进口660MW机组的凝结水精处理系统

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如前所述, 整个精处理站处在凝结水泵之前的 低压状态下, 这给分析仪器的采样造成了某些不便。 运行发现, 当机组负荷发生变化或精处理工况不稳 时很容易造成硅表和电导率仪的水样断流现象而使 其显示出错误数据, 误导控制程序, 造成混床失效 的假象。 21213 中外设计接口需要改进
按照合同规定, 中方负责主厂房以外部分的系 统设计, 外方提供主厂房内的所有设计。 从整体来 看, 中外设计接口紧凑、合理。而对精处理系统, 因 为精处理的主要设备在主厂房内, 而精处理再生酸 碱计量箱和废水处理系统则抛在了厂房外, 而成为 了中外设计的接口。 因此, 在设计时将再生酸碱的 高位罐设在了 200 m 以外的水处理, 使酸碱输送管 道太长, 一则影响安全, 二则造成了操作的不便。
利电力大学电厂化学专业, 工程师。 牛国平 (19702) , 男, 河北石家庄人, 1993 年毕业于上海 电力学院工业化学专业, 工程师, 主任; 马东伟 (19662) , 男, 河北赵县人, 1989 年毕业于武汉水 利电力学院电厂化学专业, 高级工程师, 主任。
1- 汽机; 2- 凝汽器; 3- 凝结水泵; 4- 精处理装置; 5- 低加; 6- 二次泵 图 1 凝结水精处理低压系统 (a) 和中压系统 (b) 示意图
锥体分离工艺不同于中间抽出工艺, 中间抽出 分离法对阳树脂层高有严格要求, 阳树脂层过高或 过低都会导致阴阳树脂严重交叉污染, 影响再生效 果。 而锥体分离工艺采用分离罐底部出脂, 对阴阳 树脂层高无特殊要求, 减轻了频繁补添树脂的劳动 强度。 由于采用了目前世界上最先进的锥体分离工 艺和独特的检测技术, 使得阴阳树脂的分离效果大 大提高。 115 增加了滤元过滤器
种检测装置。 其检测装置安装在阴树脂兼分离塔的 下部树脂输送管道上。 反洗分层后, 进入树脂分离 阶段: 当阳树脂输出接近终点时, 阴阳树脂的分界 面可通过测量树脂输送管中的水的电导率来判断。 由于喷射而进入水中的二氧化碳提高了水的电导 率, 阳树脂不与 CO 2 交换, 也就不影响水的电导率, 而 阴 树 脂 可 占 用 二 氧 化 碳 并 与 其 反 应 (CO 2 + H 2O —— H 2CO 3, R (O H ) 2 + H 2CO 3 —— 2H 2O +
出分离法, 其主要特点如下。 11411 树脂分离工艺新颖独特
与中间抽出技术不同, 锥体分离工艺采用从分 离罐底部进水, 从锥体分离器底部送出阳树脂, 在 树脂输送过程中, 保持一向上水流经过树脂层, 使 树脂在输送过程中保持阴、 阳树脂界面的相对稳定 和平整, 降低了阴阳树脂交叉污染, 最大限度避免 了由于树脂界面下降而造成的阴阳树脂混合现象。 11412 阴、 阳树脂分离率高
之并联 (如图 2)。这样, 无论凝结水精处理系统是 否投运都不会威胁机组的安全运行, 并且凝结水的 处理量可根据水质情况由精处理站自主控制。
1- 汽机; 2- 凝汽器; 3- 凝结水泵; 精处理泵; 5- 精处理装置; 6- 低加
图 2 凝结水精处理系统示意图
112 树脂界面检测手段 锥体分离技术采用了光电检测仪和电导率表两
≤650
≤1 000 -
≤1000 ≤100 ≤50 ≤500
-
≤50
≤100 ≤15 ≤100 ≤10 ≤10 ≤50 ≤012
-
≤25 ≤15 ≤20 ≤15 ≤20 -
-
≤5 ≤1 ≤10 ≤2 ≤2 ≤5 ≤011
212 存在问题 21211 氨化运行方式有待实施
众所周知, 目前凝结水精处理的运行方式有两
本套凝结水精处理体外再生系统采用目前世界 上最先进的 CON ESEP 锥体分离工艺。其主体设备 包括阴再生兼树脂分离罐、 阳再生罐。 失效树脂在 阴再生罐内反洗分层后, 从阴再生罐底部引入输送 水, 从锥体分离器底部将阳树脂输送至阳再生罐, 输 送过程中, 开启阴再生罐顶部小流量排水门, 使水 流由下至上流经树脂层, 以维持阴、 阳树脂界面平 整。 利用安装在树脂输送管道上的光电比色计和电 导率表判断输送终点。 该工艺不同于常见的中间抽
在树脂输送的后期, 阴阳树脂的界面进入分离 罐下部的锥体分离器, 随着阳树脂的不断输送, 阴 阳树脂界面逐渐下移至锥体分离器底部, 树脂界面 越来越小, 最后剩余的少量混脂输入树脂隔离罐, 进 行下一次的重新分离。 经过这样的分离工艺, 可以 使阴树脂中的阳树脂含量小于 0105 % , 阳树脂中的 阴树脂含量小于 013 %。大大提高了树脂分离率, 也 为高速混床的氨化运行提供了条件保证。 11413 允许树脂体积变化而不影响分离效果
在国内传统的预处理工艺中, 对于强酸和强碱 型的离子交换树脂通常采用交叉处理的工艺。 即强 阳树脂先用一定浓渡的N aO H 浸泡 8 h 后再用 HC l 浸泡; 对强碱阴树脂则先用酸液浸泡后再用碱液浸 泡。 这样处理的目的有二: 一方面可以使树脂深度 失效后再生以提高再生度, 从而发挥其最大交换容 量; 另一方面, 这样交叉处理可以使树脂在体积溶 胀的过程中将在生产制造过程中还未聚合到离子交 换树脂内部的某些低聚物洗脱下来。 不过在混床树 脂的处理过程中, 这种方法也有其不足的地方: 从 新树脂上洗脱下来的低聚物常常带有一定的电荷, 所以它又会和带异性电荷的树脂相吸引, 这样就容 易造成阴阳树脂的 “抱团”现象, 而且这种抱团一 旦出现很难处理。
为了解决这个问题, 在进口 660 MW 机组的设 计中, 设计增加了 1 个由凝汽器热井直通至凝结水 泵入口的旁路管道, 并将整个凝结水精处理系统与
收稿日期: 2004204220, 修稿日期: 2004205227 作者简介: 王 平 (19742) , 男, 陕西凤翔人, 1998 年毕业于武汉水
与国产机组精处理系统不同, 在邯峰发电厂的 精处理系统中增加了过滤器单元。 过滤器单元由 2 台过滤器、 空气擦洗系统及反洗系统组成。 单台过 滤器的处理能力为正常凝结水量的 50 % , 每台过滤 器配有 5 Λm 和 10 Λm 两种滤元, 机组启动采用 10 Λm 滤元, 正常运行采用 5 Λm 滤元。每个过滤器单 元设有 1 个自动旁路, 当其中 1 台过滤器失效反洗 时, 50 % 的凝结水将通过自动旁路门; 当凝结水不 需过滤时, 100 % 的凝结水将通过手动旁路门。过滤 器单元的增加有效防止了机组在启动阶段和凝汽器 泄漏时水中大量悬浮杂质对混床树脂的污染, 提高 了机组启动过程中凝结水的回收率, 减少了凝结水 排放的浪费, 缩短了启动时间, 使凝结水处理系统 更加合理和完善, 更有力的保障了精处理系统的安 全、 经济运行。 116 智能化控制
2 凝结水系统的运行情况及存在问题
211 凝结水系统的运行情况 经过 2 a 多的生产, 邯峰发电厂的凝结水精处
理系统运行正常。 精处理系统投运与否不影响机组 出力和安全性能; 在水汽品质恶化时, 精处理系统 实行 100 % 投运。滤元过滤器的合理使用和更换, 使 得机组启动阶段的凝结水水质得到了有效的净化, 同时又保证了混床树脂的洁净, 减少了树脂损耗, 缩 短了空耗燃料的洗硅时间。 混床按 H - O H 型模式 的运行周期约为 8 d, 其中水质量符合标准, 蒸汽品 质优良。 混床失效后由微机控制自动退出运行, 备 用混床自动投入。失效树脂输送、再生可在自动、半 自动状态下进行。 精处理混床除出、 入水的水质情 况见表 1。
第 4 期 (总第 121 期) 2004 年 8 月
山 西 电 力 SHAN X I EL ECTR IC POW ER
N o 14 (Ser1121) A ug12004
进口 660 MW 机组的凝结水精处理系统
王 平1, 牛国平2, 马东伟1
(11 河北省电力研究院, 河北 石家庄 050021; 21 河北西柏坡发电有限责任公司, 河北 平山 050400)
由于锥体分离工艺阴、 阳树脂界面清楚, 混脂 量少, 利用光电比色计和电导率仪检测阴阳树脂界 面灵敏方便, 便于实现系统的自动化控制。 所有可
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山 西 电 力 2004 年第 4 期
调节阀门灵活方便, 程序可靠, 流程清晰; 同时在 系统控制中采用酸碱浓度的高低位报警和自动调节 功能, 大大方便了操作, 充分利用酸碱, 节约再生 时间, 也使整个系统基本实现了全自动化操作。
Байду номын сангаас
种: H - O H 模式和N H 4- O H 模式。由于前者对树 脂分离度、 再生度以及进水水质等条件的要求远低 于后者而被广泛应用。而从经济、节能等方面看, 氨 化运行有着氢型运行所无法比拟的优越性。 在邯峰 工程中设计采用两种运行方式并用, 然而由于技术 和现场条件等因素的制约未能达到理想的氨化运行 方式。 21212 凝结水采样系统尚需完善
1 凝结水系统的先进性
111 系统设计 在传统的设计中凝结水处理设备与热力系统的
连接有两种方式, 即 “低压系统”和 “中压系统” (如图 1 所示)。 然而, 无论是在低压系统还是中压 系统中, 整个凝结水精处理装置总是被串联在凝结 水系统中。 对于这种系统, 虽然在设计中采用了电 动调节旁路门, 但是在运行中发现, 由于当前国产 阀门的执行机构还不很可靠, 如果关闭旁路门, 当 凝结水精处理系统突发故障时, 若电动旁路门不能 及时打开, 则会导致除氧器水位急剧降低, 直接影 响机组的安全和稳定运行。
20 0 4 年 8 月 王 平, 等: 进口 660 MW 机组的凝结水精处理系统
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RCO 3) 引起电导率的明显下降, 当有阴树脂通过并 接触二氧化碳时输送水的电导率下降, 从而使输送 水的电导率发生突变, 指示阴树脂开始出现。另外, 树脂分层还可以通过检测阴阳树脂对光的反射率的 不同来检测其分界面, 哪一种手段先检测到就利用 哪一个。 总之, 界面检测装置能在最短的时间内捕 捉到阴阳树脂分界面的信号, 而使控制程序动作, 关 闭阳树脂罐树脂入口门, 以阻止阴树脂的混入、 提 高分离效果。 113 树脂预处理工艺
摘要: 介绍了进口 660 MW 机组凝结水精处理系统的先进性, 为国产机组和大型火力发电厂凝结 水系统的设计和技术改进提供了技术参考和借鉴依据。 关键词: 火电厂; 凝结水; 精处理 中图分类号: T K26411 文献标识码: A 文章编号: 167120320 (2004) 0420054203
表 1 精处理混床除出、 入水的水质情况
项目
机组启动阶段 机组正常运行阶级
入口
出口
入口
出口
TD S Λ g l- 1
T SS Λ g·l- 1 Cu Λ g·l- 1 Fe3+ Λ g·l- 1 C I- Λ g·l- 1 N a+ Λ g·l- 1 SiO 2 Λ g·l- 1 DD Λ s·cm - 1
河北邯峰发电厂一期工程为 2×660 MW 机 组, 凝结水精处理系统由 S IEM EN S 公司设计并成 套供货, 对凝结水进行 100 % 处理。每台机组配备 2 台过滤器和 3 台 50 % 出力的高速混床, 并分别采 用并联形式连接。 高速混床采用 Rohm H a ss252H 型强酸阳离子交换树脂和 900SO 4 强碱型阴树脂。2 台机组公用 1 套体外再生系统。 其中, 高速混床的 体外再生系统为全套引进英国 KENN ICO T T 公司 的锥体分离技术和设备。
在邯峰工程中, 依据外方专家的建议, 对于新 树脂预处理, 采用了直接添加粘土反洗的处理工艺。 具体方法是: 先将阴阳树脂分别装入阴树脂兼分离 罐和阳树脂兼储存罐进行大反洗, 冲走树脂表面的 细碎颗粒和部分固体杂质; 再分别加入适量的粘土, 充分鼓气搅拌和小流量反擦洗; 通过这种擦洗可以 使带电的细碎树脂消除静电, 进一步洗脱树脂缝隙 中的小分子低聚物使树脂更加洁净; 然后再进行大 反洗和分别采用大剂量再生。 实践证明, 这种处理 工艺简单易行、 便于操作、 节省时间, 而且不会影 响树脂交换容量和其他理化性能的变化, 优于交叉 处理, 值得推广使用。 114 锥体分离技术
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