混床系统的2倍，前置过滤器加混床系统包括程控设备、树脂、管道阀门等的采购价在约2500万元。则分床系统的采购价可能达到4500万元，因为系统的树脂量多，而且控制系统IO点数增加很多。
6.2经济比较汇总
7结论
根据上述对二种系统的分析和技术经济比较，工程设计中推荐前置过滤器加混床系统。采用前置过滤器加混床系统主要优点有：设备投资少；由于设备台数少，占地面积小；工艺成熟可靠，出水水质完全满足要求；由于系统阻力小，系统能耗也相应较低。不足之处主要是自用水耗量大，使得运行费用增大，但这部分费用可以与阳阴床中能耗增加引起的电费增加相抵消。
参考文献：
[1]董暖.空冷机组凝结水精处理系统的初步研究[J].河北 电力技术 2003.22（1）：18.20.
[2]韩买良，沈明忠.火力发电厂水处理与节水技术及工程实例.北京：化学工业出版社，2011年
关键词：凝结水；精处理系统
中图分类号：TP274
1.电厂概述
本工程系扩建工程，厂址位于南京市东北，长江以南，栖霞区四段圩村，距南京市约27km。本工程规划容量为2×390MW +4×1000MW机组，一期工程建设2×390 MW燃气-蒸汽联合循环机组，本期建设2×1000MW超超临界燃煤机组。
本工程锅炉补给水水源为长江水，循环水为长江水直流冷却。根据水质全分析资料看，含盐量、硬度较低，但硅、COD较高，总体水质尚可。
2.凝结水精处理系统必要性及特点
凝结水中的杂质主要分为两大类，一类是溶解盐由补给水处理系统的出水残留盐份、蒸汽携带的盐份和凝汽器泄漏盐份组成；另一类是热力系统金属的腐蚀产物，如铁、铜氧化物等，为满足锅炉给水水质的要求，尤其对于超临界直流炉机组，必需对凝结水进行深度处理。
凝结水精处理装置不仅能有效的去除由凝汽器漏入的盐分，还具有连续去除热力系统运行中产生的全部腐蚀产物以及由锅炉补给水处理系统带入的杂质，对提高机组启动速度、减少启动时的排水量，并对保证机组长期安全经济运行有很大的作用。
3超临界直流炉机组的凝结水精处理方案的选择
主要有前置过滤器加混床系统和前置过滤器加阳阴床串联系统两种；这里前置过滤器就有精密过滤器、树脂粉末过滤器、电磁过滤器、前置阳交换器等，但目前国内大多采用精密过滤器；两种系统各有其特点，阳阴床串联系统用于大型空冷机组的较多，前置过滤器加阳阴床串联系统也有用于核电站的例子，前置过滤器加混床系统主要用于超临界直流炉机组。
4.凝结水精处理系统说明
4.1 凝结水精处理设计参数
4.2 混床系统
1000MW机组凝结水精处理系统每台机组通常由3×33.3%或2×50%前置过滤器和4×33.3%高速混床组成。本工程从设备布置、控制造价角度考虑，推荐2×50%的过滤器配置。机组启动初期，凝结水含铁量超过1000μg/l时，不进入凝结水精处理混床系统，仅投入前置过滤器，迅速降低系统中的铁悬浮物含量，使机组尽早转入运行阶段。当发生压降过高，表明截留了大量固体，前置过滤器退出运行，用反洗水泵和压缩空气进行反洗。前置过滤器进出口母管设一个0-100%连续可调开度的旁路，旁路阀设有手动检修旁流阀。前置过滤器的正常运行周期应不低于10天。混床进出口母管设一个0-100%连续可调开度的旁路。混床为3台运行，1台备用，当某一台混床出水不合格或压差过大时，将启动另一台混床进行再循环运行直至出水合格并入系统，此时，将失效的混床解列，并将失效树脂输送至再生系统进行再生，然后将再生好的备用树脂输送至该混床备用。
4.3阳阴分床系统
阳阴床串联系统就是将单独的阳床和阴床串联起来作为凝结水精处理系统，目前国内外运行的直接空冷机组采用阳阴分床系统的较多，在湿冷机组上采用的较少。
阳阴分床系统的表计设置与混床系统相同，同时需要在过滤器、一级阳床和阴床进出水间设置旁路，二級阳床可专门设置一个旁路，当系统水质良好时将其旁路。二级阳床由于可以长期运行，在凝汽器无泄漏时可以旁路，所以不必设置备用设备。每台阳、阴床出口均需设置树脂捕捉器。
阳阴分床系统的树脂再生设备较为简单，不必像混床系统那样要求高分离度的再生分离罐。
5.系统比较
5.1 系统处理效果
两种方案均是依靠离子交换树脂的除盐能力去除凝结水中的盐分杂质， 从理论上来说，其处理效果应该是一样的，出水水质均可满足本工程超临界机组对水质的要求。但在再生系统和实际运行中，阳阴分床的再生系统不像混床系统那样需要将混合的阳阴树脂彻底分离，而混床系统需要将阳阴树脂彻底分离，尽可能避免阴阳树脂交叉污染，避免由于阴阳树脂交叉污染影响系统出水水质，目前，混床系统常用的二种再生方法为锥斗分离法和高塔分离法，均为成熟可靠的分离工艺，无论那种方法都能满足系统对阴阳树脂分离的要求。
由此可见，从出水水质方面看二种系统均可选择。
5.2工艺操作
两种处理工艺均可实现全自动运行包括设备的反洗或树脂再生，都需要酸碱，对于阳阴床串联系不存在阳阴树脂分离问题，所以操作相对简便，运行难度降低，只是由于阳阴树脂必须分开贮存，再生设备中多了树脂贮存罐。
对于二种系统设备的检修工作量，主要考虑设备水帽、树脂捕捉器滤元、前置过滤器滤元、阀门的检修更换等，阳阴分床系统的设备台数多，因此检修工作量也要大一些。
5.3设备布置及占地面积
两种系统的凝结水过滤器及离子交换器通常布置在汽机房或框架零米处；另外两台机组还需要有一处布置再生设备的位置，以及布置酸碱贮存罐的位置，通常酸碱贮存罐可布置在机组排水槽上部；二种系统再生设备及辅助再生设备所需布置面积相当，2台机组再生设备的占地面积约为150 m2、酸碱贮存及计量的面积约为70 m2。
6.设备投资及运行费用比较
6.1设备费
从近期混床方案和空冷机组阳阴分床方案的设备招标价估算，阳阴分床系统的投资远远高于混床方案。因两方案中前置过滤器是相同的，但分床方案中离子交换器的台数为混床方案的2倍多，要多8台中压设备。对于两台1000MW机组，估计阳阴分床系统包括树脂及控制系统及管道、阀门等，采购价约为混床系统的2倍，前置过滤器加混床系统包括程控设备、树脂、管道阀门等的采购价在约2500万元。则分床系统的采购价可能达到4500万元，因为系统的树脂量多，而且控制系统IO点数增加很多。
6.2经济比较汇总
7结论
根据上述对二种系统的分析和技术经济比较，工程设计中推荐前置过滤器加混床系统。采用前置过滤器加混床系统主要优点有：设备投资少；由于设备台数少，占地面积小；工艺成熟可靠，出水水质完全满足要求；由于系统阻力小，系统能耗也相应较低。不足之处主要是自用水耗量大，使得运行费用增大，但这部分费用可以与阳阴床中能耗增加引起的电费增加相抵消。
参考文献：
[1]董暖.空冷机组凝结水精处理系统的初步研究[J].河北 电力技术 2003.22（1）：18.20.
[2]韩买良，沈明忠.火力发电厂水处理与节水技术及工程实例.北京：化学工业出版社，2011年