热电厂供热蒸汽凝结水回收的水处理方式

2017-04-27胡景旭

科技创新与应用 2017年11期

胡景旭

摘要：文章对热电厂的蒸汽凝结水水处理的必要性进行了阐述，对凝结水处理的工艺、设备及主要材料选型方法进行了论述。

关键词：蒸汽；凝结水；热电厂；水处理

蒸汽广泛应用于电力、供热、石油、化工、制药、冶金、食品、纺织、印染、建材等国民经济行业，是现代人类生产生活中的一种主要二次能源。有数据表明，目前我国蒸汽供热系统的热能平均利用效率只有30%左右，节能潜力约为8000万吨标准煤。因此，节能降耗是我国实现可持续发展的必要手段。长期以来，人们比较注重锅炉的节能，而对同属蒸汽供热系统的凝结水系统却重视不够。蒸汽在用汽设备中放出汽化潜热后，变为饱和凝结水。该凝结水的热量与凝结水的压力和温度成正比，可占蒸汽总热量的20%、30%。所以凝结水的回收利用是蒸汽供热系统节能的一项主要措施。但是，对于负责提供区域工业蒸汽的热电厂，由于电站锅炉对给水的品质要求比较高，所以要想安全可靠的回收利用凝结水，必须有可靠的凝结水处理系统。因此，蒸汽凝结水处理系统是热电厂供热蒸汽凝结水回收的关键环节，必须予以高度地重视。

1 热电厂供热蒸汽凝结水的品质

蒸汽在换热设备中转换成凝结水，应该是品质良好的蒸馏水。这与实际热电厂回收的凝结水品质有很大出入，这是由以下原因造成的：

1.1 空气

蒸汽系统停运后，残存在系统中的蒸汽冷凝成凝结水，体积减小，在系统中造成负压或真空，所以大量的空气从漏气处进入系统。

1.2 二氧化碳

凝结水中的CO2主要是由于锅炉水中含有的碳酸盐或重碳酸盐在炉内压力和温度的作用下分解产生的。其化学反应式如下：

Na2CO3+H2O=NaOH+NaHCO3

NaHCO3=NaOH+CO2↑

1.3 氧化铁、氢氧化铁及碳酸氢亚铁

从锅炉出来的蒸汽都携带有一定量的水滴，使蒸汽在凝结后呈碱性。因而，凝结水可以迅速溶解沿途管道和设备中的铁锈（氧化铁）。凝结水中的氧和二氧化碳也同时引起了管道和设备的腐蚀，同管道和设备中的铁反应，生成了氢氧化铁、氧化铁、碳酸氢亚铁。因此，造成凝水悬浮物和铁离子超标。

1.4 油污

如果热用户使用蒸汽原动机、汽锤等动力设备，则凝结水有可能被油污弄脏。

1.5 其它杂质

主要是热用户的换热设备存在泄漏点，使蒸汽或凝结水同热用户的原料、半成品或热媒接触造成了凝结水污染。新安装的蒸汽或凝结水管路没有进行认真的冲洗和吹扫，也是造成其它杂质进入凝结水系统的原因。

由于，热电厂的凝结水可能含有以上杂质，因此对热电厂回收利用的凝结水进行监测和处理是必需的。

2 热电厂凝结水的预处理

由于凝结水内含有悬浮物等杂质，为了降低凝结水精处理系统的负担，必须对凝结水采取预处理。

2.1 过滤器

主要用于除去系统中的悬浮物，对汽包炉的热电厂常用的有覆盖过滤器、滤芯式过滤器、电磁过滤器、由阳树脂填充的过滤器以及近几年出现的自清洗过滤器等。其中，覆盖式过滤器中的复合双层膜过滤器采用具有微孔（吸附能力很强）、化学稳定性好的粉状物。通过机械阻留、吸附、重叠、架桥作用，对凝结水杂质进行去除。该设备的除油率>90%，除铁滤>80%，并有操作简单、可靠、耐高温（最高可达120℃）、占地面积小和运行成本低等优点。

在确定过滤器型式之前，要对各热用户的用热工艺做充分调查，做到有的放矢。如果凝结水的含油量不高的情况下，自清洗过滤器是很好的选择。

2.2 换热器

凝结水温度一般都在80℃以上，而用于凝结水精处理的树脂耐温则多在80℃以下。为了保护树脂、回收凝结水余热，应采用换热器将凝结水中的热量传递给去除氧器的系统补充的除盐水。换热器可采用板式、列管式。

2.3 缓冲水箱

由于凝结水流量存在一定的波动性，因而采用缓冲水箱配合变频凝结水泵来调控给精处理系统的流量，从而保证了通过混床的凝结水流速，解决了瞬时流量大于处理量为用户系统造成的波动。

3 热电厂凝结水的精处理

混床是热电厂凝结水精处理的主要设备。在混床前还应设置一级保安过滤器，以防系统故障。

3.1 混床流速

混床流速的选择要兼顾混床截污能力、离子交换情况和树脂的老化磨损问题。综合考虑以上因素，混床的运行流速一般選用80-120m/h。在此流速下，大孔树脂的寿命为5-8年。

3.2 混床树脂

凝结水混床一般选用大颗粒的大孔径树脂。但树脂的颗径越大，其离子交换反应的速度就越低。因此，树脂的选择要综合考虑以下几方面：

3.2.1 树脂粒度