CN110398160A - 一种处理scal间接空冷循环水的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种处理SCAL间接空冷循环水的方法，克服了现有技术无法去除阴离子、无法使电导率达标、无法去除溶解氧等弊端。本发明的技术方案为：一种处理SCAL间接空冷循环水的方法，将流量为Q1的SCAL间接空冷系统的循环水引入SCAL间接空冷发电机组的凝结水中，利用凝结水精处理系统进行除盐，再将合格的凝结水精处理出水分流流量Q2引回循环水，Q1=Q2，最终使循环水水质达标。本发明能够使循环水水质得以全面达标，充分利用现有系统，不需要额外增加设备，安全可靠。

Description

一种处理SCAL间接空冷循环水的方法

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间接空冷循环水的方法。

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。湿冷技术耗水量很大，不适合中国北方缺水地区。直接空冷技术需要机械设备强制通风，耗电大。间接空冷技术既节约水又节约电。间接空冷技术中，有一种表面式凝汽器结合垂直布置铝制散热器（SURFACE CONDENCER ALUMINUM）的间接空冷系统，简称SCAL间接空冷系统，正在成为主流。参见图1，SCAL间接空冷系统的循环水流程如下：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。循环水经循环水泵1增压，在表面式凝汽器3里吸收汽轮机乏汽热量后，温度升高，进入空气冷却塔4通过铝制散热器2把热量散发到空气中，循环水温度下降，然后再进入循环水泵1增压，如此循环往复。

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，由迎风面积约24000平方米1050A纯铝管集成而成；循环水在管束内的流速约1.4m/s，散热系数约45W/m²K，总计换热面积约1750000平方米。SCAL间接空冷系统的铝制散热器是纯铝制造，因为铝是两性金属，对与之接触的循环水就要求很高。

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，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30μg/L～300μg/L。实际上，现在已投运的SCAL间接空冷系统，循环水水质都是超标的。因循环水水质超标，已有数十个机组的铝制散热器发生过严重腐蚀，更换铝制散热器的费用以亿元计。

对SCAL间接空冷循环水超标，设备厂家建议换水，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8000t），换除盐水首先是成本高，除盐水成本为30元/t，单次换水最低24万元，多次换水费用更巨大；其次是效果不理想，循环水系统设计有膨胀水箱，空气中氧气和二氧化碳直接接触循环水，循环水电导率和溶解氧升高，很快超标。

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，再生操作比较麻烦且涉及强酸操作有一定的危险。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，小阳床装置不能继续运行。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，能降低溶解氧，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。联胺由于其剧毒性，已经被环保禁用。

火力发电厂SCAL间接空冷发电机组的凝结水由凝结水泵升压后，流经凝结水精处理，进入后面的低压加热器。以一台600MW机组为例，凝结水精处理选用中压处理系统。凝结水精处理装置在主凝结水系统流程如下：凝汽器→凝结水泵→凝结水精处理装置→轴封冷却器→低压加热器→除氧器。凝结水精处理由3×50%高速混床组成。混床进出口母管设一个0～100%连续可调开度的旁路。混床为两台运行，一台备用，当某一台混床出水不合格或压差过大时，将启动另一台混床进行再循环运行直至出水合格并入系统，此时，将失效的混床解列，并将失效树脂输送至再生系统进行再生，然后将再生好的备用树脂输送至该混床备用。

表1：凝结水精处理系统的进出水水质表

凝结水精处理系统参数：

（1）每台机组需处理的凝结水量额定：1526.4t/h，最大：1572t/h。

（2）凝结水精处理系统凝结水入口压力额定：4.0MPa，最大：4.8MPa。

（3）凝结水精处理系统凝结水入口正常运行温度40～70℃，最高温度75℃。

（4）凝结水精处理系统的水质。

发明内容

本发明的目的是提供一种处理SCAL间接空冷循环水的方法，克服了现有技术中大量换水成本高、效果不理想的弊端；克服了利用小阳床进行旁流处理无法去除阴离子、无法使电导率达标、无法去除溶解氧的弊端；克服了加联氨、羟胺、或其它溶液而使电导率超标的弊端。

为了达到上述目的，本发明提供一种处理SCAL间接空冷循环水的方法，将流量为Q1的SCAL间接空冷系统的循环水引入SCAL间接空冷发电机组的凝结水中，利用凝结水精处理系统进行除盐，再将合格的凝结水精处理出水分流流量Q2引回循环水，Q1=Q2，最终使循环水水质达标。

具体方法为：在循环水泵出口，增加第一控制阀门组，将SCAL间接空冷系统的流量为Q1的部分循环水引入凝汽器凝结水中，与凝结水混合成混合水，混合水经凝结水精处理系统处理；凝结水精处理出水部分流经增加的第二控制阀门组，流量为Q2，回流到SCAL间接空冷系统循环水；其中，流经第二控制阀门组的流量与从SCAL间接空冷系统流经第一控制阀门组引入凝汽器凝结水中的循环水流量完全相等，即Q1=Q2。

第一控制阀门组和第二控制阀门组包含流量计和电动调阀，流量信号Q1、Q2和电动调阀阀门开度信号都上传到机组的DCS系统。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

使用本方法后，循环水水质得以全面达标：原来电导率超标，现通过凝结水精处理的除盐，循环水电导率≤5μS/cm；原来PH超标，现通过凝结水精处理的除盐，酸碱离子减少，循环水PH保持中性；原来溶解氧超标，现通过凝汽器的除氧，循环水溶解氧维持在30μg/L～300μg/L。

使用本方法后，增加的系统主要是阀门管道和流量表计，系统最简；系统由机组DCS控制，随机组负荷等参数调节控制，安全可靠。

使用本方法后，不需要增加泵这样的转动用电设备，不需要增加配药加药系统，不需要增加阳离子交换器设备，不需要再生系统，不需要人工操作树脂再生等工作，不需要废水排放，充分利用了现有系统。

附图说明

图1是一种处理SCAL间接空冷循环水连接示意图；

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-第一控制阀门组，6-第二控制阀门组。

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SCAL间接空冷循环水的处理方法，参见图1。SCAL间接空冷发电机组凝结水精处理包括三台高速混床，两台运行一台备用，凝结水100%通过凝结水精处理得以除盐。

在循环水泵1出口，加装第一控制阀门组5，第一控制阀门组5为一套流量计+阀门组，流量0～200t/h。

现将SCAL间接空冷系统循环水部分分流，通过调阀将一小部分循环水（流量Q1=0～200t/h）引入凝汽器底部水侧，使其与凝结水混合，循环水水压0.3MPa，凝汽器内是负压，所以这种流动不需额外的增压设备。凝汽器内是负压，有一定的除氧作用，可使凝结水溶解氧≤20μg/L。循环水水质较凝结水水质稍差，但混合水水质仍在凝结水精处理可接受的范围。凝结水泵将水输送到凝结水精处理，出水电导＜0.10μs/cm，将精处理出水通过第二控制阀门组6分流一部分（流量Q2=0～200t/h），回到循环水，调整流量Q1=Q2，保持凝结水和循环水各自水量完全守恒。精处理的出口一般压力在3.0MPa～4.5MPa，循环水水压0.3MPa，所以这种流动也不需额外的增压设备。

上述处理SCAL间接空冷循环水的方法，循环水经第一控制阀门组流入凝汽器底部凝结水中，不会冲刷凝汽器中的冷凝水管。第一控制阀门组和第二控制阀门组都是由电动关断阀+流量计+电动调阀组成。第一控制阀门组流量计的信号（流量Q1）和第二控制阀门组流量计的信号（流量Q2）送到机组控制系统DCS（Distributed Control System），两个电动调阀接受DCS的指令进行调节，并最终使Q1=Q2。流量Q1和流量Q2是由DCS依据机组发电负荷的情况、依据凝结水精处理流量来设定的，机组发电负荷由大到小，进入低压加热器的流量也由大到小，但凝结水精处理处理能力是按照满负荷发电设计的，机组发电负荷降低后，凝结水精处理处理的余量就变大。据此，机组发电负荷越低，流量Q1和流量Q2就可以越大。综合循环水总水量和凝结水精处理处理能力考虑，机组发电负荷大于80%满负荷时，不宜投入该系统，即Q1设为0。之后随机组发电负荷降低，Q1变大，Q1最大设为200t/h，这主要是从对凝结水系统扰动尽量小的角度考虑。

实施例1

某电厂350MW发电机组采用SCAL间接空冷系统，开始投运1年里，一直电导率超标、PH高、溶氧高，最终循环水铝制散热器管泄漏。采用本发明方法，在循环水泵出口母管上，加装第一控制阀门组5，连接到凝汽器凝结水中。在高混出口到精处理出水总阀之间，加装第二控制阀门组6，连接到热循环水水管上。由机组DCS控制电动调阀，通过将电导率（25℃）＜0.10μS/cm、pH（25℃）7.0、溶解氧≤20μg/L的纯水回到循环水中，（流量Q1=Q2=0～200t/h）。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4μs/cm以下，溶解氧由350μg/L降到120μg/L，水质全面达标。

实施例2

某新建电厂600MW超超临界发电机组采用SCAL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。机组整套启动初期，采用本发明方法在循环水泵出口母管上，加装第一控制阀门组5，连接到凝汽器凝结水中。在精处理出水总阀到凝结水加联氨的凝结水管道上，加装第二控制阀门组6，连接到热循环水水管上。由机组DCS控制电动调阀，通过将电导率（25℃）＜0.10μS/cm、pH（25℃）7.0的纯水送到循环水中，流量Q1=Q2=150～200t/h。系统投运20天以后，水质pH由8.9降至7.8，电导率由80 μs/cm降至3.3μs/cm，溶解氧由310μg/L降到270μg/L，水质全面达标。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应该视为本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种处理SCAL间接空冷循环水的方法，其特征在于：

将流量为Q1的SCAL间接空冷系统的循环水引入SCAL间接空冷发电机组的凝结水中，利用凝结水精处理系统进行除盐，再将合格的凝结水精处理出水分流流量Q2引回循环水，Q1=Q2，最终使循环水水质达标。

2.根据权利要求1所述的一种处理SCAL间接空冷循环水的方法，其特征在于：

具体方法如下：

在循环水泵出口，增加第一控制阀门组，将SCAL间接空冷系统的流量为Q1的循环水部分引入凝汽器凝结水中，与凝结水混合成混合水，混合水经凝结水精处理系统处理；凝结水精处理出水部分流经增加的第二控制阀门组，阀门流量为Q2，回流到SCAL间接空冷系统循环水；其中，流经第二控制阀门组的流量与从SCAL间接空冷系统流经第一控制阀门组引入凝汽器凝结水中的循环水流量完全相等，即Q1=Q2。

3.根据权利要求2所述的一种处理SCAL间接空冷循环水的方法，其特征在于：

第一控制阀门组和第二控制阀门组包含流量计和电动调阀，流量信号Q1、Q2和电动调阀阀门开度信号都上传到机组的DCS系统。