凝结水温度对精处理装置运行的影响分析

凝结水温度对精处理装置运行的影响分析

(国网新疆电力公司电力科学研究院乌鲁木齐830011)

摘要:本文通过对凝结水温度过高产生的原因及对精处理装置运行的影响进行分析,提出应对措施,保证了设备的安全经济运行。

关键词:精处理系统;高速混床;排气装置;温度;树脂

1前言

随着火力发电厂机组参数、容量的提高。对于超临界直流锅炉而言,无法通过排污除去杂质,因此腐蚀产物及杂质很容易沉积在水冷壁和汽轮机叶片上,严重危害机组的安全和经济运行。凝结水精处理系统能显著去除凝汽器泄露带入的杂质、系统腐蚀产物、给水带入的杂质等等,精处理正常运行对保证机组汽水品质、减缓热力设备腐蚀与沉积、缩短机组启动时间、提高机组运行的经济性都有重要意义。

2凝结水温度高的原因

由于人们环保节水意识越来越高,目前机组冷却方式对采用直接空冷及间接空冷方式进行,空气的换热效率明显低于水,造成直接空冷机组冷却效果远远低于采用冷却塔直接水冷,在没有疏水进入排气装置回收的情况下,夏季凝结水泵出口水温也接近60摄氏度,而冬季由于空冷岛上积雪及冬季换热效率低于夏季,排气装置水温基本接近甚至超过70摄氏度。

3精处理装置的组成及作用

凝结水精处理系统设置在凝结水泵出口,多采用3台前置过滤器加3台高速混床的配置,设置大小两个旁路,通过电动旁路调节精处理装置处理水量,正常运行时百分百处理凝结水,2台机组设置一套共用一套再生装置。

凝结水精处理高速混床采用体外式再生。体外再生混床是指运行时在混床中进行,失效树脂输送至再生间分离塔,在分离塔内分层后输送至阴阳塔内再生,再生合格并在阳塔混脂后,输送至混床备用。体外再生方式可以保证高速混床能够较高的流速运行,避免再生剂对制水的干扰,出水水质较好,但再生工艺复杂,树脂破碎率大。

高速混床一般是氢型运行或者氨型运行,氢型混床在凝汽器泄露时交换容量高,树脂再生不如氨型严格,适于启动初期水质;氨型混床具备再生次数少,再生液带入杂质少,再生剂消耗量小等优点,但对再生工艺要求高。

4温度高速混床运行的影响

随着自动化水平的提高,现阶段正常运行时精处理能够处理百分之百凝结水水量,精处理旁路设置手动旁路(安全旁路)及电动旁路,正常运行情况下手动旁路完全关闭,通过DCS程序通过控制电动旁路的开度来达到自动控制精处理装置的投运解裂过程。旁路保护与精处理进口母管压力、温度及旁路压差连锁,一般情况下,旁路逻辑压力与凝结水泵出口压力相同,凝结水泵正常运行条件下压力稳定,而旁路压差正常情况下均在范围内,故精处理母管进口温度成了精处理装置跳的主要因素。

由于凝结水泵出口温度是经过冷却的回水,精处理母管温度只设置高限,温度过高对高速混床内树脂及罐体内的衬胶材料有一定影响。随着树脂性能的提升,精处理母管温度定值也越来越高,从50℃到60℃,甚至70℃,某些电厂甚至设置为75℃,提高温度的同时也对精处理运行带来了一定的运行隐患。当运行温度20~24℃时,是高速混床运行最好的时候,高速混床周期处理水量最大。

各种树脂均有一定的耐热性能,在使用中对温度要求都有一定的界限,过高或过低都会影响树脂的机械强度和交换容量。温度低于0摄氏度时,树脂易冻结,使机械强度降低、颗粒破碎,从而影响树脂的使用寿命,降低交换容量;温度过高,会引起树脂热分解,也影响树脂的交换容量和使用寿命。一般情况下,阳树脂的耐热性高于阴树脂的耐热性。盐型树脂比H型或OH型好,而盐型又以钠型树脂最好。一般阳树脂可以耐100~110℃,阴树脂可耐50~60℃(强碱性)。而弱碱阴树脂的耐热性要比强碱性的好,一般可耐80~90℃。

若高速混床长期在过高温度运行,会导致树脂分解、降解、加速树脂破碎,破损的树脂会导致树脂捕捉器堵塞,出水阻力上升,增加树脂的工作压力,加速树脂的破损,影响混床出水水质,造成树脂再生频繁。更严重是树脂破碎后漏入给水及后续系统,给机组安全运行带来极大隐患。

5处理对策

由于精处理水源为排气装置,故可通过排气装置水温来控制精处理装置入口温度。通过调整排气装置真空度及汽机排气温度及冷却水回水的温度,若温度接近或超过设定值部分疏水就不能回收到排气装置了,以免增加额外的温度。也可通过增加对排气装置的补水量来降低其水温,但这只是临时应对之策,由于现阶段设计水处理设备出力时以电厂正常水平衡为准,若长期用启动除盐水泵调节排气装置温度会造成电厂用水混乱,影响水处理设备正常运行,造成非必要的停机。

随着树脂制造工艺的提高,树脂的耐温性能与过去相比有了很大的提高,若进水温度长期接近或超过设定温度,可用大孔型树脂替代凝胶型树脂,虽然大孔型树脂交换容量相对较低切有更高的制造成本,但大孔型树脂具有永久性的、孔径较大的物理结构,具有更好的耐污染性能,机械强度、抗氧化性等性能与凝胶型树脂也有明显的提高。

6结束语

精处理装置的正常运行是火电厂化学运行的重中之重,可通过与汽机专业协调,来控制凝结水泵出口来水温度。在运行中也应采取一定的措施保证精处理装置安全经济运行:

6.1选用合适的质量较好的树脂,保证出水质量的同时具有较好的抗高温性能,较高的机械强度。

6.2经常检查、清洗树脂捕捉器,防止树脂捕捉器压力过大造成树脂加速破碎及向给水系统漏树脂。

6.3设定合格的精处理旁路定值,不宜超过树脂的最高耐受温度,一定时间内对温度测点进行校准,保证数据的准确性。

6.4加强与相关专业的沟通,熟知引起超温的原因及对策,运行人员加强运行水平及时处理因超温导致的运行不正常。

6.5定期对高速混床内树脂、树脂捕捉器情况进行检查,早发现早采取措施,以免造成更大的损失。

参考文献:

[1]简安刚,化学水处理,中国电力出版社,2014.08

[2]李培元等,发电厂水处理及水质控制,中国电力出版社,2012.09

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