CN110092444A - 一种处理scal型间接空冷系统循环水水质的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种处理SCAL型间接空冷系统循环水水质的方法，克服现有技术中无法去除阴离子、无法持续运行及需要配置再生系统等问题，技术方案为：一种处理SCAL型间接空冷系统循环水水质的方法，将SCAL型间接空冷系统循环水旁路循环水引入临时混床进行除盐处理；临时混床的进出口分别与冷、热循环水管连接；上述临时混床的树脂可替换为凝结水精处理树脂再生系统的备用树脂。本发明将循环水中的阴、阳离子杂质全部捕获，会逐步使循环水的水质符合标准要求；同时，临时混床与凝结水精处理再生系统连接，充分利用现有系统。具有现场安装简单、充分利用现有系统和材料、快速改善循环水水质使其达标、大量节水等优势。

Description

一种处理SCAL型间接空冷系统循环水水质的方法

技术领域

本发明属于火力发电厂循环水处理的技术领域，涉及一种处理SCAL型间接空冷系统循环水水质的方法。

背景技术

火力发电厂的蒸汽冷却技术分为湿冷、直接空冷和间接空冷技术，空冷技术比传统湿冷技术节水约65%～90%，这对于富煤缺水地区火电厂的可持续发展具有重要的战略意义。直接空冷技术与间接空冷技术相比，直接空冷需要数十台大型轴流风机强制通风，厂用电的消耗非常大，而间接空冷技术有效解决了节约水资源和厂用电的目的。火力发电机组中，有一种表面式凝汽器结合垂直布置铝制散热器的间接空冷系统，简称SCAL型间接空冷系统。传统的循环水冷却技术是利用超大流量的循环水吸热，然后通过双曲线的水塔对循环水冷却，在冷却过程中，循环水往往由于蒸发、风吹、排污等原因，每小时损失几百吨；SCAL型间接空冷是把传统的工业水换成除盐水作为冷却中间介质，最后再用空冷塔结构的装置通过除盐水和空气的表面式换热最终实现循环水的冷却，在此过程中除盐水理论上是没有损耗的。参见图1，运行在SCAL型间接空冷系统中的循环水，在表面式凝汽器3中，通过表面换热使机组中做完功的汽轮机乏汽凝结成水，循环水吸收蒸汽和蒸汽凝结成水散发的热量后，温度升高，再进入空气冷却塔4内，通过铝制散热器2表面式换热的方式把热量散发到空气中，循环水温度下降，然后到表面式凝汽器3中，继续冷却汽轮机乏汽，如此循环往复。

其流程如下：循环水泵1→表面式凝汽器3→热循环水管道→铝制散热器2→冷循环水管道→循环水泵1→表面式凝汽器3。对于这一个系统，铝制散热器2是其核心。以600MW机组为例，铝制散热器通过装配在双曲线型的空气冷却塔4底部四周，大约170个铝制三角区组成；每个三角区由管径φ25×1mm的1050A纯铝管集成而成；循环水在管束内的流速约1.34m/s,散热系数约45W/m²K,空冷散热器翅片换热管面积约1750000平方米。SCAL型间接空冷系统的铝制换热器是纯铝制造，因为铝是两性金属，对与之接触的循环水就要求中性，电导率不能高。

在《DL/T 1717－2017燃气-蒸汽联合循环发电厂化学监督技术导则》里要求，表面式间接空冷铝制散热器系统循环水水质，电导率（25℃）≤5μS/cm、pH（25℃）7.0～8.3、溶解氧30～300μg/L。循环水超出这个标准，铝管束内表面的AL₂O₃保护膜会基于多种腐蚀机理溶解于循环水中，超标越多，腐蚀速度越快。在国内已投产的间接空冷系统机组中，京能康巴什热电厂、华电魏家峁电厂、国电方家庄，陕投麟游发电厂等数十个电厂曾因pH和其他指标值超标发生过严重的间接空冷散热器铝管束腐蚀问题，造成重大经济损失，甚至停机维修。

对SCAL型间接空冷系统循环水水质超标问题，目前设备厂家基本都建议采用换水方式，一次全部换除盐水或者小流量连续换除盐水，但是由于循环水体量巨大（一般超过8000m³），单纯依靠换除盐水来改善水质，除盐水制备负担大，改善循环水水质效果也不好，电导率等指标会一直超标，而且大量的废水排放，增加电厂废水处理的负担，浪费水资源且费用巨大。

李精平等在《间接空冷换热器铝管束腐蚀原因分析及解决措施》中设计小阳床旁流处理装置，安装在主机间冷塔内，有效控制了循环水的pH值。但是该技术存在以下问题：小阳床装置的目的是将循环水中的杂质阳离子变成氢离子，从而使循环水pH(25℃)降低。但小阳床装置无法去除阴离子，阴离子导致的电导率无法去除，也就无法达到电导率≤5μS/cm的要求。小阳床装置要配套酸再生系统，再生操作比较麻烦。小阳床装置通过吸收循环水中的阳离子释放氢离子使pH降低，由于没有同时吸收阴离子，释放氢氧根离子，导致氢离子浓度越来越大，当pH值（25℃）≤7.0之后，小阳床装置不能持续运行。溶解氧无法控制。

赵长江在《间接空冷机组循环水联氨处理工艺的电化学研究》中提到间接空冷机组循环水系统采用联氨处理工艺能够有效地降低1050A纯铝的均匀腐蚀和1050A纯铝—碳钢电偶腐蚀的腐蚀速率，可以保证碳钢与不锈钢的腐蚀速率满足国家标准的要求。但是该技术中存在问题：往循环水中加入联氨、羟胺、L-抗坏血酸、亚硫酸氢铵等还原剂，能控制pH值，降低铝和铁的腐蚀，但同时将阴、阳离子加入到循环水中，提高了电导率，无法达到电导率≤5μS/cm的要求。组分A为含联氨、羟胺的溶液，呈微碱性；组分B为含L-抗坏血酸、亚硫酸氢铵的溶液，呈微酸性，这两种组分主要目的是除氧防腐，调节循环水pH值的能力很弱。

发明内容

本发明的目的是提供一种处理SCAL型间接空冷系统循环水水质的方法，克服了现有技术中大量换水带来的环保压力和经济压力；克服了利用小阳床进行旁流处理无法去除阴离子、无法持续运行及需要配置再生系统的弊端；克服了加联氨、羟胺、或其它溶液而增加水质电导率的缺陷。

为了达到上述目的，本发明提供一种处理SCAL型间接空冷系统循环水水质的方法，将SCAL型间接空冷系统循环水引入旁路临时混床进行精除盐处理；临时混床的进出口分别与冷、热循环水管连接。

上述临时混床每小时处理的循环水量为SCAL型间接空冷系统循环水总水量的1～3%。

上述临时混床所用树脂是凝结水精处理再生系统的备用树脂。

上述临时混床树脂失效后，输送到凝结水精处理再生系统，进行再生。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本方法将循环水中的阴、阳离子杂质全部捕获，产水电导率（25℃）≤0.2 μs/cm，pH中性，会逐步使循环水的水质符合标准要求。同时，临时混床与凝结水精处理再生系统连接，且使用与凝结水精处理使用的完全相同的备用树脂，不用自带树脂。临时混床的树脂失效后可直接传送到凝结水精处理树脂再生系统进行再生，充分利用现有的再生系统资源，避免额外配置再生系统。具有现场安装简单、充分利用现有系统和材料、快速改善循环水水质使其达标、大量节水等优势。

附图说明

图1是旁路循环水临时混床除盐系统、SCAL型间接空冷系统循环水、凝结水精处理树脂再生系统的连接示意图；

图2是临时混床的示意图。

图中，1-循环水泵，2-铝制散热器，3-表面式凝汽器，4-空气冷却塔，5-升压泵，6-临时混床，7-树脂捕捉器，8-树脂分离塔，9-阴再生塔，10-阳再生塔。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式包括但不限于以下实施例表示的范围。

本发明提供一种处理SCAL型间接空冷系统循环水水质的方法，参见图1，在循环水系统旁路中串接临时混床6，通过临时混床6对循环水进行精除盐，逐步改善全部循环水水质。临时混床6树脂失效后，将失效树脂从临时混床6输送到凝结水精处理树脂再生系统，利用凝结水精处理树脂再生系统对树脂进行再生。

凝结水精处理树脂再生系统包括树脂分离塔8、阴再生塔9、阳再生塔10。

临时混床的具体放置位置为空气冷却塔4内部，靠近循环水管冷热管联络门处。

若利用临时混床自带的升压泵，从循环水管冷热管联络门前后分别引出一短不锈钢管作为临时混床的进水、出水管。树脂传入、传出管道用不锈钢管，引至凝结水精处理树脂再生系统，作为树脂传入、传出的路径。从地埋水箱的排污泵出口的排污水引一路碳钢管至临时混床作为树脂传出的动力水源。

若不用临时混床的升压泵，从靠近循环水管冷热管联络门冷水管侧引出一不锈钢管作为临时混床的进水管，临时混床的出水直接引至循环水的地埋水箱；从地埋水箱的排污泵出口的排污水引一路碳钢管至临时混床作为树脂传出的动力水源。

临时混床处理的循环水水量为总水量的1～3%，通过临时混床除去旁路循环水中多余的阴阳离子，从而降低电导率，让PH更接近中性，通过逐步去除循环水中的阴阳离子，让循环水水质改善，最终达到标准。

临时混床使用凝结水精处理的备用树脂，其阴阳树脂的型号、粒径、比例、数量，完全与凝结水精处理系统的树脂一致，可以使用凝结水精处理树脂再生系统为临时混床的树脂再生。再生后的树脂作为备用树脂，贮存在凝结水精处理树脂再生系统中备用。

具体更换临时混床树脂的步骤为：

步骤一、备用树脂从阳再生塔10传送到临时混床6：

阳再生塔树脂气力输送→阳再生塔气/水力输送树脂→阳再生塔淋洗，树脂传送→阳再生塔泄压/管道冲洗/临时混床进水→阳再生塔充水。

步骤二、临时混床投运：

临时混床进出口手动阀打开，启动升压泵5，调节进水手动门至流量为80-228 t/h，临时混床6投入运行，临时混床出水与循环水掺杂，改善循环水水质。投运初期，打开排气阀将进水及管道中的空气排净，临时混床运行压力维持在0.28-0.35 MPa。

参见图2，其中树脂从树脂进脂口输入，从树脂传出口输出，临时混床具备二次混脂功能。当树脂传入临时混床后，进行二次混脂。先利用灯带摄像头观察水位，排水将液位下降到树脂界面上方200-400mm，然后利用压缩空气进行二次混脂。

实施例1

某电厂350MW直流炉发电机组采用SCAL型间接空冷系统循环水对凝汽器进行冷却，在投运1年之后水质恶化严重，循环水铝制散热器管泄漏，接入旁路循环水临时混床除盐系统，将凝结水精处理备用树脂传送入临时混床中，临时混床树脂装填量4.5 m³,调节投运流量在80-228t/h，运行压力在0.28-0.35MPa，对循环水进行除盐处理，系统投运7天以后，水质pH由8.8-9.2降至7.2-8.0，电导率由20-35 μs/cm降至2μs/cm以下。

实施例2

某电厂1000MW直流炉发电机组采用SCAL型间接空冷系统循环水对凝汽器进行冷却，除盐水制水量有限，无法满足大量换水条件，利用工业水进行4次换水后，注入除盐水冲洗。接入旁路循环水临时混床除盐系统，将凝结水精处理备用树脂传入临时混床中，临时混床树脂装填量7.8 m³,调节投运流量在80-228t/h，运行压力在0.30-0.35 MPa，对循环水进行除盐净化处理，系统投运10天以后，水质pH由9.2-9.7降至7.1-8.1，电导率由15-25 μs/cm降至2 μs/cm以下。

本方法在实施中，充分的利用了凝结水精处理备用树脂，利用了凝结水精处理再生系统这些现有资源，避免给临时混床配置繁杂的再生设备、树脂运送设备、酸碱设备、废水处理设备、压缩空气设备、除盐水设备等等。而且整体安装于距离循环水管道和凝结水精处理再生系统都比较近的位置，管道总距离少。用于树脂传送的压缩空气、冲洗水及临时混床排水等相关管道与现场现有系统相连，最大程度地利用现有资源完成对循环水水质的改善。利用摄像头观察混脂时水位及树脂液面。

此方法避免了试运机组循环水水质无法达标的窘境，给运行机组提供了一种使超标循环水水质达标的方法。这个方法避免了大量换除盐水给电厂制水、废水处理带来的一系列压力；完善了旁路阳床无法降低电导率和加药处理会增加电导率的缺陷。旁路循环水临时混床除盐系统的方法可使得SCAL型间接空冷系统循环水的水质10天内pH可由9.3降低至7.2，电导率由20 μs/cm降低至2μs/cm以下。这个方法具有临时设备最少、现场安装方便、操作简单、节约材料、水质处理效果显著、经济效益巨大、非常环保、提高水质合格率等优点。

Claims (4)

1.一种处理SCAL型间接空冷系统循环水水质的方法，其特征在于：

将SCAL型间接空冷系统循环水引入旁路临时混床进行精除盐处理；临时混床的进出口分别与冷、热循环水管连接。

2.根据权利要求1所述的一种处理SCAL型间接空冷系统循环水水质的方法，其特征在于：

所述临时混床每小时处理的循环水量为SCAL型间接空冷系统循环水总水量的1～3%。

3.根据权利要求1或2所述的一种处理SCAL型间接空冷系统循环水水质的方法，其特征在于：

所述临时混床所用树脂是凝结水精处理再生系统的备用树脂。

4.根据权利要求3所述的一种处理SCAL型间接空冷系统循环水水质的方法，其特征在于：

所述临时混床树脂失效后，输送到凝结水精处理再生系统，进行再生。