大別山發(fā)電廠鍋爐補給水處理系統(tǒng)設(shè)備的調(diào)試和優(yōu)化(論文)

1、大別山發(fā)電廠鍋爐補給水處理系統(tǒng)設(shè)備的調(diào)試和優(yōu)化趙一新（中國電力湖北黃岡大別山發(fā)電有限責(zé)任公司）摘要：本文介紹和論述了黃岡大別山發(fā)電有限責(zé)任公司鍋爐補給水處理系統(tǒng)設(shè)備的配置以及調(diào)試過程和調(diào)試過程中的注意事項和可能存在的問題，并有針對性地提出優(yōu)化設(shè)備系統(tǒng)的可行性措施。關(guān)鍵詞：火電廠；鍋爐補給水；調(diào)試；優(yōu)化湖北黃岡大別山電廠一期2600MW工程機組鍋爐為超臨界參數(shù)變壓運行螺旋管圈直流爐，配套HG一197025.4-YM4鍋爐，汽輪機為一次中問再熱、單軸、四缸四排汽、凝汽式，型號為50STF60N64024.2566566。該項目為中國電力在湖北第一個大型電源點，生產(chǎn)準(zhǔn)備部門為了保證整體工程的進度，非

2、常重視補給水設(shè)備系統(tǒng)的調(diào)試和運行，制出高標(biāo)準(zhǔn)的除鹽水，以便為鍋爐的盡早打壓清洗做好準(zhǔn)備。同時要求在調(diào)試的過程中，力爭尋找水處理的最佳運行參數(shù)，使設(shè)備出力達(dá)到或優(yōu)于設(shè)計要求，選定最佳再生、恢復(fù)性清洗工況，我們配合調(diào)試單位組織技術(shù)力量，對鍋爐補給水系統(tǒng)進行了調(diào)試和穩(wěn)定運行。1鍋爐補給水處理系統(tǒng)工藝大別山發(fā)電公司鍋爐補給水處理系統(tǒng)，為東南電力設(shè)計院設(shè)計，正常運行系統(tǒng)出力為100t/h。設(shè)計水源為浮橋河水庫水，該水質(zhì)較穩(wěn)定，含鹽量常年在80mgL左右；原水含懸浮物較少，為2.62mgL左右；硬度為0.95mmolL左右；膠體硅所占的比例較高，為2.83mgL左右。根據(jù)超臨界直流爐機組給水質(zhì)量要求，對鍋

3、爐補給水預(yù)處理系統(tǒng)按超濾處理考慮，鍋爐補給水處理系統(tǒng)流程為：浮橋河水庫水生水箱生水泵自動反沖洗過濾器UF（超濾）裝置超濾水箱超濾水泵強酸陽離子交換器除碳器中間水箱中間水泵強堿陰離子交換器混床除鹽水箱除鹽水泵凝結(jié)水補水箱。補給水處理主系統(tǒng)為兩套超濾設(shè)備和兩套一、二級除鹽設(shè)備。2鍋爐補給水處理系統(tǒng)調(diào)試2.1鍋爐補給水予處理系統(tǒng)的調(diào)試補給水予處理系統(tǒng)主要由自清洗過濾器、超濾本體裝置、加凝聚劑裝置、加殺菌劑裝置、超濾反洗及加藥系統(tǒng)、超濾清洗裝置、超濾自動控制和電氣系統(tǒng)等組成。工藝系統(tǒng)為：生水箱內(nèi)的生水經(jīng)生水泵后加入凝聚劑（聚合鋁）和氧化劑（次氯酸鈉），再經(jīng)超濾前置自清洗過濾器過濾后進入超濾裝置，然后進

4、入超濾水箱。主要作用：去除懸浮物、細(xì)菌、大分子有機物和膠體為后續(xù)的除鹽處理提供合格的進水，以保證整個系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟運行，其出力為270t/h(不包括超濾反洗水)。2.1.1自清洗過濾器的調(diào)試：自清洗過濾器和超濾本體裝置作為一整體串聯(lián)運行。由于水中無機物、有機物及微生物的污染，超濾裝置在運行30分鐘后需自動進行反洗。當(dāng)污染嚴(yán)重透膜壓差達(dá)到18PSI時，需進行化學(xué)清洗。鍋爐補給水系統(tǒng)設(shè)置兩套自清洗過濾器，每套過濾器采用4個3in(7.62cm)的過濾單元，過濾精度為100mm，每臺產(chǎn)水量為120m3h。疊片過濾器分為過濾狀態(tài)和反洗狀態(tài)兩種運行狀態(tài)，產(chǎn)水周期為30min，與超濾裝置反洗時間同步。2

5、.1.2超濾系統(tǒng)的調(diào)試：超濾裝置采用全流過濾、定時頻繁反洗的全自動連續(xù)運行方式。超濾裝置設(shè)置了兩套，每套裝置設(shè)計出力為80m3h，回收水率為90。設(shè)計運行程控步序為：運行2030min，反沖洗30s。超濾膜可通過定期反洗和化學(xué)清洗，以恢復(fù)超濾膜的透水能力。當(dāng)超濾裝置的進出口壓差超過0.06MPa時報警，等待化學(xué)清洗，化學(xué)清洗頻率暫定為23個月。2.1.2.1超濾系統(tǒng)的沖洗：為了保證膜元件安裝后不被系統(tǒng)管路中的雜物損壞，超濾系統(tǒng)裝膜前對超濾系統(tǒng)中每一條管路，包括進水管、反洗水管及化學(xué)清洗管路等進行了沖洗。系統(tǒng)沖洗干凈后，為了保證下一步超濾膜元件安裝后的首次反洗用水，在超濾水箱中保有不低于2m液位

6、的清水。2.1.2.2超濾膜的安裝：超濾膜為德國產(chǎn)Membrana內(nèi)壓式中空纖維膜，每套安裝l8根膜元件。超濾膜與外殼為一體化結(jié)構(gòu)。超濾膜元件安裝后，因超濾膜在出廠時已充入保護液，立即進行了徹底沖洗。沖洗時，首先切換系統(tǒng)至上反洗進水，下反洗排水，啟動反洗水泵，反洗至出水清澈，再切換至下反洗進水，上反洗排水，反洗至出水清澈，沖洗結(jié)束。2.1.2.3超濾系統(tǒng)反洗：原水在通過超濾膜時，水中雜質(zhì)在濾膜表面截留。所有截留的雜質(zhì)都會在膜的表面沉積而增加膜的過濾阻力，導(dǎo)致過濾流量下降，需通過濾膜的反洗來除去截留的雜質(zhì)，恢復(fù)膜通量而保證出水能力。反洗時，對每一組濾筒進行反洗，反洗水為過濾后的水，反洗水量為過濾

7、水量的2.53.0倍，流量控制在160185m3h左右。反洗時，反洗水要加氯，以殺死附著在超濾膜面的細(xì)菌、微生物和藻類。根據(jù)廠家設(shè)計：加氯反洗一般控制氯離子質(zhì)量濃度為5mgL，流量為185m3h左右，反洗水泵出口壓力為0.15MPa，反洗時間為60s；脫氯反洗流量為185m3h左右，反洗水泵出口壓力為0.15MPa，反洗時間為24s。結(jié)束時，反洗出水水質(zhì)比較干凈。2.1.2.4超濾系統(tǒng)清洗：超濾系統(tǒng)運行一段時問后，水中的雜質(zhì)會使膜的分離性能下降，即發(fā)生膜污染，導(dǎo)致膜的透水量或分離能力下降。此時，應(yīng)采用化學(xué)清洗劑對超濾膜進行清洗，以恢復(fù)膜通量和截留率?；瘜W(xué)清洗需要根據(jù)原水水質(zhì)和超濾膜的污染物類型

8、來選擇(如酸清洗金屬氧化物，堿清洗有機物) ，常用兩種清洗劑聯(lián)合、連續(xù)使用，以增強清洗效果。大別山電廠超濾系統(tǒng)化學(xué)清洗采用循環(huán)清洗，化學(xué)清洗要制定操作卡，嚴(yán)格按照操作卡執(zhí)行，在化學(xué)清洗前，首先要對化學(xué)清洗系統(tǒng)和設(shè)備進行水沖洗，保證系統(tǒng)的清潔，否則系統(tǒng)里的銹蝕無和其它雜質(zhì)反而對膜組件造成污染。具體的清洗原則為：每種藥劑清洗為原水側(cè)進藥，濃水側(cè)回流。清洗分兩個階段：第一階段用質(zhì)量分?jǐn)?shù)30的NaOH調(diào)pH至l2，加入NaCIO溶液，使總氯質(zhì)量濃度達(dá)200mgL，并加熱至35進行氯洗循環(huán)清洗30min（或根據(jù)有機物污染的程度，適當(dāng)增加循環(huán)時間，并觀察PH值的下降、保持的趨勢），然后浸泡25min（根據(jù)

9、情況適當(dāng)延長浸泡時間），最后將清洗液全部放掉，啟動超濾清洗水泵進行滿水、沖洗，對沖洗出水進行采樣觀察并測試PH值，直到?jīng)_洗至中性方可；第二階段配鹽酸酸洗液（初次酸洗用鹽酸，以后的酸洗采用檸檬酸進行），用氨水調(diào) pH至2.0，并加熱至35進行酸洗25min（根據(jù)膜組件的污染程度進行時間的決定，可適當(dāng)延長進酸循環(huán)時間），然后浸泡25min（根據(jù)情況適當(dāng)延長），酸洗完后排放酸液，啟動超濾清洗水泵進行清洗并采樣觀測水樣的透明度和測試PH值，直到出水清澈，PH接近中性為止。2.1.2.5超濾系統(tǒng)出水水質(zhì)：超濾裝置膠體硅去除率：99%(10)；產(chǎn)水水質(zhì)：SDI2；濁度：0.10FTU；懸浮物質(zhì)量濃度1mg

10、L。2.1.2.6超濾系統(tǒng)調(diào)試問題及分析設(shè)備供應(yīng)商提供的清洗方式為堿氯洗和酸氯洗單獨進行。投運初期，單獨清洗后可以較好地恢復(fù)其產(chǎn)水率為90左右。但運行一段時間后，清洗后系統(tǒng)差壓在再啟運20min內(nèi)迅速升至0.06MPa以上，產(chǎn)水率降為75左右。進行多次單獨清洗后，差壓仍然在短時問內(nèi)很快上升，產(chǎn)水率也下降至80左右。經(jīng)分析，認(rèn)為堿氯洗和酸氯洗單獨進行不能有效同時去除有機物和金屬氧化物，改用堿氯洗和酸洗聯(lián)合清洗工藝后，洗后系統(tǒng)差壓上升較慢，而且產(chǎn)水率降低速度有了明顯的減緩。2.2離子交換除鹽設(shè)備的調(diào)試離子交換除鹽系統(tǒng)設(shè)備主要有：陽離子交換器、除二氧化碳器及中間水箱、中間水泵、陰離子交換器、混合離子

11、交換器、除鹽水泵、陰樹脂復(fù)蘇罐、陽樹脂復(fù)蘇罐、再生加熱水箱、廢水排放、酸堿貯存及計量系統(tǒng)設(shè)備。工藝系統(tǒng)為：超濾水箱內(nèi)的水經(jīng)超濾泵后加入還原劑（NaHSO3）再依次流經(jīng)陽離子交換器、除二氧化碳器及中間水箱、中間水泵、陰離子交換器、混合離子交換器進入除鹽水箱，再經(jīng)除鹽泵補入凝補水箱（或旁路到凝補水箱）。主要作用：除去超濾水中陰、陽離子，確保進入除鹽水箱的水質(zhì)符合標(biāo)準(zhǔn)。除鹽設(shè)備系統(tǒng)采用一級復(fù)床加混床串聯(lián)運行方式。一級除鹽設(shè)備采用無頂壓逆流再生方式；混床程控采用采用同步再生方式。再生酸堿廢水及沖洗水排入廢水收集池（有效容積150m3），在該池上設(shè)有廢水輸送泵將廢水轉(zhuǎn)送至工業(yè)廢水處理站進行處理。廢水輸送

12、泵可根據(jù)廢水池的液位啟動和停止。2.2.1陽離子交換器的調(diào)試2.2.1.1陽離子交換器內(nèi)部的檢查(1)配水裝置：支母管上的法蘭連接緊密無間隙；支管應(yīng)保持水平，開孔均勻；與布水裝置連接的襯膠應(yīng)完整、無破損。（2）出水裝置：與多孔板連結(jié)問隙小于0.25mm；水帽無破損，縫隙小于 0.3mm；水帽材質(zhì)316L；手試緊固程度(不可動)。(3)中間布水裝置：支母管上的法蘭連接，緊密無問隙；支管材質(zhì)316L；母管保持水平；T形繞絲支管問隙小于0.3mm；支管的支撐與固定牢固；布酸裝置連接的襯膠部分完整無破損。2.2.1.2 陽離子交換樹脂的裝填陽離子交換樹脂為江蘇蘇青公司產(chǎn)的強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂，

13、型號為0017。陽離子交換器直徑為2200mm，樹脂層高度為2200mm(帶壓脂層)，采用水力裝填。裝填陽離子交換樹脂6100kg，反洗觀察其高度約至中排以下，繼續(xù)裝填陽離子交換樹脂600kg至中排以上200mm。裝填樹脂的過程中，交換器中排以下有一定水位，并派專人負(fù)責(zé)監(jiān)視每袋樹脂的包裝商標(biāo)及顏色。絕對不允許將塑料袋、麻繩、樹脂標(biāo)簽卡等裝入交換器內(nèi)，且陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂不可裝錯，更不允許混在一起。2.2.1.3陽離子交換樹脂的反洗手動操作進行大反洗，洗出細(xì)小的樹脂顆粒和密度小的顆粒以及可能帶入的雜質(zhì)。啟動超濾水泵，手動控制流量，從觀察孔觀察反洗情況，盡最大的流量進行反洗，從反洗出口

14、管觀察水樣透明度和顏色，直到無雜質(zhì)、懸浮物，水質(zhì)透明為止。2.2.1.4陽離子交換器轉(zhuǎn)入正洗，從正洗出口管觀察水樣透明度和顏色，直到無雜質(zhì)、懸浮物，水質(zhì)透明，出水硬度小于50mmolL時，回收于除鹽水箱。此軟化水可用于樹脂的首次再生。2.2.2除二氧化碳器的調(diào)試除二氧化碳器的主要作用是除去水中的游離二氧化碳(簡稱除碳)，以降低陰離子交換器的負(fù)荷，同時能降低運行費用。2.2.2.1除碳風(fēng)機內(nèi)部檢查檢查除碳風(fēng)機，確認(rèn)轉(zhuǎn)動方向是否正確。檢查除碳器的承載格柵，確認(rèn)無裂紋、無缺損。2.2.2.2多面球的裝填多面球采用人工裝填，搬運和儲存過程中應(yīng)小心避免損壞袋子，防止其泄露和受污染。裝載過程中派專人負(fù)責(zé)小

15、心、緩慢、少量傾倒，且不能將任何包裝物(塑料袋、包裝紙、線頭、合格證等)倒入罐內(nèi)。2.2.2.3中間水箱的沖洗封閉人孔后，啟動除碳風(fēng)機，用陽離子交換樹脂床出水沖洗除碳器，通過中間水箱底排進行底部沖洗，同時溢流排放，直至排水清澈。排空后安排施工人員進入除碳器水箱，進行人工清理，最后用面團徹底清理干凈底部殘渣。2.2.3陰離子交換器的調(diào)試2.2.3.1陰離子交換器內(nèi)部的檢查陰離子交換器，檢查項目如下：(1)配水裝置同陽離子交換器；(2)布堿裝置與陽離子交換器的中排裝置同；(3)出水裝置與陽離子交換器的出水裝置同。2.2.3.2陰離子交換樹脂的裝填陰離子交換樹脂為江蘇蘇青公司產(chǎn)的強堿性苯乙烯系陰離子

16、交換樹脂，型號為2017。陰離子交換器直徑為2500mm，樹脂層高度為2800mm(帶壓脂層)，采用水力裝填。先裝填陰離子交換樹脂8700kg，反洗觀察其高度約至中排以下，繼續(xù)裝填700kg至中排以上200min。裝填樹脂的過程中，交換器中排以下有一定水位。2.2.4混合床的調(diào)試2.2.4.1混合床內(nèi)部檢查(1)布水裝置同陽離子交換器的布水裝置；(2)進堿裝置與陽離子交換器大致相同；(3)中間排水裝置與陽離子交換器中的中排裝置大致相同；(4)出水水帽與多孔板連結(jié)間隙應(yīng)小于0.25mm，水帽無破損，縫隙小于0.3mm，水帽材質(zhì)為316L，緊固程度為手試不可動。2.2.4.2混合離子交換床樹脂的裝

17、填混合離子交換器的直徑為1800mm，混合床樹脂層高度為：陽離子交換樹脂層500mm；陰離子交換樹脂層1000mm。采用水力裝填。先裝填型號為0017 MB的陽離子交換樹脂約1000kg，反洗后將高于中排中部的樹脂用小鏟子盛到袋子中拿出。繼續(xù)裝填型號為2017MB的陰離子交換樹脂約1800kg，裝填樹脂的過程中交換器內(nèi)有一定水位，專人負(fù)責(zé)監(jiān)視每袋樹脂的包裝商標(biāo)及顏色。絕對不允許將塑料袋、麻繩、樹脂標(biāo)簽卡等裝人交換器內(nèi)，且陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂不可裝錯，更不允許混在一起。2.2.5酸、堿噴射器的抽吸試驗2.2.5.1酸噴射器的抽吸試驗將陽離子交換樹脂床水位通過中間排水門排放至無水排出。將

18、酸計量箱注滿清水，全開陽離子交換樹脂床進酸門、陽離子交換樹脂床中排門、陽離子交換樹脂床酸噴射器出口門，啟動自用除鹽水泵，開啟再生水泵出 口門和陽離子交換樹脂床酸噴進水門。通過控制陽離子交換樹脂床酸噴射器進水門的開度，將陽離子交換樹脂床噴射器人口流量控制在(5mh)3.14(1.1m)=19mh左右，打開陽離子交換樹脂床酸計量箱出酸門。當(dāng)噴射器抽吸量大于7cmmin以上時，認(rèn)為抽吸試驗合格。混合床酸噴射器入口流量為(5mh)3.14(0.9m)=12mh。當(dāng)噴射器抽吸量大于5cmmin以上時，認(rèn)為抽吸試驗合格。2.2.5.2堿噴射器的抽吸試驗當(dāng)陰離子交換樹脂床堿噴射器人口流量為(5mh)3.14

19、(1.25m)=24.5mh時，噴射器抽吸量大于7cmmin認(rèn)為抽吸合格(抽吸量指計量箱液位下降的速度)。具體操作同酸噴射器。當(dāng)混合床堿噴射器入口流量為(5mh)3.14(0.9m)=12mh，噴射器抽吸量大于5cmmin以上時，認(rèn)為抽吸試驗合格。3 一級除鹽水的制備 3.1設(shè)備的再生3.1.1陽離子交換樹脂床的再生陽離子交換樹脂床首次再生用酸量為正常的2倍，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5，再生流量為1219th。再生結(jié)束后，關(guān)閉酸計量箱出口門，噴射器流量不變，進行置換后正洗。洗至出水酸度穩(wěn)定、P(Na)300L時，即可投入運行。陽離子交換樹脂床的再次再生應(yīng)視一級除鹽出水水質(zhì)的情況，決定是否需要。3.1.2陰離

20、子交換樹脂床的再生陰離子交換樹脂床首次再生用堿量為正常量的2倍，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4，再生流量為1525th。再生結(jié)束后，關(guān)閉酸計量箱出口門，噴射器流量不變。進行置換后正洗。正洗至電導(dǎo)率5cm；二氧化硅質(zhì)量濃度P(SiO)100mgL。陰離子交換樹脂床的再次再生視一級除鹽出水水質(zhì)的情況，決定是否需要。3.2一級除鹽出水水質(zhì)一級除鹽系統(tǒng)出水硬度為0mmol/L；電導(dǎo)率為4mS/cm；二氧化硅質(zhì)量濃度為80mg/l。4二級除鹽水的制備 4.1設(shè)備的再生4.1.1陽離子交換樹脂的再生陽離子交換樹脂床首次再生用酸量為正常的2倍，酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3左右，再生流速為5mh，流量為12th。4.1.2陰離子交換樹脂的再

21、生陰離子交換樹脂床首次再生用堿量為正常的2倍，堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2左右，再生流速為5mh，流量12th。4.1.3正洗再生后，陰離子交換樹脂正洗。陰離子交換樹脂正洗后，可大正洗。當(dāng)大正洗至出口水10mScm時，可進行混合。4.1.4樹脂混合混合前，應(yīng)將混合床內(nèi)水墊層放至樹脂層面上150200mm處?；旌蠒r， 慢慢開啟混合床的壓縮空氣門，維持入口表壓0.1MPa，使陰、陽離子樹脂充分混合(空氣量不宜過大，否則會使樹脂過分膨脹影響混合效果)，混合時間不超過3min。4.1.5混合后樹脂正洗混合后進行正洗，當(dāng)出口水電導(dǎo)率1mScm；SiO220mgL時，可投入運行。4.2二級除鹽出水水質(zhì) 二級除鹽水出水水

22、質(zhì)：硬度為0mmol/L；SiO2為10mgL；電導(dǎo)率為0.12mScm。4.3混合床調(diào)試問題及分析4.3.1混合床樹脂裝填的數(shù)量是按照樹脂的濕視密度和設(shè)計院設(shè)計的裝填體積進行計算、裝填的。但是，陽離子交換樹脂裝填后，反洗時常發(fā)現(xiàn)樹脂層高度超過中排，須將高于中排中部的樹脂用小鏟子盛到袋子中拿出。4.3.2混合床樹脂首次再生合格后，第二天樹脂又出現(xiàn)了分層。分析原因為樹脂混合時間不夠，沒有混合好。補救措施是采用0.1MPa的壓縮空氣混合3min。正洗合格后，靜置觀察沒有再出現(xiàn)分層現(xiàn)象。5調(diào)試過程中存在的問題整改措施5.1介質(zhì)流量控制：調(diào)試過程發(fā)現(xiàn)，當(dāng)兩套超濾裝置同時運行，啟動兩臺生水泵的時候，一臺

23、生水泵電機會過流。檢查后發(fā)現(xiàn)，每臺生水泵的變頻壓力點都取自各自的出口電接點壓力表上，其運行方式為穩(wěn)壓運行；當(dāng)兩臺同時啟動時，各自的壓力點不平衡，發(fā)生流量嚴(yán)重偏流現(xiàn)象；其中一臺生水泵的電流會超出其額定電流。同設(shè)計院、設(shè)備廠家、業(yè)主單位溝通后，把三臺生水泵的變頻壓力取樣點都移至生水泵出口母管上，但故障依舊。故需要加裝工頻遠(yuǎn)控啟停指令，當(dāng)啟動第二臺生水泵時，運行方式應(yīng)自動切換為一臺工頻一臺變頻(目前沒有設(shè)置遠(yuǎn)控工頻啟停指令，但人為手動可以實現(xiàn))。5.2加藥劑量控制：系統(tǒng)加藥調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)，生水泵出口母管殺菌劑濃度過高。把加藥泵沖程和頻率調(diào)到較小(200th，給水量100th)，導(dǎo)致超濾給水管路中加殺菌劑的劑量無法調(diào)整到合適藥量。需要將給水加殺菌劑泵更換為小出水力的計量泵。5.3系統(tǒng)閥門問題5.3.1調(diào)試過程中多次出現(xiàn)手動碟閥開關(guān)指示與實際不符的情況。即指示為開，實際為關(guān)或半關(guān)半開狀，且閥桿可自由操作。拆開檢查后發(fā)現(xiàn)，閥芯與操作手柄不能同步，重新定位后故