循环冷却水旁流过滤处理技术引进与应用

1、 循环冷却水旁流过滤处理技术引进与应用神头第二发电厂任世军文摘针对神二2500MW 机组捷制循环冷却水处理系统, 从工艺性能和生产应用两方面进行初步探讨, 认为该系统基本解决了冷却水系统腐蚀、结垢和结粘泥问题关键词循环旁流过滤浓缩倍率神头第二发电厂2500MW 机组冷却水系统采用闭式循环方式, 理水。石灰预处理制水量为t , 结垢、, 关系到机组能否安全运行。为此在工程设计中, 考虑到节水, 循环冷却水系统装备了全套引进捷克的过滤净化处理设备和化学加药处理设备, 构成了完整的循环冷却水处理系统。该系统在国内尚属首次应用, 系统投产两年多时间, 经过多次对冷却塔、凝汽器检查和运行分析, 最后验证

2、可以初步解决采用闭式循环冷却水系统发电厂所遇到的冷却水系统腐蚀、结垢和结粘泥问题, 从而保证了凝汽器正常运行, 保持了汽轮机的设计效率。本文对这套捷制循环冷却水处理系统引进技术, 工艺性能和生产应用进行初步探讨。1循环冷却水系统的概况111循环冷却水系统有关数据神二2500MW 机组装设两台5500m2的自然通风冷却塔, 两台机的冷却水量和各项损失如表1所示。冬季1192104浓缩倍率241324164112循环水补充水水质循环冷却水补充水是由生水经石灰预处理供给。水质如表2所示。表2预处理水质项目指标项目指标不溶解物质12m g L 钙离子01212mmo l L 有机物2m g L 镁离子

3、01585mmo l L PH 值25813硫酸根018mmo l L 酚酞碱度碳酸氢根0155mmo l L 甲基橙碱度0155mmo l L 氯根0135mmo l L二氧化硅8mmo l L01山西电力技术1996年第6期 113凝汽器技术规范冷却面积:212040m 2铜管数量:215720根铜管规格: 2511000冷却水量:50400t h114冷却水处理主要工艺流程大约0175%的冷却水从循环水泵出口抽出进入6台 3000的双层双流机械过滤器。每台过滤器出力150m 3 h 。过滤出水进入循环水泵前池与主水流混合。过滤出口水在进入前池前加入N a 3PO 4和氯气, 后改为加DD

4、 F 22A 阻垢蚀剂和氯酊。简单工艺流程图如图1所示:图1冷却水处理工艺流程图2双层双流机械过滤器技术特性211结构特性a 1双层双流机械过滤器不同于一般机械过滤器。过滤床上部空间和喷嘴底部、下部空间之间的传输管路布置在过滤器内部, 且在上端配备有液体流入过滤层的导向弯头, 大约在传输管的中部, 配备有逆止阀, 使其只能往下流。当水中断时, 该逆止阀立即自动关闭。b 1过滤器集水装置用塑料压制而成, 具有防腐特性。其横截面积呈椭圆状并且垂直安装。6根集水装置水平排列在罐体中间, 避免了过滤器冲洗时液位流动受到影响。集水装置的侧面垂直壁上均开有入口槽。保证了过滤器的充分利用。过滤元件的塑料压制

5、件设计宽度为016mm 。c 1在过滤器内部设置一个带有显示冲洗期间过滤器内部水位的浮子式信号装置。该信号装置安装在浮子浮臂上。有一个嵌入橡胶中的水银开关, 随浮臂的倾斜显示液位, 浮子是由塑料制成。d 1过滤器底部多孔板装有长柄喷嘴, 用于将过滤水分流导入过滤层。在过滤器反洗时, 长柄喷嘴兼有分配冲洗水和空气的功能, 双层双流过滤器结构如图2所示 。1生水入口; 2过滤出口; 3冲洗水入口; 4过滤网冲洗; 5空气入口; 6冲洗水废水; 7出口; 8排气; 9侧排管; P 和P 1入、出口压力; Q 流量表; M 内部液位信号发送器图2双层双流过滤器结构示意图212工艺特性a 1双层双流机械

6、过滤器滤料分两层。上层滤料为无烟煤, 下层滤料为石英砂。双层滤料密度差大, 有利于在反洗过程中的自动分层。b 1过滤器运行水流分两个方向。一是从滤床顶部自上而下流入; 一是从滤床底部自下而上流入。最后汇集在中间集水装置。这种设计的优点在于过滤器粗、细滤料布置合理, 符合过滤期间液体流动方向的要求。提高了过滤能力, 避免了过滤层局部利用, 造成过滤器压降大, 影响过滤效率。c 1双层双流过滤器选用无烟煤做滤料, 滤料间的孔隙大, 水流通过时阻力小, 适宜高速过滤。双流向过滤提高了滤层容纳污物的容量, 出水质量得到了保证。双层双流过111996年第6期山西电力技术 滤器各参数如表3所示。表3双层双

7、流过滤器参数项目参数额定出力150180t h 运行流速180m 3 h 滤料细度无烟煤117310mm石英砂812mm 24mm 滤层高度无烟煤400mm 石英砂200mm 1060mm213工艺应用及其水质控制双层双流过滤器被应用到循环水旁流过滤, 每台机组配置3台双流双层过滤器, 处理循环水量为450t h , 运行周期1个月, 处理水量324000m 3, 主要去除了循环水中的机械杂质和悬浮物, 。19944表4时间ppm除浊率%平均最大最小平均最大最小平均从表4分析, 双层双流过滤器去污除浊效果明显, 每台床除浊率达70%左右, 降低了结垢物质含量, 改善了循环水质, 有效地控制了凝

8、结器铜管结垢量, 延长了凝汽器运行寿命。表5双层双流过滤器出入口水质处所酚酞碱度mmo 1 L 甲基橙碱度mmo 1 L 硬度mmo 1 L 最大最小平均最大最小平均最大最小平均从表5分析, 双层双流过滤器对降低循环水碱度、硬度有一定效果, 为提高循环水浓缩倍率、节约水资源创造了条件。双层双流过滤器运行控制指标:进出口压差:P 011M Pa浊度:5m g L3截污阻垢效果311凝汽器允许的垢和粘泥厚度对于大容量火电机组, 凝汽器设计沾污系数约为0100005m 2h , 允许的垢和粘泥厚度小于010250105mm 。热交换器设计沾污系数与其允许的粘附垢和粘泥厚度对应关系如表6。表6设污系数

9、m 2垢的热m h 厚结垢量g c m 2015110015011065130神二500MW 机组投产两年, 由于基建过程中未注意清理循环冷却水系统管道及水塔前池, 再加上北方风沙大, 循环水带入泥土多, 造成循环水系统污泥较多, 水质稳定条件差, 一般的化学处理也不一定能够保证长时间运行凝汽器结垢厚度在允许范围内。设计提出如下两种方案:a 1对循环冷却水进行净化处理, 在运行中进行机械过滤;b 1凝汽器配备胶球清洗系统, 在运行中定期进行清洗(因胶球清洗系统尚不完善, 现未正常投运 。312500MW 机组凝汽器检查情况分析, (以1号机组凝汽器检查作统计31211试运阶段小修检查(凝汽器投

10、运6个月, 旁流过滤系统未投检查情况:凝汽器水侧出入口两侧和铜管内壁呈灰色, 水室底部和铜管口部有碎塑21山西电力技术1996年第6期 料蜂窝纸片(此物为水塔喷淋装置的损坏残物 部分入口管口被蜂窝纸堵死, 在出口还卡有少许棉纱、沥青块、木块、石子等杂物。出入口铜管内壁均积有微量灰色沉积物, 用手可轻轻擦掉。入口处少量铜管底部沉积510mm 软泥物, 出口少量铜管沉积35mm 软泥物。出入口大部分铜管用手摸有光滑感, 未发现冲涮现象。情况分析:循环水系统太脏, 机械杂质含量大, 铜管流速低, 循环泵入口滤网有堵塞现象。为此, 建议下次运行投运胶球清洗系统, 擦洗铜管, 同时投旁流过滤, 对循环水

11、进行机械过滤。312121992年7月21日检查情况分析(凝汽器运行1年, 旁流过滤系统已投运 检查情况:灰色, , , 35mm 。有部分铜管内部卡有木块, 水泥块和塑料蜂窝纸等杂物。情况分析:凝汽器大约有1 5的铜管能明显看出胶球擦洗痕迹, 说明胶球系统投入对减少铜管沉积软泥量有作用。旁流过滤系统投入, 对净化循环水有效果, 铜管内部沉积物和凝汽器水室杂物较首次打开时检查有明显降低。312131993年3月13日、1993年10月17日两次检查情况分析检查情况:凝汽器水侧出入口和铜管表面呈灰褐色、铜管管口呈黄铜金属色泽, 入口个别铜管内部沉有软泥状沉积物, 约35mm , 出口少量铜管内沉

12、有约23mm 的软泥物, 水室底部沉有大小不同的蜂窝纸片。情况分析:凝汽器铜管结泥垢很小, 没有因运行时间长而引起铜管沉积物增多, 说明循环水浊度得到了控制。此次凝汽器小修, 对铜管用42M Pa 高压水进行冲洗, 对整个凝汽器铜管的运行寿命和防止结泥垢有明显效果。312141994年7月21日检查情况分析:检查情况:凝汽器水侧入出口铜管均呈本色。铜管内部有约01050111mm 的软泥垢, 管口用手摸有光滑感, 无杂物和铜管堵塞现象。情况分析:循环水旁流过滤从1993年10月全部调试正常后, 循环水水质得到了改善, 水质能够控制在合格范围, 凝汽器铜管内部积泥量有明显降低。对照上表比较, 500MW 。, 保证循环水水质, 提高循环水浓缩倍率、节约水资源难度大。然而, 在投入循环水旁流过滤系统后, 循环水水质得到了改善, 降低了循环水浊度和部分碱度、硬度, 使循环水浓缩倍率由原来的215倍提高到现在的4倍。从凝汽器检查情况分析, 双层双流过滤器投运对改善热交换器内表面状态, 降低凝汽器铜管积泥量和结垢量, 提高机组经济性有明显效果。因北方风沙大, 水塔水池带入泥沙量较