凝结水净化处理系统
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CHENGSHIZHOUKAN 2019/10城市周刊76凝结水精处理系统混床再生后出水钠离子含量高的原因分析刘兆杨 白城发电公司摘要:火力发电厂对主给水的水质要求较高,通过凝结水精处理系统将水中的悬浮物和含盐量等各类杂质去除。
可减小对蒸汽发生器传热管的腐蚀,保证了几组的安全运行。
ATE 运行过程中可能会发生很多问题,应对ATE 运行后的出水进行严格的化学监督。
当发现出水水质不合格时应立即查找原因来解决问题。
应对ATE 系统反洗工艺分层进行优化。
机组正常运行时对停运的ATE 系统进行定期的检查,及停运树脂的维护,以便ATE 系统在紧急情况时能及时投入运行。
选择比较先进的凝结水精处理系统技术。
关键词:再生;分离;钠离子一、凝结水精处理系统的功能、工作流程简要介绍1.系统概述。
直流炉机组在启动初期对系统的水质要求很高,在做好系统水冲洗的前提下,为了尽快提高启动初期凝结水的质量,我厂采用前置过滤器(粉末树脂覆盖过滤器)迅速降低凝结水的铁和悬浮物含量,混床对凝结水进行深度净化处理,彻底除去凝结水中的各种盐份、胶体、硅、金属氧化物、悬浮物等杂质,使凝结水水质更加优良,以保证整个热力系统的水汽品质和机组的安全稳定运行[1]。
凝结水精处理系统采用中压凝结水处理,前置过滤器与高速混床串连运行,每台机组设置3×50%粉末树脂覆盖过滤器和3×50%球形高速混床,即每台机组正常运行时:两台前置过滤器并联运行,一台备用;两台高速混床并联运行,一台备用,可满足每台机组100%凝结水处理量。
2.系统流程。
凝结水精处理系统流程见图1。
图1 凝结水精处理系统流程3.粉末树脂覆盖过滤器铺膜、爆膜流程见图2。
图2 高速混床再生系统流程4.系统运行和监督。
旁路单元投运。
包括精处理大旁路、过滤系统小旁路及混床系统小旁路3套旁路,每套旁路由电动旁路门和手动旁路门及管路组成。
出现以下任一情况时候,精处理大旁路、过滤系统小旁路电动旁路门开启,系统停运:①进口凝结水水温超过粉末树脂覆盖过滤器设定值75℃。
3.凝结水精处理系统3.1 凝结水精处理概述:为了确保机组安全稳定运行,提高凝结水品质,满足空冷机组水质指标要求,凝结水精处理系统每台机组各设置了三台粉末树脂覆盖过滤器,两用一备。
凝结水精处理的主要任务:除去凝结水中悬浮物、腐蚀产物及其他杂质,降低凝结水系统中的含盐量和电导率。
凝结水精处理系统说明:3.1.1凝结水精处理系统的自用水直接从凝结水补充水箱吸取,其容积为300m3。
3.1.2每台机组设置2⨯50%凝结水量的粉末树脂覆盖过滤器,以及100%的旁路系统。
3.1.3凝结水精处理装置的旁路系统应允许通过最大的凝结水流量,旁路系统的阀门可根据水温,压差等信号进行自动操作,也可在盘上进行手动操作。
旁路系统应设置1个电动调节阀,并能通过100%的凝结水量。
另外设置手动阀的旁路系统。
凝结水精处理旁路阀的作用是当凝结水精处理设备出现故障时,保证热力设备的安全运行。
在遇到下列情况之一时,旁路系统应能自动打开,并切除凝结水精处理系统:粉末树脂覆盖过滤器起除盐和过滤的作用。
利用粉末树脂主要交换凝结水中的金属离子和盐份,同时树脂粉覆盖在4~5µm的滤元上起过滤的作用,以除去凝结水中的金属腐蚀产物和悬浮物。
从而降低凝结水的含盐量和电导率,保证合格的凝结水水质3.1.3.1进口凝结水水温超过设定值。
3.1.3.2精处理装置的进出口压差超过设定值。
3.1.4当过滤器出口水导电度或进出口压差升高到设定值时,该过滤器失效,系统自动投入备用过滤器,失效过滤器自动退出运行,并进入爆膜、清洗、铺膜程序。
3.1.5爆膜、清洗过程产生的废水应收集至废水贮存池,然后用废水输送泵送至全厂工业废水处理站进行处理。
3.1.6在中压凝结水精处理系统和低压辅助系统之间装设安全阀。
3.2 凝结水精处理工艺流程:手动旁路系统凝结泵出水粉末树脂覆盖过滤器低压加热器除氧器3.3 凝结水精处理主要设备规范:3.3.1凝结水精处理粉末树脂覆盖过滤器:过滤器:φ1700×32mm每台最大出力: 800 m3/h正常出力: 778 m3/h数量:2×3台设计压力: 4.60MPa水压试验压力: 5.25Mpa正常出力运行压差: 0.02MPa最大出力运行压差: 0.24 MPa失效压差: 0.17 MPa运行周期:≥21天每台滤元数量/型式/精度: 345根/聚丙烯熔喷 /4~5µm滤元外径:¢57.15 mm滤元有效长度: 1778 mm凝结水设计温度:≤ 85℃凝结水运行温度: 60℃进水配水装置:管板; 316L出水配水装置:多孔板滤元; 316L3.3.2反洗用压缩空气贮罐:容积: 4.2 m3数量: 2台压力: 1.00 MPa3.3.3仪用压缩空气贮罐:容积: 1.2m3数量: 2台压力: 1.0MPa3.3.4保持泵:卧式离心泵2×3台叶轮: 316L流量: 114m3/h扬程: 0.2MPa泵壳耐压: 4.6MPa电机: 10KW3.3.5铺膜泵:卧式离心泵2×1台流量: 342m3/h扬程: 0.2MPa电机: 25KW3.3.6反洗泵:卧式离心泵3台流量: 50m3/h扬程: 0.5MPa电机: 5KW3.3.7铺膜箱:φ1500×6mm,2×1个2.5m3 3.3.8铺膜注射泵:渐进孔泵2×1台流量: 0.8~8m3/h扬程: 0.2MPa电机: 2KW3.3.9铺膜辅助箱:φ1800×6mm,2×1个5 m3 3.3.10废水输送泵: 2×2台50m3/h,0.5MPa3.3.11每次铺膜时间: 40分钟3.3.12每次爆膜时间/空气压力/流量: 5分钟/0.6MPa /112.5Nm3/h 3.3.13每次反洗时间/反洗水压力: 40分钟/0.4MPa3.4凝结水精处理粉末树脂覆盖过滤器监督项目及标准:3.5 凝结水精处理设备运行操作:3.5.1系统启动前的检查:3.5.1.1整个系统水压、气密试验已完成并且满足要求。
凝结水精处理系统一、概述1.1.1 凝结水的含义:凝结水一般是指锅炉产生的蒸汽在汽轮机做功后,经循环冷却水冷却凝结的水。
实际上凝汽器热井的凝结水还包括高压加热器(正常疏水不到热井)、低压加热器等疏水(疏水是指进入加热器将给水加热后冷凝下来的水)。
由于热力系统不可避免的存在水汽损失,需向热力系统补充一定量的补给水(除盐水箱来水)。
因此凝结水主要包括:汽轮机内蒸汽做功后的凝结水、各种疏水和锅炉补给水。
1.1.2 凝结水精处理的目的凝结水由于某些原因会受到一定程度的污染,大概有以下几点:1)凝汽器渗漏或泄漏凝结水污染的主要原因是冷却水从凝汽器不严密的部位漏至凝结水中。
凝汽器不严密的部位通常是在凝汽器内部管束与管板连接处,由于机组工况的变动会使凝汽器内产生机械应力,即使凝汽器的制造和安装质量较好,在使用中仍然可能会发生循环冷却水渗漏或泄漏现象。
而冷却水中含有较多悬浮物、胶体和盐类物质,必然影响凝结水水质。
2)金属腐蚀产物的污染凝结水系统的管路和设备会由于某些原因而被腐蚀,因此凝结水中常常有金属腐蚀产物。
其中主要是铁和铜的氧化物(我公司热力系统设备基本上没有铜质材料)。
铁的形态主要是以Fe2O3、Fe3O4为主,它们呈悬浮态和胶态,此外也有铁的各种离子。
凝结水中的腐蚀产物的含量与机组的运行状况有关,在机组启动初期凝结水中腐蚀产物较多,另外在机组负荷不稳定情况下杂质含量也可能增多。
3)锅炉补给水带入少量杂质化学水处理混床出水即为锅炉补给水,一般从凝气器补入热力系统。
由于混床出水在运行中的严格控制,补给水杂质含量很少,其水质要求:DD≤0.2μs/cm ,SiO2≤20μg/L。
如果混床出水不合格,就可能对凝结水造成污染。
由于以上几种原因,凝结水或多或少有一定的污染,而对于超临界参数的机组而言,由于其对给水水质的要求很高,所以需要进行凝结水的更深程度的净化,即凝结水精处理。
1.1.3 凝结水精处理设备介绍凝结水精处理系统采用中压凝结水混床系统,具体为前置过滤器与高速混床的串连,每台机组设置2×50%管式前置过滤器和3×50%球形高速混床,混床树脂失效后采用三塔法体外再生系统,其中1、2号机组精处理共用一套再生装置。
培训中心教材初稿凝结水净化处理系统(LDB/LDF)目录一、系统的功能二、系统的工作原理三、系统LD的设备组成及其主要参数四、联锁和保护五、主要调节器六、系统运行时监测的参数七、工艺限制,安全规定及措施八、常见故障及消除方法九、思考题附录A系统工艺流程图附录B设备清单附录C参考文件一、系统的功能1 汽机凝结水净化处理系统(LD)从汽机凝结水中去铁质,除盐以保证二回路的水化学工况.2 汽机凝结水净化处理系统包含以下子系统:1) LDB-凝结水中溶解的及悬浮腐蚀产物机械净化及初步除盐系统;2) LDF-凝结水离子净化处理系统以去除溶解的阴阳离子;3) LDP-过滤材料冲洗及再生系统;4) LDL-凝结水净化过滤器再生排水监测系统,根据排水的水质重复利用或再处理.3 汽机凝结水净化处理系统运行工况:1) 运行(功能组LDB, LDF-运行);2) 离子交换剂的水力换料, 冲洗和再生(功能组-LDP, LDL)4 汽机凝结水净化处理系统从位于冷却水泵房和制水站内的化学控制室进行控制.通过启动功能组或手动控制. 汽机凝结水净化处理系统的功能子组见表 2.1.二、系统的工作原理2.1 系统LD的作用原理汽机凝结水并列流过投运的已经被再生好的H-阳离子除铁过滤器LDB11-15AT001, 在其中装载了强酸阳离子交换剂DOW MONOSPHERE650C NG(H), 于是凝结水中的悬浮的和溶解的腐蚀产物被清洗掉。
同时,有部分除盐水流过。
周期性的,当阳离子除盐过滤器的离子交换剂的置换体积被消耗尽后,把它们卸载到再生系统(LDP)中进行清洗腐蚀产物和恢复其置换能力。
被除铁的部分除盐凝结水进入混床LDF21-25AT001, 在其中装载了强酸性的大孔的阳离子交换剂DOW MONOSPERE 650C NG(H) 和高基点的阴离子交换剂MONOSPERE 550ALC NG(OH), 在此处进行除去由于冷却水吸附而进入凝结水中的溶解盐。
在混床后安装的过滤器捕捉器LDF21-25AT002, 其作用是捕捉由于过滤器排泄设备损坏时从混合作用过滤器流出来的过滤器材料。
汽机凝结水清洗过滤器装置的工艺参数详见本规程附录H。
无论机组在稳定工况,还是任何功率水平下运行,凝结水清洗系统都应该保证100%的清洗。
汽机凝结水清洗系统的额定流量是1000 кg/s周期性的,当从混床流出的凝结水的电导率升高后,停运过滤器并且用从系统LCU 来的水把过滤器材料水力卸载到凝结水清洗过滤器的再生清洗设备(LDP)。
汽机凝结水清洗过滤器再生和清洗系统LDP有4个过滤器-再生器:带中间层卸载的过滤器-再生器LDP31AT001;阴离子过滤器-再生器LDP32AT001;阳离子过滤器-再生器LDP33AT001;中间层收集过滤器LDP34AT001.在带中间层卸载的过滤器-再生器中可以进行装卸载混床中的离子交换剂(在混床中把离子交换剂分开)。
为了解决从过滤器-再生器中卸载离子交换剂的中间层设计了特殊的工艺过程和相应结构的设备。
设备结构和安装地方的选择原则是:不得影响离子交换剂的分离,及在考虑到具有中间层的情况下保证方便装卸阴离子层。
阴离子交换剂被水力卸载到阴离子过滤器-再生器中,然后在其中用4%的NaOH进行再生。
中间层被水力卸载到中间层收集过滤器。
为了保存装载体积,在每次再生前惰性层被卸载到已经卸载了中间层的过滤器-再生器中,在其中把离子交换剂分类,然后分开后再被移出。
离子交换剂被分开后,阴离子交换剂和中间层被卸载,在过滤器-再生器LDP31AT001中只剩下阳离子交换剂,它被用5%的盐酸HCl溶液再生。
然后,被再生过的阳离子交换剂被卸载到阴离子交换剂的过滤器-再生器中,在其中用空气搅拌离子交换剂并且用除盐水冲洗到电导率小于1MS/cm,然后水力卸载到工作过滤器中。
阳离子交换剂过滤器-再生器LDP33AT001中装载了从H-阳离子除铁过滤器来的阳离子交换剂,在这里用5%的盐酸HCL溶液进行再生,然后用除盐水清洗到酸度低于10mкg-экв/dm3,然后卸载到工作过滤器中。
从凝结水H-阳离子除铁过滤器与混合作用过滤器排出的再生水被收集到疏松水沉淀箱LDL10BB001, 过滤器清洗水收集箱LDL20BB001, 碱性废溶液水箱LDL30BB001 和酸性废溶液水箱LDL40BB001 等,然后进行测量其中的放射性元素含量,并根据其含量决定下一步排到何处及其清洗。
如果再生酸性和碱性水放射性元素含量低于ДУАнас, 则用泵LDL30AP002, LDL40AP001 排到中和池, 然后排到大海。
如果废碱性溶液中含碘-131低于10ДУАнас, 但高于ДУАнас, 那么用泵LDL30AP001把这些水从水箱LDL30BB001抽到碱性废水保存箱LDL30BB002 储存到一个月使其达到ДУАнас。
在监测了放射性元素后,用泵LDL20AP001把清洗水从清洗水收集箱LDL20BB001抽到凝结水清洗过滤器-再生器疏松。
在沉淀箱LDL10BB001中的含有腐蚀产物的疏松水,在被监测了残留放射性后,没有放射性的清水将和清洗水一起重新被用于疏松,而没有放射性的含渣水被泵LDL10AP001抽到处理水中和池。
如果在碱性废水中含碘-131大于10ДУАнас,在酸性废水中含铯-137大于ДУАнас,以及在含渣水中长周期的腐蚀性放射性产物Со-60 和Fe-55超过ДУАнас,则从监测水箱排到辅助厂房的放射性水清洗系统处理。
在停堆大修期间进行化学清洗蒸气发生器时(每年一次),把含有乙二酸,腐蚀产物和放射性同位素等的清洗废溶液排到疏松水沉淀箱LDL10BB001。
从蒸气发生器来的清洗水被排到酸性废水箱LDL40BB001。
经测量证明废溶液和清洗水中的放射性元素含量不超过ДУАнас,则把它们排到处理水中和池GCR80BB001, GCR80BB002。
如果放射性元素含量超过ДУАнас,则废溶液和清洗水被排到辅助厂房放射性水清洗系统并在系统KPF中处理。
机组处在任何功率水平的稳定工况运行时,系统都100%监测凝结水清洗过滤器再生废水的品质,并且在停堆大修期间化学冲洗蒸气发生器时,系统100%监测冲洗废水的品质。
当充注水箱时,系统周期性的对凝结水清洗过滤器排放水监测。
当水箱损坏时,由于有密封的盖子,溶液被限制在房间内,防止了再生废水直接排到环境中去。
2.2 简述系统LD的设备2.1 凝结水机械清洗系统LDB设备的概述Н-阳离子除铁过滤器LDB11AT001, LDB12AT001, LDB13AT001, LDB14AT001, LDB15AT001:用于除去凝结水中的悬浮的和溶解的腐蚀产物,并部分除盐。
2.2 凝结水离子交换清洗系统LDF设备的概述混合作用过滤器LDF21AT001, LDF22AT001, LDF23AT001,LDF24AT001, LDF25AT001: 用于粗清洗由于冷却水吸附而进入凝结水中的溶解盐的阳离子和阴离子。
混合作用过滤器的捕捉器LDF21AT002, LDF22AT002, LDF23AT002, LDF24AT002, LDF25AT002: 用于捕捉可能从Н-阳离子除铁过滤器或者混合作用过滤器流出来的处理后的凝结水中的过滤材料颗粒。
过滤器材料颗粒排出的原因可能是:过滤器排水系统损坏或者材料磨损或者过滤材料的工作部分损坏。
2.3 凝结水过滤器再生和冲洗系统LDP设备的概述带中间层卸载的过滤器-再生器LDP31AT001: 用于再生前分开凝结水清洗系统混床装载的离子交换剂(阳离子和阴离子),并用于化学再生混合作用过滤器的阳离子。
阴离子过滤器-再生器LDP32AT001: 用于化学再生混合作用过滤器的阴离子,混合阳离子和阴离子,以及在水力传输到混合作用过滤器前冲洗离子交换剂。
阳离子过滤器-再生器LDP33AT001: 用于化学再生Н-阳离子除铁过滤器的阳离子。
中间层收集过滤器LDP34AT001: 用于当中间层离子交换剂被从带中间层卸载的过滤器-再生器卸载后,收集和保存它们。
三、系统LD的设备组成及其主要参数四、联锁和保护五、主要调节器六、运行时监测的参数七、工艺限制,安全规定及措施7.1 混床LDF21~25АТ001出口处去盐后的凝结水水质应满足下列要求:1) 取样的阳离子电导率–不大于0.15 mkСм/сm;2) 钠离子浓度–不大于1.0 mкg/кg.7.2 以下条件下禁止过滤器LDB11~15АТ001 和LDF21~25АТ001 运行:1) 过滤器上的压降大于0.2 МPа;2) 进入系统的凝结水压力大于1.6 МPа;3) 过滤剂收集器LDF21÷25АТ002上的压降大于0.3 МPа.4) 进入系统的凝结水温度大于45︒С7.3 阳离子过滤器(再生后或停运一段时间后)投运前,若未冲洗至出口比电导率小于4.0mкСм/см禁止投运过滤器.7.4 混床过滤器(再生后或停运一段时间后)投运前,若未冲洗至出口比电导率小于0.15mкСм/сm禁止投运过滤器.7.5 下列情况下禁止泵组LDL10,20,30,40АР001 运行:1) 轴承温度高于80︒С;2) 在化水控制室和就地对工艺参数没有监测时.7.6 设备和管道停运检修时,压力应释放至大气压,排出工质.电动阀门的控制和动力回路应断电. 所有停运阀门处于关闭状态. 与大气相连的开式疏水阀应打开. 闭式疏水阀在设备管道疏水结束后应关闭. 截止阀和疏水阀应上锁.在截止阀上应挂上安全标志“不要关闭—有人工作”; 开式疏水阀上挂上安全标志“不要关闭—有人工作”; 工作现场挂"正在工作中!".八、常见故障及其排除方法九思考题1.系统的功能及其组成?答:汽机凝结水净化处理系统(LD)从汽机凝结水中去铁质,除盐以保证二回路的水化学工况。
汽机凝结水净化处理系统包含以下子系统:1) LDB-凝结水中溶解的及悬浮腐蚀产物机械净化及初步除盐系统;2) LDF-凝结水离子净化处理系统以去除溶解的阴阳离子;3) LDP-过滤材料冲洗及再生系统;2.系统的联锁和保护答:系统的工艺限值有哪些?答:1混床LDF21~25АТ001出口处去盐后的凝结水水质应满足下列要求:1) 取样的阳离子电导率–不大于0.15 mkСм/сm;2) 钠离子浓度–不大于1.0 mкg/кg.2 以下条件下禁止过滤器LDB11~15АТ001 和LDF21~25АТ001 运行:1) 过滤器上的压降大于0.2 МPа;2) 进入系统的凝结水压力大于1.6 МPа;3) 过滤剂收集器LDF21÷25АТ002上的压降大于0.3 МPа.4) 进入系统的凝结水温度大于45︒С3 阳离子过滤器(再生后或停运一段时间后)投运前,若未冲洗至出口比电导率小于4.0mкСм/см禁止投运过滤器.4 混床过滤器(再生后或停运一段时间后)投运前,若未冲洗至出口比电导率小于0.15mкСм/сm禁止投运过滤器.5 下列情况下禁止泵组LDL10,20,30,40АР001 运行:1) 轴承温度高于80︒С;2) 在化水控制室和就地对工艺参数没有监测时.附录A系统工艺流程图凝结水净化处理系统20 /30附录B系统LD设备的供电及等级其电源附录C参考文件1. 田湾核电站系统运行程序《凝结水净化系统(LDB/LDF)运行规程》;2. 田湾核电站凝结水净化系统(LDB/LDF)系统设计手册;3. 仪控SLC、SGC功能图。