火电厂凝结水精处理系统安全运行的思考

摘 要：火力发电厂凝结水精处理系统经常出现安全事故，这对厂内的工作人员的生命以及财产安全、发电厂的平稳发展构成了严重威胁。本文针对火电厂凝结水精处理的重要性、处理方式以及提高处理系统运行效果的措施进行了论述，为广大专业人士提供必要的借鉴。

关键词：火电厂；凝结水精；处理系统；安全运行

随着我国经济与社会的不断发展，我国发电行业成为重要的经济社会发展领域。尤其是火力发电，在当前我国发电领域中居于主体地位。依据《火力发电厂化学设计技术规程》中的相关条例，有亚临界、超临界以及锅炉供汽汽轮机组，凝结水都要进行精处理。可有效去除凝结水中的各种盐分、胶体硅、金属氧化物、悬浮物等杂质，提升水的纯度。所以说，凝结水精处理是火力发电工作的一项重要环节。

一、火电厂凝结水精处理的重要性

在火电厂中，凝结水精处理是一项重要的工作。锅炉的给水又汽轮机凝结水与化学补给水组成，其中凝结水的水量占到总水量的90%以上。因此，凝结水的水质决定了整个水体的水质。由于凝结水经汽轮机运作后冷却凝结而成，在热力循环中，常常会受到污染。其中的污染物主要为金属腐蚀物、有机物、盐类等物质。若受污染的凝结水渗入到热力设备中，将导致热力设备结垢、积盐，并受到腐蚀，影响设备的使用寿命。因此，对凝结水的精处理具有很大的意义[1]。

二、凝结水精处理方式

（一）前置过滤器

1.电磁过滤器

此项过滤器的主要元件为筒体外的励磁线圈与筒体内的磁性材料。当线圈处于通电状态时，磁性材料被磁化后，在筒体内部产生强大的磁场。当凝结水经过过滤器时，水中的铁物质在磁场的作用下，被吸附到填料上，于是便将水中的铁物质过滤掉。

2.微孔管式過滤器

此项过滤器是以管式滤元为过滤元的前置过滤装置，水体经滤元外侧进入管道中，水体中的杂质被滤元截留，此项过滤器的优点在于可以根据进水量的实际情况来确定滤元的根数，具有灵活的构造，但是此方法的运行成本较高。

3.前置阳床过滤器

此种类型的过滤器就是当前火电厂领域中得到较多应用的氢型阳床过滤器。因为凝结水中的主要杂质为铁的氧化物，另外在碱性处理的凝结水中含有大量的氨，直接进入除盐设备，会导致阳树脂失效，使系统无法正常除盐。而安装前置阳床过滤器，可以促进氨与阳树脂的交换，使得水质变为中性，继而发挥出除盐作用[2]。

4.覆盖过滤器

覆盖过滤器将粉状滤料覆盖于滤元上，形成一个薄层作为滤膜。水体经过过滤膜进入管体中时，水体中所含的微小悬浮物质与胶体被吸附到过滤膜上，逐渐生成一层沉淀物层，此沉淀层同样可以起到过滤作用。此种类型的过滤器，虽然能够起到良好的过滤效果，但由于操作较为繁琐，其使用并不被看好。

（二）除盐系统

1.凝结水高速混床

将带有阴阳离子的树脂放置在一个交换器中。阴阳离子的交换反应几乎同时进行，两种反应各自生成氢氧根离子与氢离子结合，极大地降低了离子交换反应中的反向反应趋势，因此反应十分彻底，出水的水质较好。

2.分床串联系统

此法采用分床式的阳床与阴床，并串联。此方法在空冷机组凝结水处理中的应用较为广泛。水温较高，且波动较大，若采用高速混床加以处理，则耐温性较差的阴树脂具有高温降解的风险，继而分解出较多的离子化学物流入水体中，对锅炉热力设备造成一定危害。经过分床串联系统的应用，当水温较高时，可以暂停阴床的运作，而利用阳树脂的耐热性的特点，继续去除凝结水体中的杂质。另外利用阴阳树脂分开设计的方法，可以充分发挥出阳树脂的拦截能力，保证阴树脂不会受到杂质的污染。

三、提高凝结水精处理系统运行质量的措施

凝结水的水质良好程度对火力发电厂的安全稳定运行具有重要的意义。当前阶段，我国火电厂中被应用的较为广泛的凝结水处理方法为利用高速混床深度处理凝结水。因此，本文将从提高混床树脂分离、混合效果、优化混床运行结构等方面入手，提高凝结水精处理系统的运行质量。此外，提供对系统的监测水平也是提高系统运行质量的重要方法。

（一）提高树脂分离与混合的效果

当前阶段，我国火电厂对凝结水精处理系统中应用地较为广泛的一项技术为高速混床。混床中树脂的状态与出水质量紧密相关。树脂是指加工原料中的高分子化合物，通常在受热后有硬化或熔融范围，软化时在外力作用下有流动的倾向。当混床中的树脂失效后，需将其中的阴离子与阳离子加以分离并再生，继续投入到交换器中进行均匀混合。当分离过程中，效果不佳，将导致阴离子与阳离子出现交叉，阴离子树脂被转化为氯型，而阳离子树脂被转化为钠型，这就降低了树脂的再生程度。基于上述情况，将导致除盐效果下降，继而导致出水水质下降。在阴阳离子交叉的状况下，氯离子与钠离子被排出机器，混入水中，严重影响了出水水质。又由于阴阳树脂混合度不佳，导致上层中阴树脂偏多而下层中阳树脂偏多，在碱性水情况下，会出现混床出水偏氯化，同时还会出现pH降低的现象。

基于上述情况，火电厂应提高树脂分离与混合的效果，促进系统的良好运行。为促进阴阳树脂分离，通常采用的方法为增大阴阳树脂湿真密度差，此法利弊相参，在促进树脂分离的同时，也增大了树脂融合的困难程度。基于此，工作人员在开展此项工作时，应该坚持矛盾的对立统一的观点，坚持分离与混合两手抓。当前的混脂手段为将压缩空气从机器底部排入，以扰动树脂层，利用边进气与边排水的方法，此法可保证树脂在沉降时不出现分层现象，还有助于提升压缩空气纯度与空间分布。另外，将树脂向混床输送时，应保持较低的水位，此举有助于避免树脂重新分层的情况出现[3]。

（二）优化高速混床运行方式

凝结水高速混床运行方式主要有两种类型，其一为氢型（H/OH）与铵型（NH4/ROH）。1990年代，发达国家便开始研究这两种技术，并被广泛应用。基于我国经济发展起步晚，对于较难研究的铵型混床技术还未能广泛应用，目前的氢型混床技术被得到较广泛的利用。NH4/ROH型技术的运作方法对凝汽器的严密性与树脂的再生度都有较高的要求，相比与此类型技术，H/OH型技术对设备与原料的要求程度较低，优势也很大，应用较为广泛，但是弊端也很大，如运行的周期较短、出水量较少、再生剂剂量较大、运行成本较高等。另外对于给水加氨调节pH系统而言，高速混床将必要的氨除去。因此，运作时工作人员不得不再次向设备中添加氨，这无疑加大了生产的成本。基于此，虽然氢型混床技术在当前阶段被广泛应用，但不大实惠。我国正致力于对铵型运行方式的研究与应用，并取得了显著的成效。

氨化混床是指将混床中的强酸阳树脂，以铵型树脂来取代。在运行中利用氨化的方式实现这一转化过程。此法可分为氢型运行、氨穿透、铵型运行。混床在氨化后，可以一直运行下去，这就大大延长了运行的时间与周期，增加了出水量。另外，采用此法运行可以保留住水汽中的大量氨物质，避免二次投入，这就大大节约了生产成本。但要实现这一运行过程，工作人员还应注意以下几点。一是保证树脂的再生工艺与再生剂的纯度，提高树脂再生度，防止钠离子外泄。二是将进水水质中的钠含量控制在一定范围内，否则出水水质将受到钠离子的污染。三是由于氨穿透与铵型运行缺少除盐能力，因此工作人员应确保运行系统的密闭性。

（三）提高自动控制与监测水平

凝结水精处理系统运行以及再生工艺都较为复杂。提高精处理系统的自动化控制对提高系统的运行质量与运行效率具有重要作用。因此，在系统运行中有必要融入自动在线监测系统，能够捕捉到系统运作过程中的一举一动。及时、有效地将系统运行信息传达给工作人员，从而在异常状况突发时，能够采取有效手段将异常情况快速处理。当前阶段，我国火电厂凝结水精处理开始广泛地采用自动控制系统。虽然如此，从现实情况来看，该系统的投入使用情况并不理想，未能达到应有的控制系统运行的效果。系统无法正常稳定运行、系统易出现故障等问题是当前阶段所出现的较大的问题。此种状况是由于系统中的程控方式多以固定布序为主，无法适应系统的各种不确定性。如由于精处理系统运行的复杂性与不稳定性，导致水力分层、正洗与反洗的过程不适合采用固定时间与固定流量加以控制，而应根据实际分离情况与混合的状况对流量不断加以调整，否则极易导致树脂分离效果差等问题的出现。此外，控制系统中的故障确诊与突发预警状况无法应对发杂多变的异常情况。基于上述情况，我国研究人员在未来的工作中，还应加强对凝结水精处理系统的自动控制系统的研究与改进。

四、结论

电厂凝结水精处理系统的运行质量对给水的质量具有极大的影响。因此，我国火力发电厂工作人员应该提高对此项问题的重视程度，促进系统设备的结构优化升级，合理选择过滤设备、提高树脂的分离效果、优化高速混床的运行方式、提高自动控制与监测水平，促进凝结水精处理系统的安全有效运行。

参考文献：

[1]涂孝飞，唐晓辉，张建鹏.火电厂凝结水精处理系统安全运行分析[J].华电技术，2015，37（06）：66-68+80.

[2]叶兵.凝结水精处理安全运行探讨[J].湖南农机，2012，39（09）：71-72.

[3]張铁，韩倩倩.提升火电厂凝结水精处理系统运行质量的措施[J].净水技术，2011，30（04）：4-8+47.

作者简介：孙祎（1985-），女，河北唐山人，本科，助理工程师，研究方向：火力发电厂水处理。