电厂化学-6凝结水精处理全解
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• 在机组运行过程中，凝结水会受到一定程 度的污染，增加了凝结水中的溶解盐类和 固体微粒。消除污染源虽然是防止凝结水 污染的根本办法，但完全消除是不可能的， 为此，凝结水精处理就成为高参数火电厂 水处理的一项重要任务。 • 凝结水精处理的目的
– 去除凝结水中的金属腐蚀产物 – 去除凝结水中的微量溶解盐类 – 去除随冷却水漏入的悬浮固形物
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第6章 凝结水精处理
•1 •2 凝结水精处理的必要性 凝结水精处理的技术概况
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（1）凝结水处理设备与热力系统的连接方式
低压系统连接方式
• 水处理设备串联在凝结水泵和凝升泵之间。由于凝结水泵 在1MPa~1.3MPa压力下运行，所以混床是在较低压力下 工作的，为了能将混床处理后的水再经低压加热器送入除 氧器，需在混床之后设置凝结水升压泵。在该系统中为便 于除氧器水位的调节，系统中还需设置密封式补给水箱。
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• 有前、后置过滤器的水处理系统 前置过滤器 +混床+后置过滤器 • 无前置过滤器的水处理系统 混床+树脂捕捉器 • 采用何种方式应视水质要求而定。
–600MW超临界直流沪应采用有前、后置过滤器的系统
• 前置过滤器： 5μm滤芯（保安）过滤器、电磁过 滤器、阳床过滤器等。 • 后置过滤器：离子捕捉器（捕捉混床带出的离子 碎片）
（4）高速混床对树脂的要求
机械强度 • 当混床高流速运行时，树脂要经受较大的水流压 力，如机械强度不足以抵抗所受压力时就会破碎， 因此用于高速混床的树脂一定要有高的机械强度。 • 凝胶型树脂的孔径小，交联度低，抵抗树脂“再 生——失效”反复转型膨胀和收缩而产生的渗透 应力较差，因而易破碎。 • 大孔型树脂的孔径大，交联度高，抗膨胀和收缩 能力强，因而不易破碎。高速混床的实际运行结 果表明，选出用大孔型树脂，混床压降可控制在 0.2MPa以下，树脂破损率大大降低。
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金属腐蚀产物带入 • 火电厂汽水系统中的设备和管道，往往由于某些腐蚀性物 质的作用而遭到腐蚀，致使凝结水中含有金属腐蚀产物， 其中主要为铁和铜的氧化物。进入凝结水中金属腐蚀产物 的量与很多因素有关，如机组的运行工况，设备停用时保 护的好坏，凝结水的pH值，溶解气体(O2和CO2)的含量等 • 凝结水进入锅炉后，其所含的金属腐蚀产物将在水冷壁管 中沉积，引起锅炉结垢和腐蚀。一般情况下，在机组启动 和负荷波动时，凝结水中的铁、铜含量急剧上升。 补充水带入的悬浮物和盐分 • 锅炉补充水虽经深度除盐处理，但由于种种原因(如原水中 有机物含量高等)，除盐水在25℃的电导率不能低于 0.2μS/cm，即使电导率小于0.1μS/cm，补充水中仍含有一 定量的残留盐分。 • 此外，除盐水流过除盐水箱、除盐水泵和管道，也会携带 少量的悬浮物及溶解气体而进入给水。
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（）凝结水处理系统的组成
适用范围
• 直流锅炉供汽的机组，100%凝结水处理； • 亚临界参数以上汽包锅炉供汽的机组， 100%凝结水处理； • 高压汽包锅炉供汽、海水冷却的机组以及由超高压汽包锅 炉供汽、海水或苦咸水冷却的机组可进行部分凝结水处理。
凝结水处理系统
• 分为过滤和除盐两大部分，过滤主要除去金属腐蚀产物及 悬浮物等杂质；除盐是除去溶解的盐类。 • 在混床除盐出口处安装后置过滤器即树脂捕捉器，用于截 留混床可能漏出的碎树脂。
汽轮机 发电机
凝汽器
凝结水处理设备 凝结水泵(低压) 凝升泵 低加
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中压系统连接方式
• 中压系统连接方式即为水处理设备串联在凝结水泵和低压 加热器之间，压力在2.5~3.5MPa。采用中压凝结水系统， 简化了热力系统，提高了系统的的严密性，能耗省，也为 凝结水处理系统布置在汽机房创造了条件。 • 中压凝结水系统要求凝结处理设备的结构强度和防腐衬里 能承受较高压力。离子交换树脂的机械强度要求高，并需 采用各种中压电动、气动耐腐蚀阀门，一般需进口。 • 美国80%的凝结水处理系统采用中压系统运行。
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树脂的粒径要合适且大小要均匀。
• 一般要求90%以上重量的树脂颗粒集中在粒径偏差在 ±0.1mm范围内。 • ①减轻树脂的交叉污染。粒度不均的树脂，在反洗分层后， 阳树脂与阴树脂不能有效分离，容易形成小颗粒阳树脂和 大颗粒阴树脂互相渗杂的混脂区。再生时阳树脂中夹杂的 阴树脂变成CI型（HCI作再生剂时），阴树脂中夹杂的阳 树脂变成Na型（NaOH再生）。混脂的存在，即使再生非 常彻底，由于上述原因，再生混合后，树脂层中有一部分 RCI和RNa树脂。这对凝结水精处理水质影响很大。表现 为混床漏Na和漏CI。这叫阴阳树脂的交叉污染。因为小 颗粒阳树脂沉降速度与大颗粒阴树脂沉降速度接近，不易 水力分开。 • ②树脂层压降小。如果颗粒不均匀，小的填充在大的之间， 水流阻力大，压降大，均匀颗粒不存在此问题。 • ③水耗低。均粒树脂颗粒反洗时，无大颗粒树脂拖长时间， 所以反洗时间短，用水少。 12
第6章 凝结水精处理
•1 •2 凝结水精处理的必要性 凝结水精处理的技术概况
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（1）凝结水精处理的必要性
凝汽器泄漏 • 凝汽器的泄漏可使冷却水中的悬浮物和盐类进入凝结水中。 泄漏可分两种情况：严重泄漏和轻微泄漏。 • 前者多见于凝汽器中管子发生应力破裂、管子与管板连接 处发生泄漏、腐蚀或大面积的腐蚀穿孔等。此时，大量冷 却水进入凝结水中，凝结水水质严重恶化。后者多因凝汽 器管子腐蚀穿孔或管子与管板连接处不严密，使冷却水渗 入凝结水中。 • 即使凝汽器的制造和安装较好，在机组长期运行过程中， 由于负荷和工况的变动，引起凝汽器的震动，也会使管子 与管板连接处的严密性降低，造成轻微的泄漏。 • 当用淡水作冷却水时，凝汽器的允许泄漏率一般应小于 0.02％。严密性较好的凝汽器，泄漏量小于此值，甚至可 以达到0.005％。当用海水作为冷却水时，要求泄漏率小 于0.0004％。 • 凝汽器泄漏往往是电厂热力设备结垢、腐蚀的重要原因。
• 高速混床：阴、阳树脂混合床
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（3）高速混床的结构
• 如果混床前未设过滤器时， 混床进脂 混床排气阀 /进气/正洗阀 凝结水中金属腐蚀产物等杂 质会被混床中树脂所截留， 粘附在树脂表面难以清除， 因此一般混床是不能兼作过 滤和除盐使用的。采用空气 混床进水阀 强力擦洗，可以使树脂表面 上粘附的腐蚀产物脱落，用 水淋洗排走。 • 由于凝结水具有流量大、含 盐量低的特点，故采用高流 速运行的混床即高速混床， 混床再循环/排 其结构见右图。 混床出水阀 水/反洗/进气阀 混床出脂阀 • 运行流速高最大流速120m/h； • 采用体外再生简化了混床内部结构； • 处理水量大，能有效除去水中的离子及悬浮物等杂质； 10 • 对树脂的性能要求很高。
• 在机组运行过程中，凝结水会受到一定程 度的污染，增加了凝结水中的溶解盐类和 固体微粒。消除污染源虽然是防止凝结水 污染的根本办法，但完全消除是不可能的， 为此，凝结水精处理就成为高参数火电厂 水处理的一项重要任务。 • 凝结水精处理的目的
– 去除凝结水中的金属腐蚀产物 – 去除凝结水中的微量溶解盐类 – 去除随冷却水漏入的悬浮固形物
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第6章 凝结水精处理
•1 •2 凝结水精处理的必要性 凝结水精处理的技术概况
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（1）凝结水处理设备与热力系统的连接方式
低压系统连接方式
• 水处理设备串联在凝结水泵和凝升泵之间。由于凝结水泵 在1MPa~1.3MPa压力下运行，所以混床是在较低压力下 工作的，为了能将混床处理后的水再经低压加热器送入除 氧器，需在混床之后设置凝结水升压泵。在该系统中为便 于除氧器水位的调节，系统中还需设置密封式补给水箱。
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• 有前、后置过滤器的水处理系统 前置过滤器 +混床+后置过滤器 • 无前置过滤器的水处理系统 混床+树脂捕捉器 • 采用何种方式应视水质要求而定。
–600MW超临界直流沪应采用有前、后置过滤器的系统
• 前置过滤器： 5μm滤芯（保安）过滤器、电磁过 滤器、阳床过滤器等。 • 后置过滤器：离子捕捉器（捕捉混床带出的离子 碎片）
（4）高速混床对树脂的要求
机械强度 • 当混床高流速运行时，树脂要经受较大的水流压 力，如机械强度不足以抵抗所受压力时就会破碎， 因此用于高速混床的树脂一定要有高的机械强度。 • 凝胶型树脂的孔径小，交联度低，抵抗树脂“再 生——失效”反复转型膨胀和收缩而产生的渗透 应力较差，因而易破碎。 • 大孔型树脂的孔径大，交联度高，抗膨胀和收缩 能力强，因而不易破碎。高速混床的实际运行结 果表明，选出用大孔型树脂，混床压降可控制在 0.2MPa以下，树脂破损率大大降低。
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金属腐蚀产物带入 • 火电厂汽水系统中的设备和管道，往往由于某些腐蚀性物 质的作用而遭到腐蚀，致使凝结水中含有金属腐蚀产物， 其中主要为铁和铜的氧化物。进入凝结水中金属腐蚀产物 的量与很多因素有关，如机组的运行工况，设备停用时保 护的好坏，凝结水的pH值，溶解气体(O2和CO2)的含量等 • 凝结水进入锅炉后，其所含的金属腐蚀产物将在水冷壁管 中沉积，引起锅炉结垢和腐蚀。一般情况下，在机组启动 和负荷波动时，凝结水中的铁、铜含量急剧上升。 补充水带入的悬浮物和盐分 • 锅炉补充水虽经深度除盐处理，但由于种种原因(如原水中 有机物含量高等)，除盐水在25℃的电导率不能低于 0.2μS/cm，即使电导率小于0.1μS/cm，补充水中仍含有一 定量的残留盐分。 • 此外，除盐水流过除盐水箱、除盐水泵和管道，也会携带 少量的悬浮物及溶解气体而进入给水。
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（）凝结水处理系统的组成
适用范围
• 直流锅炉供汽的机组，100%凝结水处理； • 亚临界参数以上汽包锅炉供汽的机组， 100%凝结水处理； • 高压汽包锅炉供汽、海水冷却的机组以及由超高压汽包锅 炉供汽、海水或苦咸水冷却的机组可进行部分凝结水处理。
凝结水处理系统
• 分为过滤和除盐两大部分，过滤主要除去金属腐蚀产物及 悬浮物等杂质；除盐是除去溶解的盐类。 • 在混床除盐出口处安装后置过滤器即树脂捕捉器，用于截 留混床可能漏出的碎树脂。
汽轮机 发电机
凝汽器
凝结水处理设备 凝结水泵(低压) 凝升泵 低加
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中压系统连接方式
• 中压系统连接方式即为水处理设备串联在凝结水泵和低压 加热器之间，压力在2.5~3.5MPa。采用中压凝结水系统， 简化了热力系统，提高了系统的的严密性，能耗省，也为 凝结水处理系统布置在汽机房创造了条件。 • 中压凝结水系统要求凝结处理设备的结构强度和防腐衬里 能承受较高压力。离子交换树脂的机械强度要求高，并需 采用各种中压电动、气动耐腐蚀阀门，一般需进口。 • 美国80%的凝结水处理系统采用中压系统运行。
11
树脂的粒径要合适且大小要均匀。
• 一般要求90%以上重量的树脂颗粒集中在粒径偏差在 ±0.1mm范围内。 • ①减轻树脂的交叉污染。粒度不均的树脂，在反洗分层后， 阳树脂与阴树脂不能有效分离，容易形成小颗粒阳树脂和 大颗粒阴树脂互相渗杂的混脂区。再生时阳树脂中夹杂的 阴树脂变成CI型（HCI作再生剂时），阴树脂中夹杂的阳 树脂变成Na型（NaOH再生）。混脂的存在，即使再生非 常彻底，由于上述原因，再生混合后，树脂层中有一部分 RCI和RNa树脂。这对凝结水精处理水质影响很大。表现 为混床漏Na和漏CI。这叫阴阳树脂的交叉污染。因为小 颗粒阳树脂沉降速度与大颗粒阴树脂沉降速度接近，不易 水力分开。 • ②树脂层压降小。如果颗粒不均匀，小的填充在大的之间， 水流阻力大，压降大，均匀颗粒不存在此问题。 • ③水耗低。均粒树脂颗粒反洗时，无大颗粒树脂拖长时间， 所以反洗时间短，用水少。 12
第6章 凝结水精处理
•1 •2 凝结水精处理的必要性 凝结水精处理的技术概况
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（1）凝结水精处理的必要性
凝汽器泄漏 • 凝汽器的泄漏可使冷却水中的悬浮物和盐类进入凝结水中。 泄漏可分两种情况：严重泄漏和轻微泄漏。 • 前者多见于凝汽器中管子发生应力破裂、管子与管板连接 处发生泄漏、腐蚀或大面积的腐蚀穿孔等。此时，大量冷 却水进入凝结水中，凝结水水质严重恶化。后者多因凝汽 器管子腐蚀穿孔或管子与管板连接处不严密，使冷却水渗 入凝结水中。 • 即使凝汽器的制造和安装较好，在机组长期运行过程中， 由于负荷和工况的变动，引起凝汽器的震动，也会使管子 与管板连接处的严密性降低，造成轻微的泄漏。 • 当用淡水作冷却水时，凝汽器的允许泄漏率一般应小于 0.02％。严密性较好的凝汽器，泄漏量小于此值，甚至可 以达到0.005％。当用海水作为冷却水时，要求泄漏率小 于0.0004％。 • 凝汽器泄漏往往是电厂热力设备结垢、腐蚀的重要原因。
• 高速混床：阴、阳树脂混合床
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（3）高速混床的结构
• 如果混床前未设过滤器时， 混床进脂 混床排气阀 /进气/正洗阀 凝结水中金属腐蚀产物等杂 质会被混床中树脂所截留， 粘附在树脂表面难以清除， 因此一般混床是不能兼作过 滤和除盐使用的。采用空气 混床进水阀 强力擦洗，可以使树脂表面 上粘附的腐蚀产物脱落，用 水淋洗排走。 • 由于凝结水具有流量大、含 盐量低的特点，故采用高流 速运行的混床即高速混床， 混床再循环/排 其结构见右图。 混床出水阀 水/反洗/进气阀 混床出脂阀 • 运行流速高最大流速120m/h； • 采用体外再生简化了混床内部结构； • 处理水量大，能有效除去水中的离子及悬浮物等杂质； 10 • 对树脂的性能要求很高。