火力发电厂是利用热能转变为机械能、机械能转变为电能的能量转换工厂。其生产过程为:水在锅炉中吸收燃料燃烧放出的热能变成蒸汽;蒸汽的热能在汽轮机内转变为机械能;发电机将机械能转变为电能。因此, 在火力发电厂水是能量转换的唯一工质, 起着非常重要的作用, 锅炉和汽轮机为火力发电的主要设备, 为保证他们的正常运行, 对锅炉用水的质量有很严格的要求, 而且, 机组中蒸汽参数愈高, 对其水质要求愈严。
郑州发祥电力有限公司水处理工艺采取目管制式, 为3台无顶压逆流再生式强酸型阳离子交换器, 2台鼓风式除碳器, 3台无顶压逆流再生式强碱型阴离子交换器, 2台混合离子交换器最大出力78吨/小时, 在正常情况下一套阴离子交换器、一套阳离子交换器、一套混床运行, 另外两套备用或检修。水处理制水工艺流程为:深井水→生水泵→机械过滤器→阳离子交换器→鼓风式除碳器→中间水池→中间水泵→阴离子交换器→混床→除盐水箱→除盐水泵→主厂房。
郑州发祥电力有限公司水处理阳、阴离子交换器和混合离子交换器树脂都是1995年机组扩建时安装的到现在一直没有更换, 出水电导率为在线监测, 2016年11月份以前一直运行都很正常, 从12月份以后逐渐出现阴离子交换器在第一次投运时电导降不下来, 而二氧化硅合格。其原因我们从以下几个方面分析:
发祥电力水处理制水设备3台阴离子交换器分别设计有三台电导率仪, 在正常投运时将阴离子交换器正洗到出水电导≤10us/cm, 二氧化硅≤20ug/L开始投入运行, 近期三台都出现电导正洗到20us/cm左右降不下来, 二氧化硅合格。我们根据实际生产需要在电导超标的情况下将阴离子交换器投入运行, 结果阴离子交换器运行30分钟以后, 电导又慢慢地降到10us/cm以下规定值。阴离子交换器正洗时间长不仅影响到阴离子交换器周期制水量降低, 而且电导超标还导致混合离子交换器电导高、失效快、再生频繁, 使得酸碱耗也升高, 更进一步说如果长期这样运行严重影响热力设备的安全运行。我们首先联系热工人员将在线导电度表电极进行清理, 其结果稍有好转。
在线导电度表电极清理后, 电导率升高的现象仍然不时地出现, 检查有关阀门也未发现异常情况, 怀疑是阳离子交换器出水Nɑ+含量超标, 我们对钠离子浓度计进行校核, 结果误差也都在规定范围内;又对涉及到的四台深井水各项杂质离子与往年分析结果进行比对试验也无发现异常情况, 也就排除了阳离子交换器出水Nɑ+含量偏高, 而导致阴离子交换器出水电导率升高的可能。
再生阴离子交换器我们用的是工业烧碱, 按国标规定:工业烧碱NɑOH≥30%、NɑCL≤0.01%、Na2CO3≤0.4%、Fe3+≤0.001%, 为了查清事情的根源, 我们将此时用的工业烧碱送到郑州电力试验研究所专业监督部门化验, 以上指标也都在合格范围之内, 也排除了碱液质量差导致阴离子交换器电导高的原因。
发祥电力公司水处理阴离子交换树脂是1995年扩建时安装的, 按部颁标准一般情况下10年为使用有效期, 因为资金紧张到现在一直没有更换。我们参照相关专业书籍和20多来的运行经验每运行15~20个周期进行一次大反洗, 值班人员一直执行地都比较好、运行情况也比较正常。但是, 随着运行时间延长树脂污染逐渐严重, 破碎树脂也比较多;再者, 从2016年12月起公司对内部、外界供暖用水量比原来多20%, 如果仍按照原来规定15~20个周期大反洗并不能将树脂层表面及内部的污物和破碎的树脂清理干净。因此我们针对以上情况, 召开有关人员技术交流会以后改为每运行10个周期进行一次大反洗, 使得整台阴离子交换器树脂都彻底反洗一遍, 控制好流量和流速, 并遵循大反洗时“先小后大”流量的原则, 反洗后沉降静置完全, 再开始进2倍碱液进行再生, 经过两轮的交替试验现在三台阴离子交换器在投运时电导超标的不正常现象都已经消除, 三台阴离子交换器均恢复到正常运行状态。
根据现在的实际情况我们所采取的措施有以下几个方面
(1) 严格控制再生剂质量, 严禁不合格酸、碱进厂; (2) 严格按规程操作, 并对再生人员开技术交流会, 互相取长补短; (3) 及时校核水处理硅酸根分析仪、钠离子浓度计、电导率仪等等仪器, 确保各项化验数据及时、准确、可靠, 为化学监督提供依据; (4) 加大设备巡视力度, 有缺陷及时联系检修处理; (5) 提高值班人员责任心, 严格监督认真分析, 有异常情况及时汇报, 力争将隐患消灭在萌芽状态。
终上所述, 郑州发祥电力水处理设备阴离子交换器在投运时电导高正洗时间长, 导致阴离子交换器周期制水量降低的原因已经查明, 但是树脂超过规定使用年限, 新的问题可能还会发生, 全部更换将会给公司造成一定损失, 这就给我们的化学管理工作者带来很多的不利的因素, 在以后的工作中遇到任何不安全因素我们应该查阅专业书籍, 组织有经验的师傅全面分析讨论, 将隐患消灭在萌芽状态, 确保电力行业热力系统安全稳定经济运行。
摘要：火力发电厂水处理制水工艺经常用的有:离子交换树脂法和反渗透法, 这里我们主要探讨:离子交换法制除盐水时, 阴离子交换器电导高而二氧化硅不高投运不上的原因分析
关键词：阴离子交换树脂,电导,硅酸根
[1] 李培元.火力发电厂水处理及水质控制[M]北京.中国电力出版社, 2007.
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