直接空冷機(jī)組爐水pH值降低氫電導(dǎo)率增大的風(fēng)險(xiǎn)與控制

洪冬霞

摘要：對(duì)于熱電廠直接空冷機(jī)組，爐水pH值降低氫電導(dǎo)率超標(biāo)進(jìn)行了原因分析，并針對(duì)各種現(xiàn)象，采取相應(yīng)的預(yù)防和控制措施，對(duì)機(jī)組汽水監(jiān)督及機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著重要的意義。

Abstract： For the direct air-cooling unit of thermal power plant， the reason why the pH value of the boiler water is lowered and the hydrogen conductivity exceeds the standard is analyzed. According to various phenomena， corresponding prevention and control measures are taken， which is of great significance to the steam-water supervision of the unit and the safe and economic operation of the unit.

關(guān)鍵詞：爐水;氫電導(dǎo)率;熱泵疏水;樹脂;高速陰陽床;溴化鋰

Key words： furnace water;hydrogen conductivity;heat pump hydrophobic;resin;high speed yin-yang bed;lithium bromide

中圖分類號(hào)：TM621.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2019）34-0085-03

1? 概述

直接空冷機(jī)組采用二級(jí)除鹽水作為鍋爐補(bǔ)給水，鍋爐補(bǔ)給水制水流程如下：超濾→反滲透→陽床→除碳器→陰床→混床→除鹽水箱。鍋爐給水采用AVT（O）處理，凝結(jié)水也是加氨處理，爐水采用固體堿化劑NaOH處理。凝結(jié)水精處理系統(tǒng)為兩套高速陰陽床，一個(gè)大旁路和兩個(gè)小旁路，凝結(jié)水100%處理，體外再生采用陽再生罐、陽儲(chǔ)存罐、陰再生罐、陰儲(chǔ)存罐的方式。另外，采取先進(jìn)的技術(shù)手段，充分回收利用冷凝器中排向大氣的部分乏汽替熱，采用溴化鋰吸收式熱泵進(jìn)行汽輪機(jī)乏汽余熱回收，提高火力發(fā)電廠蒸汽熱效率，減少用煤量，降低發(fā)電供熱成本。

2? 風(fēng)險(xiǎn)因素

造成爐水pH值降低，氫電導(dǎo)率增大的可能因素有六條，如下：

2.1 風(fēng)險(xiǎn)一：精處理樹脂泄漏

精處理高速陰陽床底部的T型繞絲的間隙為0.2-0.25mm，樹脂捕捉器的T型繞絲的間隙為0.2-0.25mm，樹脂運(yùn)行一定的時(shí)間后會(huì)發(fā)生老化，其強(qiáng)度和機(jī)械性能會(huì)逐漸下降，碎樹脂增多，造成樹脂的泄漏，樹脂是一種有機(jī)物，在高溫的鍋爐中能分解出有機(jī)酸，通常以甲酸、乙酸為主，其含量與碎樹脂的泄漏量有關(guān)，會(huì)使?fàn)t水的pH值降低，氫電導(dǎo)率增大。

2.2 風(fēng)險(xiǎn)二：精處理酸液進(jìn)入水汽系統(tǒng)

精處理樹脂失效以后，需進(jìn)行樹脂的傳輸、擦洗、再生、正洗各個(gè)步序，再將再生過的備用樹脂傳入高速陰陽床，若備用樹脂再生不合格、正洗時(shí)間短，或者由于其它原因而使酸液進(jìn)入儲(chǔ)存罐，在投運(yùn)高速陰陽床之前，沒有經(jīng)過充分的沖洗就投入運(yùn)行，將會(huì)使酸性水進(jìn)入水汽系統(tǒng)，根據(jù)進(jìn)入酸量的不同，爐水的pH值降低，氫電導(dǎo)率增大的幅度也不同。

2.3 風(fēng)險(xiǎn)三：樹脂被有機(jī)物污染

天然水中的有機(jī)物，若預(yù)處理處理不當(dāng)，有機(jī)物可能會(huì)通過陽床，而被陰床中的陰樹脂吸著。其次，在驗(yàn)收生產(chǎn)用藥再生用的酸和堿時(shí)，沒有進(jìn)行有機(jī)物的化驗(yàn)分析，在再生樹脂時(shí)，有機(jī)物會(huì)留在床體中。有機(jī)物對(duì)強(qiáng)酸性陽樹脂的污染很少發(fā)生，只可能發(fā)生陽樹脂顆粒表面有沉積物，這些沉積物通過空氣擦洗和用水進(jìn)行反洗就可以將其除去。但有機(jī)物對(duì)陰樹脂極易造成污染。若被污染，因?yàn)闃渲细街写蠓肿拥挠袡C(jī)酸，它們所含的部分被水中的礦質(zhì)酸所排代，這就造成出水電導(dǎo)率的升高。這一作用，一方面增加了清洗水的用量和清洗時(shí)間。另一方面，精處理凝結(jié)水中的SiO2含量增大，這是由于水中所含有機(jī)酸（富維酸和腐殖酸）的離解常數(shù)大于H2SiO3，因此，附著在樹脂上的有機(jī)物可抑制樹脂對(duì)H2SiO3的交換或排代出吸著的H2SiO3，造成陰床SiO2過早地漏過。當(dāng)然，也有相當(dāng)數(shù)量的有機(jī)物漏過陰床，它們會(huì)進(jìn)入給水系統(tǒng)，隨著水溫的升高，逐漸分解成低分子化合物及酸性物質(zhì)，從高壓加熱器出口開始，給水pH值就有所下降，電導(dǎo)率明顯上升，在汽包爐中溫度更高，爐水的pH值下降電導(dǎo)率上升幅度更大，甚至出現(xiàn)無酚酞堿度的現(xiàn)象，pH值可能降至5.4-5.7?？赡軙?huì)引起鍋爐水中硅酸含量增大，蒸汽攜帶SiO2的量也增大，分解出的有機(jī)酸還會(huì)對(duì)蒸汽流通部分的銅鐵部件，以及汽輪機(jī)葉片有腐蝕作用。

2.4 風(fēng)險(xiǎn)四：熱泵溴化鋰泄漏，精處理樹脂深度失效

熱泵溴化鋰泄漏，進(jìn)入疏水中，最先增大的是凝結(jié)水的氫電導(dǎo)率，進(jìn)而超標(biāo)，熱泵在運(yùn)行過程中，疏水管道是負(fù)壓，不能采樣化驗(yàn)疏水，造成溴化鋰進(jìn)一步泄漏，剛開始精處理樹脂和水中的Br-、Li-進(jìn)行交換，達(dá)到一定程度以后，樹脂失去交換能力，汽水系統(tǒng)的其它水樣精處理凝結(jié)水、給水、爐水的氫電導(dǎo)率也相繼超標(biāo)。熱泵系統(tǒng)退出運(yùn)行，轉(zhuǎn)為沖洗狀態(tài)后，其它汽水指標(biāo)相繼恢復(fù)正常。樹脂上吸附的大量的Br-被釋放出來，進(jìn)入水汽系統(tǒng)，凝結(jié)水和給水都加氨，NH4+與Br-結(jié)合成NH4Br，使得這兩種水的pH值降低幅度不大，但是NH4Br進(jìn)入高溫的鍋爐以后，根據(jù)氨的汽液相分配系數(shù)，氨揮發(fā)到蒸汽里，發(fā)生氨的富集現(xiàn)象，導(dǎo)致爐水的pH值急劇下降，使得爐水指標(biāo)一直超標(biāo)，爐水pH值可能在7.0以下，發(fā)生酸性腐蝕，金屬表面的金屬膜可能遭到破壞，在鍋爐內(nèi)蒸發(fā)和濃縮，腐蝕加劇。

2.5 風(fēng)險(xiǎn)五：水處理除鹽系統(tǒng)閥門故障

除鹽酸系統(tǒng)閥門不嚴(yán)，可能會(huì)使酸液進(jìn)入運(yùn)行的陽床或者混床，通過出口門將不合格的酸性水送人除鹽水箱。另外，再生陽床時(shí)，再生床的出口門關(guān)不嚴(yán)，也會(huì)使再生酸液進(jìn)入系統(tǒng)。還有就是運(yùn)行陰床的反洗入口門關(guān)不嚴(yán)，陽床的出水沒有經(jīng)過陰床處理而直接進(jìn)入混床，要知道陽床出水pH值為3左右，而陰床出水pH值為7左右，陽床和陰床的出水差別很大，作為混床的入口水，出水也會(huì)有很大的變化。當(dāng)然，由于值班員的粗心大意誤操作，也可能使得酸液進(jìn)入系統(tǒng)，使得除鹽水的pH值降低，氫電導(dǎo)率增大。

2.6 風(fēng)險(xiǎn)六：水處理陰樹脂失效或流失

除鹽原理：原水中的陽離子有：Fe3+、Ca2+、Na+等，經(jīng)過再生好的陽床時(shí)，發(fā)生如下交換反應(yīng)：

H+與水中的陰離子（SO42-、CL-、CO32-、HSiO3-）結(jié)合生產(chǎn)各種酸，所以陽床出水呈酸性。陽床出水進(jìn)入再生好的陰床時(shí)，發(fā)生如下離子交換反應(yīng)：

這樣經(jīng)過陽床和陰床后，水中的陰、陽離子被分別除去，從而使出水的含鹽量降到很低。當(dāng)陰床和混床的陰樹脂深度失效后，未及時(shí)停運(yùn)，陰離子（SO42-、CL-、CO32-、HSiO3-）不能被除去，進(jìn)而與H+結(jié)合成酸，而不是H2O，所以出水的pH值降低，氫電導(dǎo)率增大。

對(duì)于陰床、陽床、混床的樹脂的數(shù)量都是有一定要求的，不同類型的樹脂，它的工作交換容量是不一樣的，根據(jù)交換容量的不同，樹脂的裝填量也是不一樣的?；齑舱Ｇ闆r下，添加陰陽樹脂比例為2∶1，樹脂的流失導(dǎo)致混床內(nèi)的陰陽樹脂比例失調(diào)。一方面陰樹脂大量流失，混床再生后投入使用，陰樹脂先失效，陽樹脂沒有全部失效時(shí)就要重新再生，藥耗上升，周期制水量下降;另一方面，導(dǎo)致混床再生不完全，陽樹脂交換能力沒有完全恢復(fù)就投入使用，致使混床周期制水量下降。混床的交換容量就會(huì)下降，使得出口水酸度增大，氫電導(dǎo)率增大，不合格的除鹽水進(jìn)入除鹽水箱

3? 預(yù)防和控制措施

針對(duì)以上各種原因，采取相應(yīng)的措施如下：

措施一：在平時(shí)正常情況下，對(duì)樹脂進(jìn)行擦洗和反洗是，要注意觀察樹脂的破碎程度，控制好反洗流量。在大小修時(shí)，打開樹脂捕捉器和給水泵入口濾網(wǎng)，檢查是否有泄漏的樹脂，若有樹脂就要進(jìn)行檢修更換部件，若發(fā)現(xiàn)是破損的碎樹脂，就要在擦洗時(shí)，加強(qiáng)反洗，將碎樹脂漂洗出去。同時(shí)，根據(jù)樹脂破碎的程度和數(shù)量，分析原因，采取對(duì)策。

措施二：由于精處理高速陰陽床閥門有缺陷而關(guān)不嚴(yán)，使得酸液進(jìn)入儲(chǔ)存罐，就需及時(shí)檢修或更換門，正洗時(shí)，加強(qiáng)監(jiān)督，正洗徹底。高速陰陽床投入運(yùn)行前，充分沖洗，使得電導(dǎo)率小于2μS/cm。投入運(yùn)行后，嚴(yán)密監(jiān)督各項(xiàng)水汽的指標(biāo)，尤其是精處理凝結(jié)水的pH值和氫電導(dǎo)率。

措施三：取少部分陰樹脂，觀察顏色是否加深，樹脂的透明程度、破碎情況、正洗水量如何？另外，還可以取50mL陰樹脂裝入錐形瓶中，加入蒸餾水振蕩，連續(xù)洗滌3-4次，除去表面的附著物，最后倒盡洗滌水，換裝10%食鹽水，振蕩5-10分鐘后，觀察鹽水的顏色。若樹脂被有機(jī)物污染，則采用堿性氯化鈉復(fù)蘇法進(jìn)行復(fù)蘇。同時(shí)，為了防止有機(jī)物進(jìn)入爐內(nèi)所產(chǎn)生的不良影響，應(yīng)提高原水預(yù)處理的效果，氯氣和臭氧有強(qiáng)氧化性，可以進(jìn)一步將水中的有機(jī)物氧化成無機(jī)物，降低水中有機(jī)物的含量，在離子交換除鹽之前，可設(shè)置活性炭過濾器，吸附大量的有機(jī)物，也可以選擇抗污染的樹脂。

措施四：在熱泵疏水管道出口上加裝采樣門，機(jī)組大小修時(shí)，加裝在線氫電導(dǎo)率表，方便監(jiān)督熱泵疏水的質(zhì)量。若發(fā)生熱泵泄漏溴化鋰，剛開始高速陰陽床樹脂的Br-、Li-交換容量可顯著提高，這是凝結(jié)水除鹽設(shè)備可繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間而出水水質(zhì)沒有明顯變化，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，樹脂的Br-、Li-交換容量降低，及時(shí)退出熱泵系統(tǒng)后，樹脂開始釋放Br-、Li-，因此，發(fā)生熱泵溴化鋰泄漏后，要及時(shí)解列高速陰陽床，避免影響爐水品質(zhì)。同時(shí)加大加藥量，提高爐水的pH值，并且加強(qiáng)鍋爐的排污，加強(qiáng)汽水監(jiān)督。對(duì)于精處理深度失效的樹脂，再生時(shí)，要用兩倍的再生劑量對(duì)樹脂進(jìn)行再生，保證陰陽樹脂的再生度。

措施五：對(duì)于水處理除鹽系統(tǒng)閥門故障，平時(shí)就應(yīng)該加強(qiáng)檢查，若閥門動(dòng)作不靈活甚至卡澀，值班員就要根據(jù)具體情況調(diào)整閥門，達(dá)到最佳狀態(tài)，避免水質(zhì)污染。一方面，在床體出口都有在線監(jiān)測(cè)，根據(jù)數(shù)據(jù)的變化來判斷水質(zhì);另一方面，根據(jù)床體壓力和入口流量判斷閥門是否故障。

措施六：對(duì)于樹脂的失效，每個(gè)床體都有它的監(jiān)控指標(biāo)，在線就可以查到，其次，通過加強(qiáng)做實(shí)驗(yàn)來監(jiān)測(cè)水質(zhì)狀況，尤其到樹脂快失效時(shí)，更要加快實(shí)驗(yàn)的頻率，縮短實(shí)驗(yàn)間隔時(shí)間，以免出現(xiàn)樹脂深度失效的狀況。

混床樹脂流失有以下幾種可能：①反洗分層時(shí)，流量過大，樹脂膨脹過高，經(jīng)上部進(jìn)水布水器流出;雖然布水器已經(jīng)包裹濾網(wǎng)，但其很容易破損;②中排水裝置的濾網(wǎng)破損，在再生時(shí)樹脂從中排裝置漏出;③下部水帽破損，正洗時(shí)樹脂從水帽破損處漏出;④樹脂再生時(shí)，發(fā)生一定的溶脹，在反復(fù)的脹縮中，造成極少數(shù)樹脂的破裂，不可能因?yàn)槎唐诘脑偕斐善屏选ａ槍?duì)上述情況，采取以下對(duì)應(yīng)的措施。首先，添加樹脂使混床內(nèi)的陰陽樹脂比例重新達(dá)到2：1。然后，改進(jìn)混床再生方法，一方面，在分層時(shí)先用小流量松動(dòng)樹脂，再逐步加大流量，如確因壓實(shí)或樹脂抱團(tuán)不能松動(dòng)樹脂，應(yīng)采用放水至樹脂層上200mm后通壓縮空氣的方法松動(dòng)樹脂后再分層。另一方面，控制反洗的壓力，防止混床內(nèi)樹脂的流失?；齑卜聪捶謱訒r(shí)要求控制反洗壓力至0.2MPa，并密切關(guān)注反洗排水閥出口是否有樹脂流失。最后，為了防止樹脂流失，可以考慮在混床反洗排水閥處安裝濾網(wǎng)，防止樹脂流失。陰床也一樣。

4? 結(jié)束語

在火力發(fā)電廠中，水汽品質(zhì)的監(jiān)督環(huán)環(huán)相扣，水汽異常不可能是單獨(dú)存在于某一水中，因此在出現(xiàn)水汽品質(zhì)異常的情況下，將相關(guān)聯(lián)的水汽進(jìn)行監(jiān)督是很有必要的。這樣既可以避免事態(tài)的進(jìn)一步擴(kuò)大，又可以提供具體參考值。從另一方面講，應(yīng)該加強(qiáng)值班員技術(shù)培訓(xùn)，提高應(yīng)急處理能力，降低應(yīng)急反應(yīng)時(shí)間，從而縮短水汽異常時(shí)間。

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