发电厂锅炉补给水处理系统

摘要：在热力发电厂中，水处理工作的主要任务是锅炉补给水的制备，即将原水，通过净化加工，供锅炉需要。所以，在电厂项目的水处理系统设计过程中，主要是设计制取锅炉补给水的系统。另外为保证优良的给水品质和蒸汽质量，需对凝结水进行精处理；为保证环保要求，需对电厂废水进行处理。本设计除盐系统采用二级反渗透加混床系统。将混床串联在反渗透装置之后，反渗透能除去水中大部分盐类，而用混床进行深度除盐。预处理阶段采用了混凝、澄清、过滤的工艺。经详细的设计计算及核算，选定的工艺出水可以达到亚临界煤粉炉进水标准，满足设计要求。

关键词：离子交换；除盐；反渗透

1 引言

水作为电厂锅炉系统中能量传递与转换的介质，其品质的高低直接影响设备的安全性与经济性。近年来，随着电力工业的发展，高参数、大容量发电机组在我国相继建设投产，对火电厂的水质处理也提出了越来越严格的要求。为降低锅炉管的腐蚀速率，减小炉管沉积物与结垢量，提高蒸汽品质，延长相关设备的使用年限，减少污染物的排放量，必须对锅炉补给水、凝结水、循环水、废水等一系列相关的水进行除盐等处理。

2 项目概述

项目名称：华电章丘发电有限公司。

建设地点：厂址位于山东省济南市。

项目规模：2X330MW双抽凝汽式汽轮发电机组。

机组型式：本期拟建设2X330MW双抽凝汽式汽轮发电机组。电厂规划容量2000MW，并留有再扩建的条件。配套2x1110t/h亚临界煤粉炉。额定供汽量：工业负荷l.OMpa，360℃，2x170t/h（工业用汽不回收）；采暖负荷0.5Mpa，270℃，2x300t/h（采暖用汽100%回收）；

3 水处理工艺及设备

3.1 锅炉补给水处理系统

选择系统是非常重要的，因为系统选择的好坏，直接关系到后运行的安全性和经济性。因此应当根据锅炉型式、蒸汽参数、减温方式、原水水质等因素，并考虑技术经济两方面因素对系统进行综合比较，选择在技术上先进，能满足热力设备对水质的要求，在经济上又合理的水处理系统。本设计所选的系统主要是指补给水处理系统。补给水处理系统包括两个部分：预处理及预脱盐系统和离子交换系统。每一部分的选择都必须考虑后续系统（设备）对其出水水质的要求及本身进水水质两方面的因素。

本组水质总盐含量较高，可以采用强、弱型树脂的联合应用的一级复床除盐加混床系统或反渗透加混床系统。综合考虑，为了满足热力设备的进水要求，经技术经济比较，选用反渗透加混床系统。

为了满足锅炉进水水质要求，锅炉补给水处理系统工艺流程为：水库水—水利循环澄清池—清水箱—清水泵—进水分配槽—重力式无阀滤池—自清洗过滤器保安过滤器—高压泵—一级反渗透装置—清水箱—高压泵—二级反渗透装置—除二氧化碳器—中间水箱—中间水泵—混合离子交换器—树脂捕捉器—除盐水箱——除盐水泵—用水点。

3.2 凝结水精处理系统

凝结水精处理系统由三部分组成：前置过滤—除盐—后置过滤。前置过滤主要用来去除水中的金属腐蚀产物和悬浮杂质，除盐则是用于去除水中的溶解盐类，后置过滤主要用于截留混床可能漏出的碎树脂，目前已用树脂捕捉器代替。凝结水含盐量非常低，适合直接采用强酸树脂和强碱树脂组成的H/OH混床除盐。亚临界及以上参数的汽轮机凝结水精处理通常采用中压系统，每台机组设一套精处理系统，与热力系统的链接方式采用单元制。

因此适用空冷机组的凝结水处理工艺如下：

凝结水泵出口凝结水4粉末树脂覆盖过滤器4高速混床4树脂捕捉器（高速混床虽然增加了动力消耗，但保证了出水质量）选用凝结水系统的问题说明：

（1）既要考虑满足要求，又要考虑设备少，投资省，对于亚临界煤粉锅炉，选用了前置过滤器。

（2）混床中树脂比例的选用：氨化混床阳阴树脂比一般为1：1。

（3）后置过滤器一般采用树脂捕捉器，用于去除碎树脂。

（4）混床树脂用大孔型树脂。

（5）凝结水处理系统上要有足够的旁路管道及旁门阀门，以保证在任何情况下都能送出足够的凝结水，不会影响机炉的运行需要。如当凝结水处理装置运行中压差升高、流量减小时，就要依靠其系统的旁路管道及自动调节的旁路阀门，调节供出的凝结水量。

3.3 锅炉补给水处理系统工艺计算

设计机组对补给水量的要求，除了要能满足正常补给水量外，还要在非正常情况下也能提供足够的合格补给水量。非正常情况是指机组启动或事故状况下对水量的增加的需求。具体的说，参照火力发电厂化学设计技术规程（DLT5068-2006），设计的补给水水量应满足下列诸方面需要：

（1）厂内正常的汽水损失D1

（2）考虑机组启动或事故而要增加的水处理设备出力D2

（3）其他用水汽损失D4

（4）闭式热网损失D5

（5）锅炉排污损失DP

补给水处理系统的工艺计算及设备选择一般有如下原则：

（1）水处理系统设计出力（设备最大供水量），应能满足发电厂正常汽水损失和因机组启动或事故而需增加的汽水损失之和，各种药品耗量则按正常供水量计算。

（2）设计水质是采用有代表性的年平均水质进行工艺计算，再以年最差水质对系统设备台数和运行周期进行校核，要保证在最不利的条件下，设计的系统也能满足发电厂正常生产的要求。

（3）澄清池（器）设计不宜少于两台，对凝汽式電厂当有一台检修时，其余的澄清池应能保证正常供水量（不考虑启动用水）。对热电厂澄清池检修可考虑在机组低负荷时进行。若澄清池只用于短期悬浮物含量高的季节性处理时，可只设一台，但应有旁路及接触混凝设施。

（4）过滤器（池）设计不应少于两台，当有一台检修时，其余过滤器应能在正常供水量时滤速不超过规定值的上限。每昼夜每台反洗次数宜按1?2次安排。

（5）—级除盐的各类离子交换器设计台数不宜少于两台，其计算出力应包括系统中自用水量。正常再生次数宜按每台每昼夜1?2次考虑。当采用程序控制时，可按2?3次考虑。

除盐设备可不设检修备用，当一台检修时，其余设备应能满足全厂正常补给水量的需要。再生时需要的水量，对凝汽式电厂，可由除盐水箱贮存，因此设备处理要包括再生时需要的供水量；对向外供热的电厂，当水处理设备出力较小时，可同凝汽式电厂一样设置足够容积的除盐水箱贮存再生时需要水量，当水处理设备处理较大时，应设置再生备用设备。

4 箱类的选择

4.1 除盐水箱

对凝汽式电厂，除盐水箱（包括凝结水箱）其总有效容积为最大一台锅炉每小时最大连续蒸发量的2?3倍，并能满足机组启动和锅炉化学清洗需要。

当采用自用水集中供应时，可以设专用自用水箱，此时自用水从除盐水箱中抽取。除盐水箱一般布置在混床之后，甚至在混床之后再设除盐水箱的两级除盐水箱，此时前一级除盐水箱兼做自用水箱。

=3Q=3x1110=3330m3

所以，选用2台容积为1500m3（壁为阶梯型）的水箱，顶型为球面顶。

4.2 清水箱

清水箱设置于水利循环澄清池之后，后接重力无阀滤池。清水箱有效容积对凝汽式电厂为1?2h清水耗用量，取1h的清水耗用量。

=1× =1x261.00=261.00m3

所以选用1台容积为300m3的水箱，顶型为锥形。

4.3 中间水箱

中间水箱设置于除碳器與混床之间，每套系统一台，共两台。对单元制系统，中间水箱容积为每套设备出力的2?5min贮水量，最小不少于2 。取3min时的储水量。

= = ×209.145=10.46

所以选择两台容积为10 的水箱，顶型为平顶。5 结论

锅炉补给水系统包括离子交换系统和预处理系统，结合相关文献资料及部分设计规范和指南设计出二级反渗透加混床系统。将混床串联在反渗透装置之后，反渗透装置能出去水中大部分盐类。预处理阶段采用了混凝、澄清和过滤的工艺。

参考文献

[1]仲惟雷，罗勇，刘枫，刘霞，郭永杰，康燕. 反渗透技术在菲律宾ILIJAN电厂水处理系统中的应用[J]. 工业水处理，2010

[2]朱红星. 膜技术及其在电厂水处理中的应用[J]. 中国高新技术企业，2010

[4]刘玉新. 电厂化学水处理技术发展和应用控析[J]. 河南科技，2014

作者简介：李鸿起，1985年8月，男，汉，山东省济南市章丘区，助理工程师，水处理高级工，从事电厂水处理化学运行15年。

（作者单位：华电章丘发电有限公司）