660MW機組凝結水精處理技術淺析

華麗紅

（浙江浙能樂清發電有限責任公司）

摘 要： 凝結水作為鍋爐補給水主要組成部分，凝結水精處理可以降低鍋爐補給水中的含鹽量和機組在安裝、停運過程中所產生的金屬腐蝕物，并且可以除去凝汽器所泄露產生的雜質。合理的應用優化手段，來對凝結水精處理系統以及設備等進行優化處理，注重經驗的積累，以達到提高凝結水精處理系統的可靠性及穩定性，確保火電廠凝結水精處理系統的各個環節均能夠滿足火電廠發展的需求。

關鍵詞： 凝結水；精處理；電廠

隨著我國電力事業的快速發展和大容量、高參數機組的不斷投產，熱力設備對系統的水汽品質要求也越來越高，凝結水作為鍋爐補給水主要組成部分，凝結水精處理可以降低鍋爐補給水中的含鹽量和機組在安裝、運停過程中所產生的金屬腐蝕物，并且可以除去凝汽器泄露所產生的雜質。

一、凝結水精處理概述

凝結水精處理技術應用于20世紀六七十年代，主要目的是去除凝結水中的機械雜質，如焊渣鐵銹和水中的含鹽量。隨著機組參數的不斷提高，凝結水精處理的重要性也越來越受到人們的重視，它對提高機組蒸汽品質，節省沖管水量，縮短機組啟動時間，延長機組酸洗周期等都具有重要的意義。凝結水精處理系統大多采用混床系統，但也有的空冷機組采用粉末樹脂覆蓋過濾器來處理凝結水，部分火電廠也有采用分床系統等。

凝結水精處理系統采用前置過濾器和混床串聯配置，每套前置過濾器和混床系統按處理100%凝結水處理能力設計，系統內部分前置過濾器和高速混床兩部分組成。前置過濾器部分由兩臺具有50%處理能力的前置過濾器和反沖洗系統組成；混床部分由三臺各具有50%處理能力的高速混床和再循環管組成；整個系統有一個大旁路，共用一個溢流管路。正常情況下，精處理系統100%投運，旁路全關，凝結水量全部通過精處理前置過濾器和高速混床進入主系統。

二、凝結水精處理作用

高速混床的及時投運對啟動過程中除鐵、硅起了關鍵作用。機組在啟動初的一段時間里，凝結水系統中的懸浮鐵及二氧化硅含量較高，此時鍋爐給水主要是由除鹽水直接經除氧器補充，凝結水不能回收，大量的懸浮鐵及粒裝鐵通過凝結水泵再循環不斷排出系統外，凝結水不斷凈化，凝結水含Fe500μg/L，此時投入高速混床，不但可有效保護樹脂少受污染，同時起到了截流過濾懸浮鐵及二氧化硅的作用，使凝結水含Fe量降至20μg/L左右，而且也使給水SiO2含量逐漸下降至合格，隨之爐水及蒸汽的SiO2含量也隨著鍋爐的洗硅進程下降，促進了鍋爐洗硅的順利進行，同時蒸汽品質在較短時間內即達到合格指標。在水汽系統發生故障時，精處理系統高速混床具有緩解事故的能力。

三、運行中常見問題分析

1. 再生前陰陽樹脂分離不完全

由于樹脂制造的原因，陰、陽樹脂中總有一些細碎部分。這些細碎部分在水力分層后由于沉降速度小而存于樹脂上部，即陰樹脂中總混有陽樹脂。樹脂在水力分層時，陰、陽樹脂中間層由于水流擾動，陰、陽樹脂總是相互混合的。在進行水力輸送時，樹脂分離器和混床內總有殘留樹脂。

由于樹脂不能實現完全分離時，從而形成交叉污染。即經過這樣再生后的陰陽樹脂中，陰樹脂中的陽樹脂成為RNa；陽樹脂中的陰樹脂成為 RCl。當再生后的陰陽樹脂輸送回混床后，樹脂相中RH和ROH含量下降，RNa和RCl含量升高，混床出水和這種樹脂平衡后出水的雜質含量必然升高，從而影響出水水質。

2. 陰樹脂的再生用堿含有NaCl？

在陰陽樹脂混合過程中，如果堿性凝結水中含有一定量的NaCl時也會導致混床再生不良。在陰樹脂再生過程中，樹脂中除了含有ROH以外，還存在著一定量的RC1。陰陽樹脂再生用堿的NaCl含量大，意味著再生用堿的質量較差，導致再生后的陰樹脂中含有過量的RC1。陰樹脂直接同再生堿接觸，樹脂中的RC1與凝結水平衡，提高了RC1轉化成為R0H 的可能性，CL-被釋放入凝結水內。

3. 在線儀表及程控裝置存在的問題

凝結水精處理再生系統和高速混床在線儀表包括溫度計、差壓計、酸堿濃度計、pH計、導電率表、流量計，其中大部份信號就地與控制室顯示值有較大的差距，有的表計直至調試完成后仍未安裝，有的工作狀態極不穩定，影響精處理程控裝置的正常調試及投運。

鑒于配套儀表存在的質量問題，在對儀表盡量進行技改的同時，不妨逐步投入資金對現有儀表進行換型，特別是影響程控運行的關鍵數據的采集點，要采用穩定性高、測量精度及準確性高的國產或進口儀表逐步替代現有儀表。

4. 精處理系統閥門內漏問題

高速混床工作在3MPa左右的壓力下，球閥不容易泄漏，但其中一些重要的閥門如精處理旁路門、高速混床進出口電動門均為蝶閥，容易發生內漏，對設備運行安全及水質影響較大，尤其是高速混床進出口電動門一旦發生內漏，將造成備用混床緩慢升壓并帶壓，影響對備用混床的操作，甚至有可能串壓至再生系統對低壓設備造成破壞。

凝結水精處理混床出水門或是循環門內漏量較大時，而高速混床內水又未滿的狀態下，混床出水口打開，凝結水灌入混床的瞬間會出現強大的壓強，導致出脂管被拉扯變形甚至是斷裂。樹脂不足就會導致凝結水精處理系統周期制水量不足，為滿足水汽的量和品質要求，需要頻繁的進行樹脂再生工作，這不僅增加了操作人員的工作量，降低了工作效率，且也增加了各種再生原料的成本，還會導致備用混床長期處于空床狀態。

5. 運行中的安全問題

正常運行中水由凝結水泵通過精處理打至低壓加熱器再至除氧器。如果凝結水泵突然跳閘，精處理系統會突然失壓，陰陽床旁路會自動打開。而此時除氧器的壓力又較大，如果凝結水泵的逆止門不能自動關閉，水就會從除氧器向凝結水泵倒流。較大的壓力和流量將會使精處理陰陽床內的樹脂從陰陽床的入口流出，倒流至凝結水泵甚至排汽裝置。而凝結水泵下一次啟動后，這些樹脂會順著精處理系統的旁路進入低加、除氧器、高加、直至汽包。樹脂進入水冷壁和汽包后，在高溫高壓的作用下發生降解，產生有機酸，使鍋爐發生結垢、腐蝕等現象，嚴重影響鍋爐的安全運行。

所以，停止凝結水泵運行前，必須通知值班員退出精處理系統。凝結水泵檢修時，確保凝結水泵逆止門的完好備用，在緊急情況下能夠迅速關閉。完善凝結水泵的自動控制功能，防止凝結水泵自動跳閘事故的發生。

四、精處理系統運行的經濟性分析

精處理系統在運行中，應使陽床氨化運行。為了防止爐內汽水管道的腐蝕，給水的PH值一般要控制在9-9.6，采用的是給水加氨的方式提高PH值。由于氨的全揮發性，當給水加氨后，整個汽水系統會全部充滿氨，這樣，機組在正常運行期間，只需要給水補充少量氨，即可以維持汽水系統的PH值在合格范圍之內。但是，當精處理系統100%投運后，給水中加入的氨會全部被陽床除去。為了防止精處理出口至除氧器之間的低壓給水管道及設備的腐蝕，要在精處理出口加氨，提高其PH值，同時，給水加氨的負擔也會加重。由于陽床將全部氨除去，陽床會很快氨化，陽床內的H+會被NH4+取代，此時進行再生，也會使酸的用量大幅增加。由此可見，頻繁地進行再生，不但會增加氨的用量，也會大幅增加酸的用量。所以，在保證陽床出水鈉合格的前提下，應盡量延長陽床的運行時間，使陽床在氨化狀態下運行。這樣，即使精處理出口不加氨，凝結水的PH值也會維持在較高的水平。但是，陽床在氨化狀態下運行時，應加強對其它指標的監測，如鈉、鐵等離子的監測，同時要嚴密觀察陽床出入口壓差，如陽床出入口壓差增大，表明陽床截留了大量污染物，此時，即使其它指標仍然合格，也必須進行再生，以防止樹脂過度臟污而發生板結現象。另外，機組啟動期間，由于系統內較臟，也應加強對陽床的再生。

五、結語

凝結水精處理系統的安全、經濟運行非常重要，這就使得凝結水精處理系統的穩定運行要求進一步提升，為滿足這一要求，就需要合理的應用優化手段，來對凝結水精處理系統以及設備等進行優化處理，注重經驗的積累，以達到提高凝結水精處理系統的可靠性及穩定性，確保火電廠凝結水精處理系統的各個環節均能夠滿足火電廠發展的需求。