提高热电厂化水除碳器的效率

PAGEPAGE5提高热电厂化水除碳器的效率山东华聚能源济二矿电厂王新冰江爱伟秦兴中赵传斌周红云摘要：火电厂的化学水处理系统是电厂的血液命脉，担负着发电机组对水质和水量的需求。化水工艺中一般在阳离子交换器或反渗透之后设计有除碳器，其原理是利用亨利定律，借助鼓风机将系统产水中高含量的二氧化碳脱除，降低后继脱盐设备(阴床或混床)阴离子的负担，防止“漏硅”发生，提高阴床或混床周期产水量，减少失效再生次数，既减少酸碱废水排放，又保护环境。济二矿热电厂除碳器效率低，造成混床“漏硅”次数增多，严重制约火电厂的安全经济运行，针对此类情况，深入分析了影响因素，对于主要的影响因素，分别采取改进措施，最终解决了存在的问题，除碳器的效益大大提高，经济效益和环境效益显著。关键字：火电厂水处理除碳器效率1、概述山东华聚能源济二矿热电厂，属于典型的综合利用型电厂，自2001年3月投产以来，共计消耗煤泥约100万吨，发电7.3亿KWH，供热63万蒸吨，充分体现了综合利用型热电厂的优势。电厂广泛开展节约型企业建设活动，转变经济增长方式，走节约挖潜的发展之路，提升企业核心竞争力，不断深入解决环境和资源问题。除碳器是火电厂高纯水制备工艺流程中的重要设备，是提效挖潜的重要环节，其原理是利用亨利定律，借助鼓风机将反渗透系统产水中高含量的二氧化碳脱除，降低后继脱盐设备(阴床或混床)阴离子的负担，防止“漏硅”发生，提高阴床或混床周期产水量，减少失效再生次数，既减少酸碱废水排放，又保护环境。除碳效率的高低对混床的经济运行至关重要，因而需要对除碳器的效率进行定期检测，以确保其高效经济运行。济二矿电厂除碳器运行情况不好，造成混床“漏硅”增多，失效频繁，冲洗水混浊不堪。2、现状调查分析2.12006年1月-7月化水混床运行失效情况统计表月份混床平均运行周期混床失效次数“漏硅”次数再生黑水出现次数192h767290h555388h555491h333592h222690h333791h222合计272627结论：1、混床失效检测中二氧化硅先失效即“漏硅”占总失效次数的96%。2、混床再生中含灰尘黑水出现率达到100%。2.2化水除盐水系统水质现状化验分析表编号检测项目地下水反渗透进水除碳器进水除碳器出水混床进水混床出水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温度16.924.224.824.824.524.55电导率86089017.516.316.10.46结论:1、系统进水碱度高、PH值高对混床运行不利，对除碳器运行不利。2、除碳器效率=(进水CO2-出水CO2)/进水CO2=45%2.3除碳器效率检测（水温稳定在25OC）测定时间除碳器进水（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%结论：除碳器效率只有46%左右，大量二氧化碳滞留在混床进水中，加重混床负担。2.4现场对除碳器检查我们对除碳器和中间水箱进行了彻底的检查，发现除碳风机运转无异音，无卡涩情况，除碳器外侧本体锈蚀，在水箱西侧溢流口有大量风漏出，吹起水花飞溅严重。大量水花被风吹出，将周围地面和水箱底部浸湿。3.原因分析3.1影响除碳器效益的原因分析确认序号影响原因分析确认结论1风机启动不及时化水设备一般自动运行，除碳风机启动与反渗透实现连锁功能，反渗透自动运行时，风机自动启动，不需要人为干预起停。非要因2风机电机功率不足除碳器鼓风机配套电机功率设计时预留20%余量，况且两台电机均是2005年5月份更换的新电机，一直正常运行非要因3风机进风过滤器堵塞现场对过滤器进行检查，发现风机过滤器堵塞严重，大量灰尘将过滤网和过滤棉堵塞，造成进风不畅，风量不足。要因4除碳器内部水封损坏对于除碳器内部水封是否损坏，进行了现场确认，打开中间水箱人孔，进入内部发现两台除碳器底部都没有安装水封，这就造成了除碳器大量漏风进入中间水箱，从溢流口吹出的情况。没有水封要因5除碳塔密封不好经过现场对整个除碳塔的检查，没有发现除碳塔有漏风部位非要因6填料高度太高经过现场测量，除碳塔填料高度为：3.7米，符合国家标准（直径φ1000除碳器，填料高度>2.5,<4米）非要因7填料破碎阻力加大经过现场检查，分别从除碳塔上、中、底部查看填料（空心多面球）均没有发现有破碎填料，不存在阻力加大的情况非要因8除碳器进水量大除碳器进水量，原设计最大运行负荷是94m3/H,额定运行负荷是60m3/H，实际运行进水量在55非要因9除碳器进水二氧化碳含量高化水制水工艺用水是地下120米第四系水源，水质稳定，经过化验目前碱度（6.5mmol/L）与建厂初期水源井化验报告碱度(6.3mmol/L)接近，未出现碱度异常增加的情况，二氧化碳稳定。非要因10进风过滤效果差风机进风过滤效果差与过滤网堵塞有一定关系，由于过滤网堵塞后，灰尘通过过滤网的边缘大量被吸入，造成进风中含有大量灰尘，长期运行积累，导致混床内残留大量灰尘，在混床再生中被冲出产生大量黑水的情况，和第三个末梢因素合为一体，风机过滤器堵塞，进风过滤效果差要因11操作规程执行不严化水车间日常运行中，除了日常严格的考核制度外，执行小化水小指标考核，对运行规程中各控制参数，严格考核，各班组执行到位，不存在此类问题非要因12进水温度低化水工艺设计中安装有管式加热器，化水运行中要求运行温度稳定在25±1℃非要因13系统进水PH值高根据化验情况看，目前进水PH值达到7.82，水质显弱碱性，不利于二氧化碳脱除，严重影响除碳效率要因3.2经过认真分析逐条确认，最终找到三个主要影响因素如下：（1）、除碳器底部没有水封；（2）、风机过滤器堵塞，进风过滤效果差；（3）、系统进水PH值高。4.制定对策4.1制定对策、组织实施序号要因对策目标措施日期1除碳器底部没有水封设计安装水封装置实现100%不漏风根据中间水箱特点，选用DN200mmPVC管材，长度1.8米水封，用高强尼龙螺栓固定，实现除碳器出水口下落深入水面以下，实现水封效果。2006.92风机过滤器堵塞，进风过滤效果差选用过滤效果好的过滤棉，增加更换频次实现进风量接近未过滤时进风量，混床进水无灰尘选用新型透气性好的过滤棉代替丙纶滤布，制定除碳器管理制度，定期检查过滤器，及时更换清洗过滤器。2006.93系统进水PH值高调节进水PH值确保进水PH值在6-7之间维护反渗透加酸泵，实现在线加药，通过正交实验确定最佳加酸量。2006.94.2实施情况4.2.1安装水封管：安装选用PVC管材，长度1.8米水封管，用高强尼龙螺栓固定，实现水封效果，安装后投入运行，中间水箱不再漏风，水封效果达到100%。通过分析得知，除碳器的效率由安装前46%提高到了55%。水箱溢流口没有风吹出，没有水花飞溅，水封效果非常好。4.2.2风机过滤器的问题：选用新型透气性好的过滤棉代替丙纶滤布，制定除碳器管理制度，定期检查过滤器，及时更换清洗过滤器。风机进风量大大提高，投入运行1个月后，更换了一次高效过滤棉，混床再生中黑水未再出现，过滤效果显著。除碳器效率从改造前的55%又提高到了68%。4.2.3调整进水PH值：A、水中碳酸化合物相对量和PH的关系（25A、水中碳酸化合物相对量和PH的关系（25℃HCOHCO3-游离CO2456789PH值（CO2）从上图可以看出，PH值≤4.3，水中只有CO2，PH=8.3-8.4之间时98%以上是HCO3-，不利于二氧化碳脱除。因而PH值越低，水中CO2含量越高，除碳率越高，但较低的PH值，不利于反渗透经济运行，一般控制标准是进水PH值在6-9，因而需要通过实验来确定最佳运行PH值，付出最小的代价（加酸会导致进水含盐量升高，表现为产水电导率升高）获得最高除碳率。B、确定最佳运行PH值选取PH6,PH6.5,PH7,PH7.5实验条件，分别检测除碳器效率和反渗透产水电导率。并借助4.3和8.3两个极端点，将两条曲线作入同一坐标系中。PH值4.366.577.58.3除碳率%989290857010产水电导率1808045191640从上图可以看出，运行的最佳PH值范围在6.8—7.0之间此时，除碳率超过85%，电导率升高不多，满足运行需求。调整完毕后，除碳器效率从实施前的68%又提高到了84%。5.结论5.1化水系统除碳器的除碳效率可以通过技术改进而提高。5.2济二矿电厂除碳器经过技术人员攻关后，除碳效率显著提高，大大降低了混床进水碳酸氢根的含量，减轻了阴树脂的负担，除硅能力大大增强，延长了混床的运行周期，减少失效次数，减少废水排放量，经济效益和环境效益显著。5.3除碳器改造完成投入运行2个月，运行情况很好，中间水箱溢流口处运行中无漏风现象发生，风机过滤器过滤棉更换一次，过滤效果显著，混床再生中未发现有黑水排放。对除碳器的效率测定如下：水温：25±1℃时间PH值除碳器进水（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%同类电厂可以针对自身电厂除碳器实际情况进行排查，测定除碳器效率，通过技术改进，提高除碳器效率。6.参考文献[1].辽宁电力工业局编制《电厂化学