提高熱電廠化水除碳器的效率

PAGEPAGE5提高熱電廠化水除碳器的效率山東華聚能源濟(jì)二礦電廠王新冰江愛偉秦興中趙傳斌周紅云摘要：火電廠的化學(xué)水處理系統(tǒng)是電廠的血液命脈，擔(dān)負(fù)著發(fā)電機(jī)組對(duì)水質(zhì)和水量的需求?；に囍幸话阍陉栯x子交換器或反滲透之后設(shè)計(jì)有除碳器，其原理是利用亨利定律，借助鼓風(fēng)機(jī)將系統(tǒng)產(chǎn)水中高含量的二氧化碳脫除，降低后繼脫鹽設(shè)備(陰床或混床)陰離子的負(fù)擔(dān)，防止“漏硅”發(fā)生，提高陰床或混床周期產(chǎn)水量，減少失效再生次數(shù)，既減少酸堿廢水排放，又保護(hù)環(huán)境。濟(jì)二礦熱電廠除碳器效率低，造成混床“漏硅”次數(shù)增多，嚴(yán)重制約火電廠的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，針對(duì)此類情況，深入分析了影響因素，對(duì)于主要的影響因素，分別采取改進(jìn)措施，最終解決了存在的問題，除碳器的效益大大提高，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益顯著。關(guān)鍵字：火電廠水處理除碳器效率1、概述山東華聚能源濟(jì)二礦熱電廠，屬于典型的綜合利用型電廠，自2001年3月投產(chǎn)以來，共計(jì)消耗煤泥約100萬噸，發(fā)電7.3億KWH，供熱63萬蒸噸，充分體現(xiàn)了綜合利用型熱電廠的優(yōu)勢(shì)。電廠廣泛開展節(jié)約型企業(yè)建設(shè)活動(dòng)，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式，走節(jié)約挖潛的發(fā)展之路，提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力，不斷深入解決環(huán)境和資源問題。除碳器是火電廠高純水制備工藝流程中的重要設(shè)備，是提效挖潛的重要環(huán)節(jié)，其原理是利用亨利定律，借助鼓風(fēng)機(jī)將反滲透系統(tǒng)產(chǎn)水中高含量的二氧化碳脫除，降低后繼脫鹽設(shè)備(陰床或混床)陰離子的負(fù)擔(dān)，防止“漏硅”發(fā)生，提高陰床或混床周期產(chǎn)水量，減少失效再生次數(shù)，既減少酸堿廢水排放，又保護(hù)環(huán)境。除碳效率的高低對(duì)混床的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行至關(guān)重要，因而需要對(duì)除碳器的效率進(jìn)行定期檢測(cè)，以確保其高效經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。濟(jì)二礦電廠除碳器運(yùn)行情況不好，造成混床“漏硅”增多，失效頻繁，沖洗水混濁不堪。2、現(xiàn)狀調(diào)查分析2.12006年1月-7月化水混床運(yùn)行失效情況統(tǒng)計(jì)表月份混床平均運(yùn)行周期混床失效次數(shù)“漏硅”次數(shù)再生黑水出現(xiàn)次數(shù)192h767290h555388h555491h333592h222690h333791h222合計(jì)272627結(jié)論：1、混床失效檢測(cè)中二氧化硅先失效即“漏硅”占總失效次數(shù)的96%。2、混床再生中含灰塵黑水出現(xiàn)率達(dá)到100%。2.2化水除鹽水系統(tǒng)水質(zhì)現(xiàn)狀化驗(yàn)分析表編號(hào)檢測(cè)項(xiàng)目地下水反滲透進(jìn)水除碳器進(jìn)水除碳器出水混床進(jìn)水混床出水1PH值7.897.827.307.207.206.952二氧化硅（mg/L）30280.30.30.30.00353二氧化碳（mg/L）39.636.343.123.723.71.654溫度16.924.224.824.824.524.55電導(dǎo)率86089017.516.316.10.46結(jié)論:1、系統(tǒng)進(jìn)水堿度高、PH值高對(duì)混床運(yùn)行不利，對(duì)除碳器運(yùn)行不利。2、除碳器效率=(進(jìn)水CO2-出水CO2)/進(jìn)水CO2=45%2.3除碳器效率檢測(cè)（水溫穩(wěn)定在25OC）測(cè)定時(shí)間除碳器進(jìn)水（mg/L）除碳器出水（mg/L）除碳器效率2006.7.2842.523.447%2006.7.2941.922.346%2006.7.3043.222.946%平均值42.5322.8646%結(jié)論：除碳器效率只有46%左右，大量二氧化碳滯留在混床進(jìn)水中，加重混床負(fù)擔(dān)。2.4現(xiàn)場(chǎng)對(duì)除碳器檢查我們對(duì)除碳器和中間水箱進(jìn)行了徹底的檢查，發(fā)現(xiàn)除碳風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)無異音，無卡澀情況，除碳器外側(cè)本體銹蝕，在水箱西側(cè)溢流口有大量風(fēng)漏出，吹起水花飛濺嚴(yán)重。大量水花被風(fēng)吹出，將周圍地面和水箱底部浸濕。3.原因分析3.1影響除碳器效益的原因分析確認(rèn)序號(hào)影響原因分析確認(rèn)結(jié)論1風(fēng)機(jī)啟動(dòng)不及時(shí)化水設(shè)備一般自動(dòng)運(yùn)行，除碳風(fēng)機(jī)啟動(dòng)與反滲透實(shí)現(xiàn)連鎖功能，反滲透自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，風(fēng)機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)，不需要人為干預(yù)起停。非要因2風(fēng)機(jī)電機(jī)功率不足除碳器鼓風(fēng)機(jī)配套電機(jī)功率設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)留20%余量，況且兩臺(tái)電機(jī)均是2005年5月份更換的新電機(jī)，一直正常運(yùn)行非要因3風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)過濾器堵塞現(xiàn)場(chǎng)對(duì)過濾器進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)過濾器堵塞嚴(yán)重，大量灰塵將過濾網(wǎng)和過濾棉堵塞，造成進(jìn)風(fēng)不暢，風(fēng)量不足。要因4除碳器內(nèi)部水封損壞對(duì)于除碳器內(nèi)部水封是否損壞，進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)，打開中間水箱人孔，進(jìn)入內(nèi)部發(fā)現(xiàn)兩臺(tái)除碳器底部都沒有安裝水封，這就造成了除碳器大量漏風(fēng)進(jìn)入中間水箱，從溢流口吹出的情況。沒有水封要因5除碳塔密封不好經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)對(duì)整個(gè)除碳塔的檢查，沒有發(fā)現(xiàn)除碳塔有漏風(fēng)部位非要因6填料高度太高經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，除碳塔填料高度為：3.7米，符合國家標(biāo)準(zhǔn)（直徑φ1000除碳器，填料高度>2.5,<4米）非要因7填料破碎阻力加大經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)檢查，分別從除碳塔上、中、底部查看填料（空心多面球）均沒有發(fā)現(xiàn)有破碎填料，不存在阻力加大的情況非要因8除碳器進(jìn)水量大除碳器進(jìn)水量，原設(shè)計(jì)最大運(yùn)行負(fù)荷是94m3/H,額定運(yùn)行負(fù)荷是60m3/H，實(shí)際運(yùn)行進(jìn)水量在55非要因9除碳器進(jìn)水二氧化碳含量高化水制水工藝用水是地下120米第四系水源，水質(zhì)穩(wěn)定，經(jīng)過化驗(yàn)?zāi)壳皦A度（6.5mmol/L）與建廠初期水源井化驗(yàn)報(bào)告堿度(6.3mmol/L)接近，未出現(xiàn)堿度異常增加的情況，二氧化碳穩(wěn)定。非要因10進(jìn)風(fēng)過濾效果差風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)過濾效果差與過濾網(wǎng)堵塞有一定關(guān)系，由于過濾網(wǎng)堵塞后，灰塵通過過濾網(wǎng)的邊緣大量被吸入，造成進(jìn)風(fēng)中含有大量灰塵，長期運(yùn)行積累，導(dǎo)致混床內(nèi)殘留大量灰塵，在混床再生中被沖出產(chǎn)生大量黑水的情況，和第三個(gè)末梢因素合為一體，風(fēng)機(jī)過濾器堵塞，進(jìn)風(fēng)過濾效果差要因11操作規(guī)程執(zhí)行不嚴(yán)化水車間日常運(yùn)行中，除了日常嚴(yán)格的考核制度外，執(zhí)行小化水小指標(biāo)考核，對(duì)運(yùn)行規(guī)程中各控制參數(shù)，嚴(yán)格考核，各班組執(zhí)行到位，不存在此類問題非要因12進(jìn)水溫度低化水工藝設(shè)計(jì)中安裝有管式加熱器，化水運(yùn)行中要求運(yùn)行溫度穩(wěn)定在25±1℃非要因13系統(tǒng)進(jìn)水PH值高根據(jù)化驗(yàn)情況看，目前進(jìn)水PH值達(dá)到7.82，水質(zhì)顯弱堿性，不利于二氧化碳脫除，嚴(yán)重影響除碳效率要因3.2經(jīng)過認(rèn)真分析逐條確認(rèn)，最終找到三個(gè)主要影響因素如下：（1）、除碳器底部沒有水封；（2）、風(fēng)機(jī)過濾器堵塞，進(jìn)風(fēng)過濾效果差；（3）、系統(tǒng)進(jìn)水PH值高。4.制定對(duì)策4.1制定對(duì)策、組織實(shí)施序號(hào)要因?qū)Σ吣繕?biāo)措施日期1除碳器底部沒有水封設(shè)計(jì)安裝水封裝置實(shí)現(xiàn)100%不漏風(fēng)根據(jù)中間水箱特點(diǎn)，選用DN200mmPVC管材，長度1.8米水封，用高強(qiáng)尼龍螺栓固定，實(shí)現(xiàn)除碳器出水口下落深入水面以下，實(shí)現(xiàn)水封效果。2006.92風(fēng)機(jī)過濾器堵塞，進(jìn)風(fēng)過濾效果差選用過濾效果好的過濾棉，增加更換頻次實(shí)現(xiàn)進(jìn)風(fēng)量接近未過濾時(shí)進(jìn)風(fēng)量，混床進(jìn)水無灰塵選用新型透氣性好的過濾棉代替丙綸濾布，制定除碳器管理制度，定期檢查過濾器，及時(shí)更換清洗過濾器。2006.93系統(tǒng)進(jìn)水PH值高調(diào)節(jié)進(jìn)水PH值確保進(jìn)水PH值在6-7之間維護(hù)反滲透加酸泵，實(shí)現(xiàn)在線加藥，通過正交實(shí)驗(yàn)確定最佳加酸量。2006.94.2實(shí)施情況4.2.1安裝水封管：安裝選用PVC管材，長度1.8米水封管，用高強(qiáng)尼龍螺栓固定，實(shí)現(xiàn)水封效果，安裝后投入運(yùn)行，中間水箱不再漏風(fēng)，水封效果達(dá)到100%。通過分析得知，除碳器的效率由安裝前46%提高到了55%。水箱溢流口沒有風(fēng)吹出，沒有水花飛濺，水封效果非常好。4.2.2風(fēng)機(jī)過濾器的問題：選用新型透氣性好的過濾棉代替丙綸濾布，制定除碳器管理制度，定期檢查過濾器，及時(shí)更換清洗過濾器。風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)量大大提高，投入運(yùn)行1個(gè)月后，更換了一次高效過濾棉，混床再生中黑水未再出現(xiàn)，過濾效果顯著。除碳器效率從改造前的55%又提高到了68%。4.2.3調(diào)整進(jìn)水PH值：A、水中碳酸化合物相對(duì)量和PH的關(guān)系（25A、水中碳酸化合物相對(duì)量和PH的關(guān)系（25℃HCOHCO3-游離CO2456789PH值（CO2）從上圖可以看出，PH值≤4.3，水中只有CO2，PH=8.3-8.4之間時(shí)98%以上是HCO3-，不利于二氧化碳脫除。因而PH值越低，水中CO2含量越高，除碳率越高，但較低的PH值，不利于反滲透經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，一般控制標(biāo)準(zhǔn)是進(jìn)水PH值在6-9，因而需要通過實(shí)驗(yàn)來確定最佳運(yùn)行PH值，付出最小的代價(jià)（加酸會(huì)導(dǎo)致進(jìn)水含鹽量升高，表現(xiàn)為產(chǎn)水電導(dǎo)率升高）獲得最高除碳率。B、確定最佳運(yùn)行PH值選取PH6,PH6.5,PH7,PH7.5實(shí)驗(yàn)條件，分別檢測(cè)除碳器效率和反滲透產(chǎn)水電導(dǎo)率。并借助4.3和8.3兩個(gè)極端點(diǎn)，將兩條曲線作入同一坐標(biāo)系中。PH值4.366.577.58.3除碳率%989290857010產(chǎn)水電導(dǎo)率1808045191640從上圖可以看出，運(yùn)行的最佳PH值范圍在6.8—7.0之間此時(shí)，除碳率超過85%，電導(dǎo)率升高不多，滿足運(yùn)行需求。調(diào)整完畢后，除碳器效率從實(shí)施前的68%又提高到了84%。5.結(jié)論5.1化水系統(tǒng)除碳器的除碳效率可以通過技術(shù)改進(jìn)而提高。5.2濟(jì)二礦電廠除碳器經(jīng)過技術(shù)人員攻關(guān)后，除碳效率顯著提高，大大降低了混床進(jìn)水碳酸氫根的含量，減輕了陰樹脂的負(fù)擔(dān)，除硅能力大大增強(qiáng)，延長了混床的運(yùn)行周期，減少失效次數(shù)，減少廢水排放量，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益顯著。5.3除碳器改造完成投入運(yùn)行2個(gè)月，運(yùn)行情況很好，中間水箱溢流口處運(yùn)行中無漏風(fēng)現(xiàn)象發(fā)生，風(fēng)機(jī)過濾器過濾棉更換一次，過濾效果顯著，混床再生中未發(fā)現(xiàn)有黑水排放。對(duì)除碳器的效率測(cè)定如下：水溫：25±1℃時(shí)間PH值除碳器進(jìn)水（mg/L）除碳器出水mg/L）除碳器效率14：006.8244.56.685.1%15：006.9543.96.485.4%16：006.9244.27.084.2%平均44.26.6784.9%同類電廠可以針對(duì)自身電廠除碳器實(shí)際情況進(jìn)行排查，測(cè)定除碳器效率，通過技術(shù)改進(jìn)，提高除碳器效率。6.參考文獻(xiàn)[1].遼寧電力工業(yè)局編制《電廠化學(xué)