降低锅炉补给水中TOC质量浓度的方法简析

2019-01-16邢曜宇

综合智慧能源 2018年12期

邢曜宇

(华电青岛发电有限公司，山东青岛 266031)

0 引言

某电厂现有2台300 MW纯凝机组和2台300 MW热电联产机组，近年来对纯凝机组进行供热改造，目前总设计供热能力为1 400 t/h，凝结水100% 通过高速混床进行精处理。随着供热量不断加大，对外供热汽量的70%均不回收，因此近几年来锅炉补水量逐年升高，目前供热时期锅炉每天补水量不少于8 000 t，最高时能达到16 000 t/d。现在该电厂锅炉补给水水源为自来水，处理方式为2套超滤反渗透装置+混床以及6套阴阳床+混床，共8套制水设备，最大出水量为980 t/h。因此，供热时锅炉补水压力比较大，锅炉补给水水质也较差，从而导致近几年来炉内给水、蒸汽氢电导率严重超标，个别月份合格率为0%。通过对锅炉补给水的水质进行分析，发现锅炉补给水中总有机物(TOC)的质量浓度异常。本文通过对锅炉补给水处理过程各个环节出水TOC质量浓度的持续监测，给出解决锅炉补给水中TOC质量浓度超标问题的解决办法。

1 TOC对给水和蒸汽氢电导率的影响

在经过高温高压作用后，补给水中的有机物进入热力系统后分解为低分子有机酸，主要成分是乙酸，其次是甲酸[1]。

对锅炉内的给水和蒸汽水样进行检测，结果见表1。

从表1监测数据可以看出，炉内的给水和蒸汽中TOC质量浓度较高，给水和蒸汽中的有机物在高温高压下形成一些有机酸和无机酸，从而导致pH值降低和阴离子含量增加。炉内水的pH值可通过加药来进行调节，波动变化不易发现，而给水和蒸汽则由于阴离子含量的增加，直接反应在氢电导率上，导致氢电导率持续超标。

表1 炉内给水和蒸汽水样检测结果

2 锅炉补给水TOC质量浓度超标原因分析

首先，从水源上进行分析。该电厂的水源为自来水，而自来水的水源有2种：一种为水库水，另一种为黄河水。当夏季降雨量增大时，水库存水量大，自来水的水源主要为水库水，其电导率为300～700 μS/cm，TOC质量浓度在100～300 μg/L，此时除盐水箱的出水电导率能达到0.20 μS/cm以下，TOC质量浓度小于150 μg/L。当降雨量较少时，水库存水量较少，自来水主要为黄河净化水，此时水质较差，原水电导率为900～1 300 μS/L，TOC质量浓度能达到1 000～1 800 μg/L，除盐水箱出水电导率0.45 μS/cm左右，TOC质量浓度达到300 μg/L。

其次，对锅炉补给水制水各个环节的出水TOC质量浓度进行检测。该电厂制水有2种方式，分别对水处理各设备出口出水水质进行TOC检测，结果如图1所示。

从图1中可以得出，超滤装置和阳床基本对TOC没有去除效果，活性炭吸附效果也不是很理想，而反渗透装置和阴床是去除水中TOC的主要设备。

图1 水处理各设备出口TOC分析情况(μg/L)

3 降低补给水TOC质量浓度的方法

通过对锅炉补给水内TOC超标原因进行分析，采取了以下几种措施来降低锅炉补给水中TOC质量浓度。

3.1 对除盐水水箱进行定期清理

除盐水箱是除盐水的存储地，是锅炉用水的来源，同时除盐水箱一直长期使用，防腐层可能脱落，易造成有机物大量聚集。因此，利用夏季制水压力较小的时期，对除盐水箱进行检查清理，尽量保证滚动式年检查，发现问题和缺陷及时整改。

3.2 调整混床树脂比例

从以上检测结果可以看出，阴床和混床出水的TOC质量浓度变化很小，说明混床对TOC的去除效果很差；同时，在再生时发现混床阴树脂量明显减少，阴阳树脂比例从一开始的2∶1渐渐变为1∶1，导致混床对TOC去除效率降低，也影响混床的出水水质和运行时间。对混床添加阴树脂，保证阴树脂的量足够。

3.3 清洗超滤和增加反渗透装置数量

超滤出水TOC质量浓度不降反涨，说明超滤膜已经受到有机物污染，根据厂家要求对超滤进行化学清洗，去除超滤膜上的有机物。在该厂的制水设备中，反渗透装置对除去TOC的效果最好，远远大于其他过滤器。目前两套反渗透装置出水才200 t/h左右，而总的出水量平均达到780 t/h，只占近1/4，因此，在保证反渗透装置投运率的基础上，需增加反渗透装置数量，降低出水TOC质量浓度。

3.4 优化原水水源

目前青岛地区严重缺水，自来水的水质越来越差，这就需要将目光投向新的水源：淡化海水。2016年某海水淡化厂正式投产，该厂接入管道，正式启用淡化海水。淡化海水是海水经过多段超滤反渗透装置处理后得到的，出水电导率一般为200～300 μS/L，TOC为100～200 μg/L，可以有效保证锅炉补给水的TOC在较低水平。