電廠化學(xué)崗前訓(xùn)第五章凝結(jié)水精處理課件

1、學(xué)習(xí)內(nèi)容 緒論第一章 電廠用水概述第二章 水的預(yù)處理第三章 水的預(yù)脫鹽（超濾、反滲透）第四章 鍋爐補(bǔ)給水深度除鹽第五章 凝結(jié)水精處理第六章 超臨界機(jī)組熱力設(shè)備腐蝕概述第七章 熱力設(shè)備的氧腐蝕和酸性腐蝕第八章 超臨界機(jī)組的水化學(xué)工況第九章 冷卻水系統(tǒng)的腐蝕與防護(hù)第十章 熱力設(shè)備的化學(xué)清洗第1頁，共60頁。第五章 凝結(jié)水精處理 火電廠鍋爐的給水由汽輪機(jī)凝結(jié)水、鍋爐補(bǔ)給水和疏水組成。凝結(jié)水量占鍋爐給水總量的90以上。因此，對(duì)于高質(zhì)量的給水，除了鍋爐補(bǔ)給水需進(jìn)行深度凈化處理外，對(duì)含雜質(zhì)很低的凝結(jié)水也必須進(jìn)行深度處理，又稱凝結(jié)水精處理。一臺(tái)600MW機(jī)組的凝結(jié)水量一般在1500t/h左右。第一節(jié) 概 述

2、一、高參數(shù)機(jī)組凝結(jié)水處理的必要性 1超臨界直流爐機(jī)組對(duì)水質(zhì)要求更嚴(yán)格 (1)超臨界機(jī)組的鍋爐為直流爐：給水若帶入鹽類或其他雜質(zhì)，要么會(huì)在鍋爐爐管內(nèi)形成沉積物，要么會(huì)隨蒸汽帶入汽輪機(jī)沉積在蒸汽通道部位，還有少部分會(huì)返回到凝結(jié)水中。 (2)直流爐機(jī)組多為高參數(shù)大容量機(jī)組：超臨界壓力直流爐的熱負(fù)荷很高，給水帶入的少量鹽類都可能導(dǎo)致爐管內(nèi)結(jié)垢，過熱器積鹽。由于鹽類在蒸汽中的溶解度隨蒸汽參數(shù)的提高而增大，所以參數(shù)越高蒸汽溶解帶鹽能力越大，鹽類被蒸汽帶入汽輪機(jī)中，引起汽輪機(jī)腐蝕和產(chǎn)生沉積物。 第2頁，共60頁。2凝結(jié)水的污染 (1)凝汽器漏冷卻水：用淡水作冷卻水時(shí)，凝汽器的允許滲漏率應(yīng)小于0.02，甚至可

3、低于0.005；用海水作冷卻水時(shí)，要求滲漏率小于0.0004。嚴(yán)禁杜絕凝汽器的泄露。 (2)金屬腐蝕產(chǎn)物的污染：腐蝕產(chǎn)物的主要成分是鐵和銅的氧化物，機(jī)組啟動(dòng)過程中鐵銅含量比正常運(yùn)行值要高十幾倍甚至幾十倍，致使長(zhǎng)時(shí)間的沖洗才能達(dá)到正常值。 (3)水汽系統(tǒng)漏入空氣：最常見的部位是汽輪機(jī)的密封系統(tǒng)、給水泵密封處和低壓加熱器膨脹節(jié)點(diǎn)處。使給水中含氧量和CO2含量增高。 (4)補(bǔ)給水的雜質(zhì)。 此外，停爐保護(hù)藥劑的殘留物也可能會(huì)污染凝結(jié)水。第3頁，共60頁。二、凝結(jié)水精處理的目的及作用 1、凝結(jié)水精處理的目的是： (1)去除凝結(jié)水中的金屬腐蝕產(chǎn)物； (2)去除凝結(jié)水中的微量溶解鹽類； (3)去除隨冷卻水漏

4、入的懸浮固形物。 2、凝結(jié)水精處理的作用： (1)機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，除去系統(tǒng)中微量溶解鹽類，提高凝結(jié)水水質(zhì)，保證優(yōu)良的給水品質(zhì)和蒸汽質(zhì)量； (2)冷卻水泄漏時(shí)，除去因泄漏而帶入的溶解鹽類和懸浮物，為機(jī)組按正常程序停機(jī)爭(zhēng)得時(shí)間； (3)機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，除去凝結(jié)水中的銅、鐵腐蝕產(chǎn)物，縮短啟動(dòng)時(shí)間； (4)新系統(tǒng)或設(shè)備大修后投入運(yùn)行時(shí)對(duì)凝結(jié)水進(jìn)行處理，減少水汽系統(tǒng)的清洗時(shí)間。第4頁，共60頁。第5頁，共60頁。三、直流鍋爐的給水質(zhì)量1、直流鍋爐的給水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 注 ( )號(hào)內(nèi)數(shù)字為期望值。 第6頁，共60頁。2、超臨界直流鍋爐給水聯(lián)合水工況時(shí)的給水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 第7頁，共60頁。四、凝結(jié)水精處理的適用范圍 (1

5、)由直流爐供汽的機(jī)組，全部凝結(jié)水進(jìn)行精處理，必要時(shí)還可設(shè)供機(jī)組啟動(dòng)時(shí)用的除鐵措施。 (2)由亞臨界壓力及以上汽包爐供汽的機(jī)組，全部凝結(jié)水進(jìn)行處理。 (3)由高壓汽包爐供汽、海水冷卻的機(jī)組，以及由超高壓汽包爐供汽、海水或苦咸水冷卻的機(jī)組，可進(jìn)行部分凝結(jié)水處理。 (4)由超高壓汽包爐供汽、淡水冷卻、承擔(dān)調(diào)峰負(fù)荷的機(jī)組，可設(shè)供機(jī)組啟動(dòng)時(shí)的凝結(jié)水除鐵裝置。 (5)采用帶有混合式凝汽器的間接空冷系統(tǒng)時(shí)，全部凝結(jié)水進(jìn)行處理。此外還宜設(shè)置供機(jī)組啟動(dòng)時(shí)專用的除鐵設(shè)施。 (6)汽包爐給水當(dāng)采用聯(lián)合處理或中性處理時(shí)，一般要求對(duì)凝結(jié)水全部處理。第8頁，共60頁。五、凝結(jié)水處理的工藝流程： 1、有前置過濾器的系統(tǒng)：

6、1)凝結(jié)水覆蓋過濾器混合床； 2)凝結(jié)水樹脂粉覆蓋過濾器混合床； 3)凝結(jié)水電磁過濾器混合床； 4)凝結(jié)水管式微孔過濾器混合床； 5)凝結(jié)水氫型陽床混合床。 2、不設(shè)前置過濾器的凝結(jié)水處理系統(tǒng)： 1)凝結(jié)水樹脂粉覆蓋過濾器； 2)凝結(jié)水空氣擦洗高速混床。 有時(shí)將樹脂撲捉器稱為后置過濾器。第9頁，共60頁。國電寶二660MW超臨界機(jī)組凝結(jié)水精處理選用中壓處理系統(tǒng)。凝結(jié)水精處理裝置在主凝結(jié)水系統(tǒng)流程如下：排氣裝置凝結(jié)水泵中壓粉末樹脂覆蓋過濾器中壓凝結(jié)水高速精混床裝置 軸封冷卻器低壓加熱器除氧器。第10頁，共60頁。第二節(jié) 凝結(jié)水過濾 一、凝結(jié)水對(duì)過濾的要求 ： 凝結(jié)水過濾處理用來濾去凝結(jié)水中的金屬

7、腐蝕產(chǎn)物微粒（鐵銅氧化物）及凝汽器泄漏時(shí)的懸浮物。 (1)濾料的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性好，不污染水質(zhì)； (2)過濾面積大，以適應(yīng)大流量的要求； (3)濾料層的水流阻力小，以便高流速運(yùn)行。 常用的過濾設(shè)備有電磁過濾器、微孔濾元過濾器、陽床過濾器等。 第11頁，共60頁。二、過濾設(shè)備1、電磁過濾器 過濾原理：凝結(jié)水中鐵的腐蝕產(chǎn)物(主要有Fe304、a-Fe203、r-Fe203)在外來磁場(chǎng)作用下磁化，利用磁性吸引的方法從水中去除這些腐蝕產(chǎn)物。結(jié)構(gòu)：采用空隙率達(dá)95的30200um渦卷鋼毛復(fù)合基體作為填料，運(yùn)行流速為400800m/h，采用比初投運(yùn)時(shí)阻力上升0.05-0.1MPa作為運(yùn)行終點(diǎn)。操作：在

8、電磁過濾器運(yùn)行終點(diǎn)時(shí)，先用氣壓約為0.20.4MPa的壓縮空氣擦洗，擦洗強(qiáng)度為1500Nm3/(m2h)，時(shí)間為46s；以后再用水反洗，水反洗強(qiáng)度為800m3/(m2h)，時(shí)間為1012s。上述空氣一水反洗操作重復(fù)24次。效率：除鐵效率可達(dá)8090以上，正常運(yùn)行時(shí)出水中Fe0.35MPa時(shí)，啟動(dòng)備用混床并進(jìn)行循環(huán)正洗直至出水合格并入系統(tǒng)。并將失效混床退出運(yùn)行，進(jìn)入再生程序。 在混床投運(yùn)初期，如果出水水質(zhì)不能滿足要求，則通過再循環(huán)單元，將出水送回混床進(jìn)行循環(huán)處理，直至出水電導(dǎo)率合格。 當(dāng)凝結(jié)水溫度高于50或系統(tǒng)壓差大于0.35MPa時(shí)，精處理系統(tǒng)旁路閥自動(dòng)打開，同時(shí)關(guān)閉進(jìn)、出水母管總閥門，凝結(jié)水

9、100通過旁路。 凝結(jié)水混床按H/OH型運(yùn)行，失效標(biāo)準(zhǔn)：出水電導(dǎo)率0.2S/cm(25)、SiO215g/L、混床進(jìn)出口壓差0.35MPa。第33頁，共60頁。四、凝結(jié)水混床運(yùn)行操作步驟 混床運(yùn)行操作的十個(gè)步驟是：升壓；循環(huán)正洗；運(yùn)行；卸壓；樹脂送出；樹脂送入；排水； 樹脂混合；沉降；充水。 1升壓：混床由備用狀態(tài)表壓力為零升到凝結(jié)水壓力的過程稱升壓。專設(shè)有小管徑升壓進(jìn)水旁路。 2循環(huán)正洗：經(jīng)過專用再循環(huán)單元將正洗水送回混床對(duì)樹脂進(jìn)行循環(huán)清洗，直至出水水質(zhì)合格。 3運(yùn)行：混床運(yùn)行時(shí)，當(dāng)出現(xiàn)下列情況時(shí)，則停止混床運(yùn)行： (1)出水水質(zhì)超標(biāo)； (2)混床進(jìn)、出水壓力差大于0.35MPa； (3)凝

10、結(jié)水水溫高于50； (4)進(jìn)混床的凝結(jié)水鐵含量大于1mg/L； (5)配套機(jī)組停止運(yùn)行。第(1)種情況是混床正常失效停運(yùn)，需再生。 第34頁，共60頁。4卸壓： 排水或排氣將床內(nèi)壓力降至與大氣壓平衡。 5樹脂送出： 先用壓縮空氣松動(dòng)樹脂層，再用沖洗水將混床中失效樹脂送到分離塔中。最后用壓縮空氣將混床及管道內(nèi)殘留的樹脂吹洗到分離塔。6樹脂送入： 將樹脂貯存塔中備用的樹脂送入混床。7排水，調(diào)整水位： 將這部分積水排至樹脂層面以上約100200mm處。8樹脂混合： 用壓縮空氣將陽、陰樹脂的均勻混合?；旌蠚饬?.32.4Nm3/(m2min)，氣壓0.10.15MPa，時(shí)間約10min。9樹脂沉降：

11、將混合均勻的樹脂自然沉降。10充水： 充水就是將床內(nèi)充滿水。第35頁，共60頁。第36頁，共60頁。第37頁，共60頁。第38頁，共60頁。第五節(jié) 混床樹脂的分離及體外再生 按設(shè)計(jì)規(guī)定，每?jī)膳_(tái)機(jī)組的混床設(shè)一套體外再生系統(tǒng)。該系統(tǒng)應(yīng)具有以下主要功能：一是分離陰、陽樹脂，二是空氣擦洗樹脂除去金屬腐蝕產(chǎn)物，三是對(duì)失效的樹脂進(jìn)行再生和清洗。一、混床失效樹脂的分離 提高混床樹脂再生度的前提之一就是再生前將失效的陰、陽樹脂完全分離，這也是混床能否在運(yùn)行中由H/OH型轉(zhuǎn)為NH4/OH型運(yùn)行的關(guān)鍵?；熘瑢芋w積約 占樹脂總體積的1520。 1中間抽出法(又稱T塔系統(tǒng)法) 中間抽出法有兩種：T塔式三塔工藝、T塔式

12、四塔工藝，四塔工藝由分離塔(兼作陽樹脂再生塔，簡(jiǎn)稱陽再生塔)、陰樹脂再生塔(簡(jiǎn)稱陰再生塔)、貯存塔和混脂(兼樹脂處理)塔組成。 A-混脂塔；B-陽再生分離塔；C-陰再生塔；D-貯存塔 第39頁，共60頁?；熘瑢芋w積約占樹脂總體積的1520。 在T塔系統(tǒng)中，因分離塔上出脂口的位置是固定的，所以樹脂的總體積及陽、陰樹脂的比例應(yīng)保持不變，否則樹脂界面與出脂口會(huì)發(fā)生錯(cuò)位。第40頁，共60頁。T塔式三塔再生工藝 混脂塔方案三塔式再生工藝示意 陽再生分離塔結(jié)構(gòu)第41頁，共60頁。2高塔分離法(又稱完全分離法) 高塔分離系統(tǒng)是由樹脂分離塔、陰再生塔、陽再生塔(兼儲(chǔ)存)以及羅茨風(fēng)機(jī)和壓縮空氣貯罐等組成。 (1

13、)分離塔結(jié)構(gòu)：塔的下部為一個(gè)直徑較小的長(zhǎng)簡(jiǎn)體，上部為直徑逐漸擴(kuò)大的錐體，塔高約8500mm，設(shè)計(jì)壓力約為0.60MPa，工作溫度550。塔體材質(zhì)為碳鋼襯膠。塔體上設(shè)有失效樹脂進(jìn)脂口和陽、陰樹脂出脂口，及必要數(shù)量的窺視窗。塔內(nèi)上部有布水裝置，底部有配/排水裝置。在塔內(nèi)設(shè)定一過渡區(qū)，即混脂區(qū)，高度不大于lm，在此區(qū)內(nèi)陰、陽樹脂比例約25:75，即在陰、陽樹脂的理論界面上250mm設(shè)陰樹脂出脂口。分離塔的反洗膨脹高度大于樹脂層高度的100，以保證陰陽樹脂徹底分離。 分離塔上部布水裝置為梯形繞絲支母管形式，底部配/排水裝置為雙盤蝶形板+雙速水帽形式。第42頁，共60頁。分離塔的作用：1)反洗時(shí)水流在直

14、段筒體內(nèi)呈均勻的柱狀流動(dòng)。2)塔內(nèi)沒有會(huì)引起攪動(dòng)及影響樹脂分離的中間集管裝置，所以反洗、沉降及輸送樹脂時(shí)能將內(nèi)部攪動(dòng)減到最小。 3)將分離塔的斷面減小，使高度和直徑的比例更為合理，減少了樹脂混脂區(qū)的容積。4)上部倒錐體提供了陽樹脂充分膨脹，而陰樹脂又不被沖走的空間；下部的細(xì)長(zhǎng)筒體使陰陽樹脂界面處有近1m高度的隔離樹脂層保留在分離塔中，從而保證了陰、陽樹脂的徹底分離，分離后陰、陽樹脂的混脂率都在0.1以下。(2)樹脂的分離過程1)空氣擦洗：將分離塔水位降至樹脂層上面約200mm處，進(jìn)行一次空氣擦洗，擦洗后接著用水從上至下淋洗除去，腐蝕產(chǎn)物。2) 陰、陽樹脂分層：初期，用高流速，將塔內(nèi)樹脂提升到上

15、部錐體部位，然后調(diào)節(jié)閥門開度，使流速降至陽樹脂的終端沉降速度，并維持一段時(shí)間，再慢慢降低速度，使陽樹脂平整沉降下來；用同樣的方法，使陰樹脂平整沉降下來。3)樹脂的轉(zhuǎn)移：上部的陰樹脂用水力輸送至陰樹脂再生塔，混脂及陽樹脂經(jīng)第二次分離后，再將下部的陽樹脂，送至陽樹脂再生塔。中部的“界面樹脂”(即混脂)留在塔內(nèi)參與下次分離。(3)效果：分離后陽樹脂中的陰樹脂或陰樹脂中的陽樹脂均0.1。 第43頁，共60頁。第44頁，共60頁。3錐體分離法 錐體分離系統(tǒng)由錐形分離塔(兼陰再生)、陽再生塔(兼混合、儲(chǔ)存)、混脂塔(習(xí)慣稱隔離罐)、羅茨風(fēng)機(jī)及樹脂界面檢測(cè)裝置等組成。第45頁，共60頁。 先將失效樹脂送入分

16、離塔內(nèi)進(jìn)行空氣擦洗，去除金屬腐蝕產(chǎn)物；分層是從分離塔底部進(jìn)水，將樹脂托起，然后降低水的流速，讓樹脂自然沉降而分層。樹脂分層后，再從分離塔底部進(jìn)水，將陽樹脂送入陽再生塔；在輸送過程中向塔底部通入CO2，以提高分界面的靈敏度；在樹脂輸送管上裝有樹脂界面檢測(cè)裝置，隨時(shí)判斷界面的到來并終止樹脂的輸送。 1)分離/陰樹脂再生塔：該塔下部呈錐體形，設(shè)計(jì)壓力約0.60Ma，設(shè)計(jì)溫度不大于50，采用碳鋼橡膠襯里，按樹脂反洗膨脹率100留有反洗空間。塔體上設(shè)有若干窺視窗和接口。該塔的作用除了對(duì)樹脂進(jìn)行分離外，再就是對(duì)陰樹脂進(jìn)行空氣擦洗及再生。2)陽樹脂再生/混合/儲(chǔ)存塔：陽樹脂再生塔也兼作樹脂混合、儲(chǔ)存，其作用

17、是：對(duì)陽樹脂進(jìn)行空氣擦洗及再生；陰、陽樹脂在此塔內(nèi)進(jìn)行混合；儲(chǔ)存已混合好的備用樹脂。3)樹脂隔離罐：它的作用是暫時(shí)存放樹脂分離后留下的混脂。4)羅茨風(fēng)機(jī)：提供低壓空氣，用于樹脂的空氣擦洗和混合樹脂。羅茨風(fēng)機(jī)的吸口設(shè)置空氣過濾器，進(jìn)出口設(shè)置消音器。第46頁，共60頁。樹脂分離過程： 1)反洗分層：由底部通入反洗水，先快速進(jìn)水反洗約20min，接著慢速反洗約10min，利用陽、陰樹脂膨脹高度及下降速度不同而分層。 2)靜置：使樹脂自然沉降。 3)陽樹脂送出：從分離塔底部進(jìn)水，將陽樹脂從底部出脂管送至陽再生塔。在送出陽樹脂的同時(shí)再引一向上的水流通過樹脂層，使樹脂交界面沿錐體平穩(wěn)下移。 4)分離塔樹脂

18、二次分離：留在分離塔中的樹脂用NaOH處理(陰樹脂轉(zhuǎn)為ROH型，陽樹脂轉(zhuǎn)為RNa型)，增大陽、陰樹脂密度差，然后進(jìn)行第二次分離。 5)將下部混脂送入隔離罐，參與下次分離。 6)用水沖洗樹脂管道中可能殘留的樹脂，分別沖至陽再生塔、隔離塔和陰再生塔。在送出陽樹脂的后期，為了提高陰、陽樹脂界面的靈敏度，在輸送水中引入CO2氣體，以增大水的電導(dǎo)。但當(dāng)CO2遇到陰樹脂時(shí)，因被吸著(ROH+CO2RHCO3)又使電導(dǎo)率降低。因此，當(dāng)陰樹脂經(jīng)過檢測(cè)裝置時(shí)，電導(dǎo)率就急劇下降，此時(shí)應(yīng)立即停止陽樹脂的輸送。效果： 應(yīng)用該法分離后，可達(dá)到陽樹脂在陰樹脂層內(nèi)的含量(體積比)小于0.1，陰樹脂在陽樹脂層內(nèi)的含量(體積比)小于0.3。 第47頁，共60頁。第48頁，共60頁。第49頁，共60頁。第50頁，共60頁。第51頁，共60頁。第六節(jié) 銨型混床及對(duì)樹脂再生度的要求 一、銨型混床 H/OH型混床，入水中的NH4+與陽樹脂發(fā)生交換，把不應(yīng)該除出的NH4+也除去了，同時(shí)降低陽樹脂對(duì)水中Na+的交換容量，使運(yùn)行周期縮短，周期制水量減少。將混床中RH樹脂轉(zhuǎn)為RNH4樹脂，即由RNH4和ROH構(gòu)成混床，此即銨型混床(NH4/OH)。二、實(shí)現(xiàn)NH4/OH型混床運(yùn)