凝结水精处理系统的设计优化

凝结水精处理系统的设计优化- -

摘要：提出凝结水精处理系统在工艺设计、设备布置设计与设备投资等方面的优化思路，对最大限度地利用电厂公用设备资源提出建议，为系统的设计、安装及运行管理提供借鉴。

关键词：电厂化学凝结水精处理设计优化

中图分类号:ＴＫ223.5 文献标识码:Ａ文章编号:1671-086Ｘ(2002)03- 0009-03

收稿日期:2001-11-06

作者简介:陈进生(1970-),男,福建厦门嵩屿电厂化学车间主任,主要从事化学水处理及废水处理工作。

1 前言

随着国内300MW以上的火力发电机组的不断建设，越来越多的凝结水精处理装置投入运行。但目前国内运行的凝结水精处理装置普遍存在系统庞大、结构复杂、工艺流程与设备布置不尽合理、个别设备利用率低的问题。本文从系统运行的可靠性与设备投资的经济性角度出发，结合目前国内运行较为成功的凝结水精处理系统生产管理经验，对工艺流程设计、设备布置设计、设备投资等方面进行优化分析，提出改善工艺流程，减少设备投资，尽可能多地利用厂房公用设备的一些举措，为凝结水精处理系统安全、经济、稳定运行作尝试性的探讨。

2 工艺流程

2.1 加氨点的布置

大多数电厂采用二级加氨的给水处理方式，即在精处理出口母管及除氧器下降管分别设有加氨点。这主要考虑到精处理的氢型运行及低压加热器铜管（或钢管）的防腐问题。但在设计的过程中，两个加氨点又往往共同一台氨泵加药。而事实上，两个加氨点的介质压力是不同的，以300MW亚临界机组为例，其凝结水精处理出口的压力一般在2.7MPa左右，除氧器出口的压力通常在0.8MPa以下，因此，如果两个加氨点同时开启，由同一台氨泵打出来的大部分氨液被送到介质压力较低的除氧器出口下降管处，而精处理出口母管处几乎分配不到氨液。这样，当精处理混床处于氢型运行阶段时，混床出水母管到除氧器下降管的凝结水pH值接近中性，水质pH值得不到有效的调整，不利于整个低加系统的防腐保护。所以，应从设计上考虑两个加氨点分别采用不同的两台加氨泵（参见图1）。

2.2 系统自用水管道

精处理混床失效树脂的再生用水应考虑独立供给，不宜同凝结水补水泵等共用一条供水管道。最简单的办法是从机组补水箱独立引供水管道至精处理系统。这样，可有效地保证树脂的再生用水，减少同主厂房其他系统发生不必要的用水冲突。笔者曾在精处理系统的调试、运行管理过程中发现这样的问题：当混床失效树脂输送时，在未得到通知的情况下，再生用水突然中断，并引起大量树脂堵塞在输送管中。此问题既影响了树脂的安全输送，也影响了再生水泵的安

全运行。

2.3 反洗流量调节阀

树脂的反洗分层是整个再生过程最为关键的步骤，决定着混床的出水水质与运行周期。而反洗分层能否顺利进行，主要取决于分离塔的形式与反洗的水量调整控制。其中，反洗水流量的变化一般呈由大到小趋势，但反洗流量应以怎样的速率变化呢？是突跃性变化还是连续性变化有利于树脂的分离呢？运行实践表明，连续性变化可有效地保证树脂分层时不发生紊乱，减少树脂的交叉污染，保证树脂分层的彻底性。因此，反洗水量应以连续可调为佳，而不应是突跃式变化的（参见图2），这就相应地要求反洗水进水阀应设计成连续稳定可调的，方能保证反洗的效果。

2.4 树脂输送管道

在树脂的分离技术相对较为成熟的情况下，保证树脂的彻底输送已成为一项迫切的任务。残余在管道中的失效树脂会对已再生好的树脂在输送回混床的过程中造成"污染"，影响混床出水水质及运行周期。因此，树脂输送管道设计时应充分考虑母管与支管的连接问题，避免输送过程中树脂隐藏或滞留在管道的"死角"处，较好的解决办法是支管联接在母管之上，并在联接处加装隔离阀（参见图3）。另外，共用一套再生系统的两列混床之间也应设有隔离阀，以防树脂在输送过程中互串。

2.5 旁路阀的型式与信号联锁

目前，大部分的旁路阀以电动型式为主，但在紧急状态

下，这无疑存在失电及无法操作的危险，笔者认为，应设计成气动型式为佳，以应对上述可能出现的安全隐患，避免锅炉的断水问题出现。

旁路阀除了与混床压差及进水水温等典型的信号设有联锁外，还应考虑与凝结水泵的启停信号联锁，因为凝结水泵的切换往往会对混床造成瞬间的冲击，并可能导致未设凝升泵的精处理系统混床内部结构，尤其是混床顶部的配水装置受损。因此，应考虑精处理旁路阀在凝结水泵刚启动的短暂时间内自动打开，以避免上述问题的发生。

2.6 其他

混床刚投运时，床体与进口端的压差较大，其内部结构存在着受损的危险。因此，混床进水阀应考虑设置一个小流量的电磁旁路阀，当混床投运时，先由电磁阀旁路小流量进水，待混床床体与进口端的压差小于0.1MPa后关闭电磁旁路阀，然后再打开混床进水阀，这样，可有效地保护混床的内部结构及进水阀在混床投运时免受压差的冲击。

混床应考虑在大修后或启动前系统管道清洗时的污水排放问题。大修后精处理系统、尤其是混床之前的管道相对较脏，应在投运前把杂物冲掉，以免污染凝结水或给混床的除盐带来额外的负担。可考虑在再循环管的进口端加装一排放阀解决这一问题。

混床的再循环管上应有就地压力表，可直观地观察以电动蝶阀为主要形式的再循环阀的内漏情况（蝶阀的内漏现象较为普遍），同时可有利于观察再循环泵的进口端压力，避免泵在低压运行

时的汽蚀问题发生。

冲洗水泵出口应考虑有再循环管，因为在树脂再生过程的不同工艺步骤中，冲洗水泵的流量要相应变化。例如，树脂反洗分层用水量相对较大，但流量变化频繁；而酸碱稀释用水流量较为稳定，但用水量较小。因此，冲洗水泵在某些时间段内承受的背压较高，如果水泵长时间在该工况下运行是很不利的，应考虑设置再循环管来分压。

3 设备布置

3.1 取样架

目前精处理的取样架大都为敞开式布置在汽机零米层的混床附近，取样架上的硅表、钠表、导电率表等精密表计受风、温度、灰尘、振动等方面的干扰较为严重，直接影响到表计使用的准确性与使用寿命。如与控制室一起布置在较为宽敞的地方，不仅有利于运行管理，而且有利于表计的安全使用。

3.2 控制室

在控制室设计方面，常见的主要问题为面积过于狭窄，所在的汽机房零米层噪音大，不利于运行人员的身体健康。如果零米层的可利用空间较大，那么布置在零米层时应充分考虑隔音问题；如精处理系统离水汽监督站较近，则控制室应尽可能布置在水汽监督站内，以利运行管理。

3.3 酸碱计量系统

大部分酸碱计量系统与再生装置一道布置在汽机房零米

层，一旦发生酸碱泄漏，对附近一些重要的设备以及主厂房地基都将产生不利的影响。因此，宜采用室外布置。

4 设备投资

4.1 罗茨风机

相当一部分精处理再生系统自配罗茨风机，提供树脂再生反洗分层时的空气擦洗用气。但实际上空气擦洗用气可考虑由主厂房的仪用气经减压后供给，减少二台罗茨风机的投资与运行维护费用。考虑到空气擦洗用气时可能对主厂房内其他系统用气造成冲击，可增设一个专用的压缩气罐。事实上，绝大部分精处理系统中的树脂输送用气也是采用仪用气，并已设有一个专用气罐，这时所需的改动仅仅是把贮气罐容积设计得大一点而已（参见图4）。

4.2 再生废水池与废水泵

精处理系统常设有专用再生废水池一个，与再生装置一道布置在汽机房零米层，废水池还需二台废水泵进行排水，上述设施与设备可考虑取消，应充分利用机组排水槽的作用，把再生废水直接排入机组排水槽内。即可减少设备与设施的投资，又可降低防腐工作量。

4.3 再循环泵

典型的设计中，每列混床都设有两台再循环泵，一套精处理装置便有4台再循环泵（以普通的两列混床计），但实际上再循环泵用处不大，可考虑每列混床只用1台再循环泵，这可减少二台昂贵的再循环泵及相配套的阀门投资。

4.4 酸碱计量泵

酸碱稀释系统常用计量泵（一般为酸碱各两台，共四台），四台计量泵的投资大、维护工作量也大，尤其是防漏与防腐工作繁重。如果采用喷射器来代替计量泵，既可节省大量投资，又可减少计量泵的维护量与电能消耗。

4.5 树脂

树脂的补充量较大，且进口树脂的价格昂贵，应着眼于采用国产树脂或在订货时应充分考虑备品量。目前，有经验介绍，机组可在整套启动期间的洗硅阶段采用廉价的国产树脂来改善水质，而在正常运行后再更换昂贵的进口树脂，这样可有效地延长进口树脂的使用寿命。

5 小结

凝结水精处理系统在工艺设计、设备布置与设备投资应进行必要的优化组合，应最大限度地、合理地利用电厂的公用设备功能，减少不必要的建设投资与运行成本。