凝结水精处理

第一节系统说明

发电厂的凝结水有汽轮机凝汽器凝结水、汽轮机附属热力系统中加热疏水（蒸汽凝结水）。凝结水是给水中最优良的组成部分，通常也是给水组成部分中数量最大的。凝结水同补给水汇合后成为锅炉的补水，所以保证凝结水和补给水的水质是使给水水质良好的前提。

凝结水是由蒸汽凝结而成的，水质应该是极纯的，但是实际上这些凝结水往往由于以下原因而有一定程度的污染：

1 在气轮机凝汽器的不严密处，有冷却水漏入汽轮机凝结水中。

2 因凝结水系统及加热器疏水系统中，有的设备和管路的金属腐蚀产物而污染了凝结

水。

一、凝汽器的漏水

冷却水从汽轮机凝汽器不严密的地方进入汽轮机的凝结水中，是凝结水中含有盐类物质和硅化合物的主要来源，也是这类杂质进入给水的主要途径之一。凝汽器的不严密处，通常出现在用来固定凝汽器管子与管板的连接部位（或称固接处）。即使凝汽器的制造和安装质量较好，在机组长期运行的过程中，由于负荷和工况变动的影响，经常受到热应力和机械应力的作用，往往使管子与管板固接处的严密性降低，因此通过这些不严密处渗入到凝结水中的冷却水量就加大。根据对许多大型机组的凝汽器所作的检查得知：在正常运行条件下，随着凝汽器的结构和运行工况的不同，渗入到凝结水中的冷却水量有很大的差别；严密性很好的凝汽器，可以做到渗入的冷却水量为汽轮机额定负荷时凝结水量的0.005%－0.02%。就是说，即使在正常运行条件下，冷却水也是或多或少地渗入到凝结水中，这种情况称之为凝汽器渗漏。

当凝汽器地管子因制造地缺陷或者因为腐蚀出现裂纹、穿孔和破损时，当管子与管板地固接不良或者固接处地严密性遭到破坏时，那么由于冷却水进入到凝结水中而使凝结水水质劣化的现象就更加显著。这种现象称为凝汽器泄漏。凝汽器泄漏时进入凝结水的冷却水量比正常情况下高的多。

随着冷却水进入凝结水中的杂质，通常有Ca2＋、Mg2＋、Na＋、HCO3－、Cl－、SO42－，以及硅化合物和有机物等。

由于进入凝汽器的蒸汽是汽轮机的排汽，其中杂质的含量非常少，所以汽轮机凝结水中的杂质含量，主要决定于漏入冷却水的量和其杂质的含量。现以含盐量为200－400mg/L的

冷却水为例，假若由于凝汽器泄漏使得漏入的冷却水量达到凝结水量的0.2%，则每升凝结水中的盐量就增加了400－800 μg/L。因为冷却水中往往含有较多的硬度。盐类和硅化合物，所以，凝汽器的泄漏对机组的运行有很大的危害。

当汽轮机的运行负荷很低时，凝结水量大为减少，但漏入的冷却水量并不因负荷的改变而有多大变化（它主要取决于凝汽器的严密程度）。这样，对每升凝结水来说，混入的杂质量就更多了，所以凝结水水质的劣化就更明显。在这种情况下，最容易检查凝汽器是否泄漏。

因为凝汽器的严密性对凝结水水质有很大的影响，所以必须十分重视。特别是现在在日益增多的高参数机组和直流锅炉机组，对给水水质的要求很高，凝汽器的严密性就更为重要。因为在冷却水水质已定的条件下，如果对给水水质的要求愈高，允许的凝汽器漏水量就越低，对凝汽器严密性的要求也就越高。实践证明，当凝结水未进行处理时，凝汽器的泄漏往往是引起高参数机组结垢、积盐和腐蚀等故障的一个重要原因。

二、沾染金属腐蚀产物

凝结水系统的管路和设备往往由于某些原因而遭到腐蚀，致使凝结水中带有金属腐蚀产物，其中主要是铁和铜的腐蚀产物。凝结水中铁化合物的主要形态是Fe3O4和Fe2O3等氧化物，它们呈悬浮态（粒径>0.1μm）和胶态，此外也有铁的各种离子。但在水质分析中测定的常常是铁化合物的总含量，简称为全铁，所以本文中谈到水的含铁量时，都是指全铁。

各种不同的蒸汽凝结水中，金属腐蚀产物的含量各不相同，而且随着运行条件的变化而变化，对于同一种凝结水，其含量也会有较大的差别。例如，在机组启动时，凝结水的含铁量一般为500－3000μg/L、含铜量一般为20－100μg/L；机组在常运行时，凝结水中的含铁量一般为10－30μg/L、含铜量一般为5－15μm/L。各种疏水中铁和铜的含量因运行条件的不同而有很大差别，其含量为50－5000μg/L、含铜量为50－1500μg/L。

为了防止锅炉的结垢和腐蚀，给水中腐蚀产物的含量不容许过高，例如超高压机组给水的含铁量应不大于20μg/L，含铜量应不大于5μg/L。所以对于作为给水主要组成部分的凝结水质，也就有更严格的要求。

总之，由于上述原因，凝结水中不仅含有各种盐类物质（离子态杂质）和硅化合物，还含有悬浮物、胶态的金属腐蚀产物，以及微量的有机物的。

对凝结水质量的要求，是随所供应锅炉的参数和类型的不同而不同。对于高压和超高压汽包锅炉，凝结水一般是不进行进化处理的，但是要注意防止凝汽器泄漏，以保证凝结水的水质。对于亚临界参数的汽包和直流锅炉，由于对给水水质的要求很高，所以通常需要进行凝结水处理，以保证其水质。这时虽然凝结水的水质主要决定于凝结水处理设备的运行情

况，但是凝汽器的泄漏对凝结水处理设备的运行＆出水水质（指出水中胶态硅和胶态有机物的含量）会产生一定的影响，所以仍应尽量避免凝汽器泄漏。

三、凝结水精处理系统的主要作用

1. 连续除去热力系统内的腐蚀产物、悬浮杂质和溶解的胶体SiO2，防止汽轮机通流部分积盐。

2. 机组启动投入凝结水精处理装置，可缩短机组启动时间。降低汽包锅炉的排污量，节省能耗和经济成本。

3. 凝汽器微量漏泄时，保障机组安全连续运行。可除去漏入的盐份及悬浮杂质，有时间采取查漏、堵漏措施，严重漏泄时，可保证机组按预定程序停机。

4. 除去漏入凝汽器的空气中的CO2。

5. 除去因补给水处理装置运行不正常时，带入的悬浮物杂质和溶解盐类。

第二节、凝结水处理系统

凝结水处理系统的选用是一个较复杂的技术经济问题。不同的国家和地区，随机组参数、

容量的不同，以及热力设备的材质及制造工艺水平的差异等，采用的凝结水处理系统常有所不同。

一、凝结水处理流程

凝结水处理的工艺流程，可分为两大类。

一类称为有前置过滤器的系统。这种系统是在混合床除盐设备前面装有单独的过滤设备，此类系统有以下几种：

1）凝结水→覆盖过滤器→混合床；

2）凝结水→树脂粉覆盖过滤器→混合床；

3）凝结水→电磁过滤器→混合床；

4）凝结水→管式微孔过滤器→混合床；

5）凝结水→氢型阳床→混合床；

另一类是不设前置过滤器的凝结水处理系统，如：

1）凝结水→树脂粉覆盖过滤器；

2）凝结水→空气擦洗高速混床；

珠海发电厂一期2×700MW机组凝结水处理系统未设计有前置过滤器，而珠海电厂二期2×600MW机组采用的是凝结水→管式微孔过滤器→混合床的凝结水处理系统。将在下文中作详细的介绍。

二、凝结水处理设备的连接

凝结水处理设备在热力系统中的连接方式，有以下两种：

（1）凝结水处理设备连接在凝结水水泵与凝结水升压泵之间。这种连接方式可使凝结水处理设备在较低的压力（一般为1－1.3MPa）下运行，称为低压凝结水处理系统。

为了便于调节凝汽器热井和除氧器中的水位，每台机组设密封式补给水箱1－2台。除盐水先进入补给水箱，再进入凝汽器。当除氧器的水位过高时，部分凝结水可返回补给水箱，这样就起到了调节水位的作用。

经低压凝结水处理设备净化后的凝结水，由凝结水升压泵升压后才进入低压加热器系统。这种连接方式的缺点是：系统中安设二级凝结水泵，运行中有二级凝结水泵，运行中有二级凝结水泵的同步控制问题，还需要有压力、流量的自控措施。

（2）凝结水处理设备连接在凝结水泵与低压加热器之间。这种连接方式取消了凝结水升压泵经凝结水处理设备净化后的凝结水直接进入低压加热器系统。因此，凝结水处理设备就要在较高的压力（设计压力一般为3.5－3.9MPa）运行，故常称为中压凝结水处理设备。