0816上午凝结水精处理

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凝结水系统的最初注水及运行时的补给水来自汽轮机的凝结水储存水箱。

凝结水系统主要包括凝汽器、凝结水泵、凝结水储存水箱、凝结水输送泵、
凝结水收集箱、凝结水精处理装置、轴封冷却器、低压加热器
低压缸汽轮机喷水 低压缸汽轮机喷水
#7低压加热器 至放水母管
#8低压加热器
凝汽器补水
凝结水储水箱 除 氧 器
低压凝汽器 高压凝汽器 热井补水
凝结水精处理的目的及作用
1、凝结水精处理的目的是: (1)去除凝结水中的金属腐蚀产物; (2)去除凝结水中的微量溶解盐类; (3)去除随冷却水漏入的悬浮固形物。 2、凝结水精处理的作用: (1)机组正常运行时,除去系统中微量溶解盐类,提高凝结水水质, 保证优良的给水品质和蒸汽质量; (2)冷却水泄漏时,除去因泄漏而带入的溶解盐类和悬浮物,为机 组按正常程序停机争得时间; (3)机组启动时,除去凝结水中的铜、铁腐蚀产物,缩短启动时间; (4)新系统或设备大修后投入运行时对凝结水进行处理,减少水汽 系统的清洗时间。
阳离子交换


进入一级除盐系统的水是经预处理、预脱盐的水,水中只含有少 量的溶解性杂质。溶解性杂质包括阳离子、阴离子、少量胶体硅等。 其中水中的阳离子主要由Ca2+、Mg2+、K+、Na+和极少量的Al3+、Fe3+离 子组成,阴离子主要由HCO3-、SO42-、Cl-和少量的NO3-、HSiO3-离子 组成。 当水通过强酸性H型阳交换器时,水中所有的阳离子都被强酸性H 型树脂吸收,活性基团上的H+被臵换到水中,与水中的阴离子组合生 成酸。其反应式:
凝结水混床除盐
一、凝结水混床的工作特点 (1)运行流速高。 (2)工作压力较高。 一般都采用2.5~3.5MPa的工作压力 (3)失效树脂宜体外再生。 凝结水混床之所以用体外再生大致有以下几个原因: 1)可以简化混床的内部结构,减少水流阻力,便于混床高流速运 行; 2)混床失效树脂在专用的设备中进行反洗、分离和再生,有利于 获得较好的分离效果和再生效果; 3)采用体外再生时,酸碱管道与混床脱离,这样可以避免因酸碱 阀门误动作或关闭不严使酸碱漏入凝结水中; 4)在体外再生系统中有存放已再生好树脂的贮存设备,所以能缩 短混床的停运时间,提高设备的利用率。
至 化 学 加 药
凝 汽 器 系 统 立 管 B 减 温 水
至 汽 机 低 压 旁 路 减 温 器 B
至 主 机 水 室 真 空 泵 补 水
至 主 机 汽 侧 真 空 泵 补 水
发 电 机 定 子 水 冷 系 统 补 水
至 凝 结 水 泵 密 封 水
至 闭 式 冷 却 水 系 统 上 水
M
M
凝汽器结构示意图 1-循环水进口 2-循环水出口 3-高加危急疏水扩容器排汽口 4-#7、#8低加 5-给水泵汽轮机排汽口 6-低压旁路入口 7-抽气口 8-水室放气口 9-凝汽器疏水出口 10-高加危急疏水扩容器疏水接口 11-壳体放水口 12-人孔 13-水幕保护装置 14-人孔
凝结水处理的工艺流程
1、有前臵过滤器的系统: 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。 2、不设前臵过滤器的凝结水处理系统: 1)凝结水→树脂粉覆盖过滤器; 2)凝结水→空气擦洗高速混床。 有时将树脂扑捉器称为后臵过滤器
弱碱性阴树脂对HCO3-交换能力很差,对HSiO3-甚至不交换,弱碱阴 树脂的选择性顺序为: OH-> SO4 2->NO3->Cl->HCO3- 根据以上顺序可以看出,对于强酸性阳树脂,最先漏出的离子是Na+, 对于强酸性阴树脂,最先漏出的是HSiO3-,故一般通过监测钠离子和 硅酸根的量来判断交换器失效终点。 在浓溶液中由于离子间的干扰较大,且水和半径的大小顺序与在稀溶 液中有些差别,其结果使得在溶液中各离子间的选择性差别较小,有 时甚至出现相反的顺序。
Fe3+>A13+>Ca2+>Mg2+>K+>NH4+>Na+>H+


强碱阴树脂的选择性顺序为: SO4 2->NO3->Cl->OH->F->HCO3->HSiO3-
弱酸性阳树脂对H+有特别强的亲和力,在稀溶液中对常见阳离子选择 性顺序为:



H+ >Fe3+>A13+>Ca2+>Mg2+>K+>NH4+>Na+
离子交换树脂的选择性




离子交换树脂吸着各种离子的能力不同,有些离子易被树脂吸着,吸 着后很难把它臵换下来;而另一些离子较难被吸着,但却比较容易被 臵换下来,这种性能就是离子交换树脂的选择性。在离子交换水处理 中,离子交换树脂的选择性影响着树脂的制水和再生过程,是树脂应 用中的一个重要性能。 离子交换树脂的选择性主要取决于被交换离子的结构,有两个规律: 一是离子带的电荷越多,则越易被树脂吸着;二是对于带有相同电荷 的离子,水合离子半径越小者较易被吸着。此外,还与树脂的交联度、 溶液浓度有关。 在离子交换水处理中,往往需要知道水中何种离子优先被树脂吸着, 何种离子较难被吸着,即所谓的选择性顺序,根据这个顺序,可以判 断水通过交换器时何种离子最易容易泄露于出水中。 强酸性阳树脂在稀溶液中对常见阳离子选择性顺序为:
离子交换树脂的特性
Nhomakorabea(1)粒度 颗粒应大小适中,若颗粒太小,则水流阻力大;若太大,则交换速度 慢。若颗粒大小不均,小颗粒夹在大颗粒之间,会使水流阻力增加, 其次也不利于树脂的反洗,因为若反洗强度大,会冲走小颗粒,而反 洗强度小,又不能松动大颗粒。 (2)密度 离子交换树脂的密度是指单位体积树脂所具有的质量。因为离子交换 树脂是多孔粒状物质,所以其密度有真密度和视密度之分。真密度是 相对于树脂的真体积而言,视密度是相对于树脂的堆积体积而言。由 于在水处理工艺中,树脂都是在湿状态下使用,所以与水处理工艺有 密切关系的是树脂的湿真密度和湿视密度。 (3)含水量 (4)溶胀和体积转型改变率 (5)交换容量 (6)机械强度
凝结水精处理

火电厂锅炉的给水由汽轮机凝结水、锅炉 补给水和疏水组成。凝结水量占锅炉给水 总量的90%以上。因此,对于高质量的给 水,除了锅炉补给水需进行深度净化处理 外,对含杂质很低的凝结水也必须进行深 度处理,又称凝结水精处理
高参数机组凝结水处理的必要性
1. 超临界直流炉机组对水质要求更严格 (1)超临界机组的锅炉为直流炉:给水若带入盐类或其 他杂质,要么会在锅炉炉管内形成沉积物,要么会随蒸 汽带入汽轮机沉积在蒸汽通道部位,还有少部分会返回 到凝结水中。 (2)直流炉机组多为高参数大容量机组:超临界压力直 流炉的热负荷很高,给水带入的少量盐类都可能导致炉 管内结垢,过热器积盐。由于盐类在蒸汽中的溶解度随 蒸汽参数的提高而增大,所以参数越高蒸汽溶解带盐能 力越大,盐类被蒸汽带入汽轮机中,引起汽轮机腐蚀和 产生沉积物
#5低压加热器 低加疏水泵来 疏水冷却器
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#6低压加热器
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#1补水泵 #2补水泵 #3补水泵
#1凝结水泵
凝结水补水泵来 再 循 环 至 凝 汽 器 系 统 立 管
#2凝结水泵
#3凝结水泵
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溢水至凝结水储水箱
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轴封加热器
精处理装置
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至 低 压 缸 喷 水
至 低 压 缸 喷 水
凝 汽 器 系 统 立 管 A 减 温 器
至 小 机 轴 封 蒸 汽 减 温 器 喷 水
至 冷 段 供 辅 汽 调 节 阀 减 温 水
至 汽 机 低 压 旁 路 减 温 器 A
至 汽 机 本 体 密 封 水
至 汽 机 本 体 减 温 水
至 汽 机 低 压 缸 喷 水
至 汽 机 低 压 缸 喷 水
至 汽 泵 密 封 水
至 锅 炉 辅 汽 减 温 器



离子交换原理
树脂的离子交换是一种可逆反应,反应式可表示为: RA+B = RB+A 与任何化学平衡一样,上述反应遵循质量作用定律,它的逆反应就是 A型树脂的再生。平衡常数表达式: KBA=[RB]· [A]/([RA]· [B]) 在实际运行时,交换树脂分为几个区域, 上层全部转为B型树脂,是失效层。失 效层的下一个区域为工作层,水经过工 作层时,离子交换反应就在这一层进行, 在这一层中的树脂是A型和B型的混合物, 随着交换的进行,工作层树脂被B离子饱 和,也就是说工作层变成了失效层,工作 层又下移到下一区域, 图3.6.2 树脂层交换层工作状况 可见交换柱中的工作层是自上而下不 1—失效层; 断移动的。

2—工作层; 3—尚未工作的树脂层



工作层的下一个区域是尚未工作的A型树脂层,在离子交换进行过程 中,这三层实际上无时不在变化,所以不可能找出明显的分界线,图 中的分界线是为说明问题而大致划分的。 在交换过程中,工作层不断下移,当下移到交换柱底部最后一层时, 此时出水中就有B离子,也就说B离子开始穿透,交换柱开始失效了。 所以最后一层离子交换容量未能充分发挥,只起保证出水质量的作用, 为保护层。 如果保护层厚度大,则交换柱的工作交换容量就小;反之,交换柱的 工作交换容量就大。
离子交换除盐
离子交换法是指当某些材料遇水时,能将本身具有 的离子与水中带同类电荷的离子进行交换反应的方法, 这些材料称为离子交换剂。在离子交换技术的应用初期, 采用的只是天然的和无机质的交换剂,目前普遍应用于 水处理中的离子交换剂是合成的离子交换树脂。 水处理中常用到的离子交换有Na离子交换、H离子交 换和H-OH离子交换,根据应用目的的不同,它们的组 合工艺有:为除去水中硬度的Na离子交换软化处理,为 除去硬度并降低碱度的H- Na离子交换软化降碱处理, 以及为除去水中全部溶解盐类的H-OH离子交换除盐处 理。
2.凝结水的污染 (1)凝汽器漏冷却水:用淡水作冷却水时,凝汽器的允 许渗漏率应小于0.02%,甚至可低于0.005%;用海水作冷 却水时,要求渗漏率小于0.0004%。严禁杜绝凝汽器的泄 露。 (2)金属腐蚀产物的污染:腐蚀产物的主要成分是铁和铜 的氧化物,机组启动过程中铁铜含量比正常运行值要高十 几倍甚至几十倍,致使长时间的冲洗才能达到正常值。 (3)水汽系统漏入空气:最常见的部位是汽轮机的密封系 统、给水泵密封处和低压加热器膨胀节点处。使给水中含 氧量和CO2含量增高。 (4)补给水的杂质。 此外,停炉保护药剂的残留物也可能会污染凝结水。
离子交换树脂的结构及合成

离子交换树脂是由高聚物骨架和连结在骨架上的可交换基 团(简称功能团)组成的。骨架具有庞大的空间网络结构, 它是有许多低分子化合物(称为单体)聚合而形成的不溶 于水的高分子化合物,高分子链上有各种可交换功能基团。 功能团也是由两部分组成:一是固定部分,与骨架牢固结 合,不能自由移动,称为固定离子;第二部分是活动部分, 遇水可以电离,并能在一定范围内自由移动,与周围水中 的其他带同类电荷的离子进行交换反应,称为可交换离子。 分类属酸性的,在基本名称前加“阳”字;分类属碱性的, 在基本名称前加“阴”字。


原理:利用过滤材料的微孔截流水中粒状杂质。 结构:由一个承压外壳和壳体内若干滤芯组成, 一根滤芯就是一个过滤单元。滤芯一般都做成 管状,还有的由多个蜂房式管状滤芯组成。滤 芯有不锈钢开孔管外绕聚酰胺纤维或聚丙烯纤 维的管状滤芯、高分子材料烧结滤芯管等。聚 丙烯纤维和聚酰胺纤维滤芯微孔的大小是由绕 线的粗细和松紧程度决定的,滤芯有1~l00um 等多种规格,用于除铁时可选用5~20um的滤 芯。烧结管滤芯是由聚氯乙烯粉和糊状聚氯乙 烯等原料调匀后,经高温烧结而成的管状物, 管壁上有许多几微米到几十微米的微孔,用此 烧结管的过滤器其操作压力应小于0.2MPa,温 度不超过60℃。当运行压差太大时,可以用压 缩空气和水进行反冲洗,也可用酸、碱等化学 药剂进行清洗。 工作过程:运行时,被处理水从滤芯的外侧通 过滤芯进入滤芯管内,向底部汇集后送出过滤 器。进出水压差上升0.08~0.1MPa时作为运行 终点。失效后的滤芯,可用气吹洗和水反冲洗 的方法除去滤芯上的污物,重新投运。
凝结水精处理
凝结水系统

凝结水系统的主要功能是将凝汽器热井中的凝结水由凝结水泵送出,经除盐
装置、轴封冷却器、低压加热器输送至除氧器,其间对凝结水进行加热、除
氧、化学处理和除杂质。此外,凝结水系统还向各有关用户提供水源,如有 关设备的密封水、减温器的减温水、各有关系统的补给水以及汽轮机低压缸 喷水等。
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