凝结水精处理需要考虑的问题

凝结水精处理需要考虑的问题

保持现代发电设备中锅炉给水有高纯度的重要意义己为中华人民共和国的同行在设计电站时所认识，因此在300MW及更大容量的汽轮发电机组中均考虑了此因素。

用凝结水过滤和凝结水精处理进行除杂质脱盐，己是高温高压汽轮发电机组运行时的常用的方法。

凝结水精处理除去微量溶解矿物质和悬浮物，这些物质可能在不同情况下与系统中金属起作用而引起过早地化学破坏，或沉积于系统中。结果造成效益降低，机械损坏。从理论上来讲，凝结水精处理装置能保证处理对象不超出指标、产生肯定的效益。

电力工业中常用的凝结水精处理类型有粒状树脂混合床精处理装置（深层混床精处理或深层混床装置）及复盖型过滤器/除盐精处理器（f/d精处理器、粉末树脂系统、过滤器/除盐器或f/d系统）在世界各地安装了各种类型的精处理器不下成千上百台。

深层混床装置使粒状阳离子交换树脂及阴离子交换树脂以混合的形式来达到除盐和过滤的双重作用，再生过的混合树脂被装到许多运行罐中，热力系统中的凝结水通过这些运行罐得到处理。

用以处理一台600MW火力发电机组100%的凝结水量，通常设计用3×50%（较好）或4×33%的运行罐以应付流量要求（约1700m3/时）。

如有一个100%全流量备用罐的精处理系统，即使在循环系统发生不利情况下仍能提供最好的保护，但不是必须遵循的。设计100%

全流量而无备用罐的精处理系统，必须在树脂失效后，树脂输送期间有旁路的设施。

通常运行罐的设计按通过915-1220mm/mm深度的树脂层、其流速按100-122米/时设计。凝结水精处理装置用于大型核电机组，其热井凝结水流量高达7500m3/时，需要8到10只运行罐并联运行处理，例如Permutit在美国Seabrook核电站的装置，其设计处理水量高达5455m3/时，与中国大亚湾核电站的凝结水流量相仿。

精处理系统现常用压力为3-4MPa（30.6-40.8公斤/公分2），系统设计压力高达5.5MPa（56公斤/公分2）。应用在中国的较好的中压系统，不需要在精处理装置后面（下游）安装凝结水升压泵、水箱等，从而简化了系统及操作，节约了占地面积。

深层混床系统中的混合树脂的再生是在体外装置中进行的，现行设计中通常有三个罐组成，例如：分离罐（SPT），阴再生罐（ART），以及阳再生、混合和贮存罐（CRST）。除三罐系统外，二罐、一罐的系统也在使用。

开始再生的第一步是将运行罐中装着的失效树脂输送出去，这种输送是用水将树脂冲到再生系统的接收罐中，一般的设计系统是用水和压缩空气作为动力，将树脂冲到分离罐（SPT）中。然后将CRT （阳树脂再生、混合、贮存罐）中己再生好作备用的树脂输回到运行罐中，从而使此罐随时可以回复到下列两种运行模式：如系统中无备用罐，就立即投入运行；如系统中有备用罐，待另一个运行罐在系统中运行到树脂失效时投入运行。

再生是把化学及物理的技术用到各个罐中，以空气擦洗含有悬浮物的树脂，以水力原理将两种明显不同的树脂通过反洗分离，并将不同树脂受到其相应的再生剂作用（阳树脂用酸，阴树脂用碱）。最后，通过彻底淋洗后，重新装在一起并混合这两种树脂，以供再使用。

通常深层混床系统包括N只罐来成全流量的处理，设计中备有一只备用运行罐，则整套精处理系统将有N+1+1个混合树脂装载量，一个在备用的运行罐中，另一个在再生系统的混合/贮存罐（CRST）中，如系统没设置备用罐的，一般有N+1树脂装载量，不管再生系统是专用还是公用的，这个规定都适合。

预过滤器由一个或多个运行罐组成，典型的是将竖立的柱状过滤器滤元安装在一块管板上，此管板在未处理和己处理的凝结水之间形成了一个分界面。过滤滤元有各种不同形式，略述几个名称，如梯形截面不锈钢绕丝、粉末冶金热压不锈钢、不锈钢筛网及各种不同形式的合成材料绕线式的过滤器芯子，根据大量试验、观察及现场运行数据的分析，现代工业优先选用的不锈钢芯子上绕聚丙烯线材的形式。

过滤器/除盐器（f/d）的滤元构成了一种衬垫，利用泵铺料的方法将预涂介质涂在滤元上，在这类凝水精处理装置中所用的预涂介质是粉状阳离子和阴离子交换树脂的混合物。近年来常常掺和着一定份量的纤维材料（常用高级纤维素），这些材料在这类应用中往往会改进阴、阳粉末树脂的性能。用除盐水或清洁的凝洁的凝结水加在预涂介质的制备罐中，变成浆糊状物。然后从制备罐里将预涂介质提入过滤器/除盐器的运载水流中，当运载水流通过滤元上的线绕层时，介质

就沉积于滤元表面上，介质被涂到大约0.25-0.375英寸厚度时即可应用。与深层混床相比，粉状树脂层较薄，但因为深层混床用的粒状树脂，颗粒16-40目、而粉末树脂为250-350目、颗粒极小，由于颗粒少比表面积大，交换速度亦高了，即使介质层较薄亦能提供较好的交换性能。

过滤器/除盐器（f/d）中所用的预涂介质是一种不可再生处理的化学物品，必须很谨慎地使用，以免使用过度。这类介质的更新价格每公斤约7-11美元，失效的介质需要用水从滤元上反冲洗掉并弃去。在使用一个周期后，用一次涂敷所需的介质量加以更新，与深层混床精处理装置所需再生步骤相比，失效预涂层更新的步骤相对来说要简单得多了。

预涂膜过滤器/除盐器，当凝结水状态不良，例如在机组启动时，与深层混床相比，它有较好的过滤性能，在正常状态下进行，两种装置都证明有去除溶解矿物质到＜ppb级的水平，深层混床由于其中所含的树脂量较多，故可以说其离子的全交换容量有明显的优势，万一因为凝汽器泄漏导致系统严重失常时，其优点就会更可贵。

在中国已规定将预过滤器用于一些精处理装置前，现在应用过滤器的工业领域里，已有一些有希望的新进展，在技术交流资料的文献中有有关这些新进展的论述。

典型标准的凝结水精处理装置功能：

* 使锅炉给水中的溶解矿物质，如钠、硅、硫酸盐、氯化物等含量达极低水平。

在系统初次清洗后进行机组起动时，溶解状态的矿物质由三个主要来源进入系统：

—溶解矿物质最显著的来源是锅炉补给水。理论上补给水的质量目标应保证电导率＜0.1

μs/cm、硅含量＜0.005mg/L，但万一有时达不到所希望的目标时凝结水精处理装置应能除掉进入循环系统的微量溶解物，以免影响运行。但是不应因为有了凝结水精处理装置，成为可以放松给水质量要求的理由。

—溶解介质的另一个明显来源是凝汽器泄漏，它一般不会漏得很多，以致严重地影响到给水质量，例如在平衡状态下冷却水含杂质为300毫克/升，其泄漏量为0.25m3/时，这时将使一台300MW机组的凝结水含溶解矿物质的量升高约75ppb。

精处理装置提供了一个允许凝汽器有少量泄漏的措施，并在万一大漏时，对锅炉及汽轮机提供了短时的保护，以便能有计划地停机检修。但是再生技术必须能在凝器泄漏后把树脂再生恢复到高再生度的状态，目的是维持给水质量。

—最不为人们所认识的侵入到热力系统中去的杂质的来源是空气，漏空气将使CO2进入系统，虽然可以认为进入的CO2能被凝汽器的空气抽气器抽去，或者认为如果有CO2的话，也能被除氧器除去，但是事实上与空气一起漏入的CO2将与用以调节系统pH值的化学药品相化合而形成一种稳定的盐类，( NH4)2CO3。

常规好的运行系统的空气漏入量保持在很低值，如8-9m3/时，但比