600MW超临界火电机组化学生产工艺的优化.pdf

第 3 3卷 第 7期 2 0 1 1年 7月 华 电技 术 Hu a d i a n Te c h n o l o g y Vo 1 ． 3 3 No ． 7 J u 1 ． 2 0l 1 6 0 0 MW 超 临界火 电机 组化学生产 工艺的优化 詹花庆 贵州华电桐梓发电有限公司， 贵州 遵义5 6 3 2 0 0 摘要 介绍了6 0 0MW超临界火电机组建设中超滤、 循环水、 锅炉给水处理等方面出现的问题 ， 从工艺设计、 化学监督 和建筑防腐等方面给出了相应的处理方案。 关键词 超滤； 防污涂料； 取样； 加药处理 中图分 类号 T K 2 2 3 ． 3 文献标 志码 B 文章编号 1 6 7 41 9 5 1 2 0 1 1 O 7 0 o 2 4一 O 2 1 超滤工艺需要注意的问题 由于超临界机组增加了对总有机碳 T O C 的要 求 ， 因此 ， 超滤 反渗透逐渐成为锅炉补给水 的标准 配置 ， 超滤效果 的好坏直接影 响到整个补 给水 系统 的使用 寿命 ， 下面对影响超滤使用效果的几个 主要 问题进行分析 。 1 ． 1 超滤前置处理 超滤前置处理 一般采用沉淀池 叠片过滤／ 自清洗过滤／ 多介质过滤 的方案 ， 叠片过滤器 由于 截污容量小 、 耗水量大 ， 已经较少使用 。很多电厂为 了保险起见 ， 采用截污容量大、 耐冲击较好的多介质 过滤器 ， 但在工程应用上出现了多介质过滤器石英 砂穿透 ， 导致超滤膜划伤 的案例。这是石英砂滤料 破损和垫层不符合要求导致 的 石英砂滤料磨损率 为 0 ． 7 5 ％ ， 易破碎泥化产 生二氧化硅、 有机碳而形 成二次污染。为防止这种 问题发生 ， 在贵州华电桐 梓发电有限公司项 目上 ， 将多介质过滤器的石英砂 滤料改为同等粒径的稀土瓷砂 。稀土瓷砂化学性能 稳定 、 耐腐蚀 、 颗粒均匀、 密度适 当， 由于外形为统一 的圆球形， 强度高， 更容易清洗干净， 磨损率仅为 0 ． 0 2 ％ ， 使用寿命长达 1 0年。然后 ， 只要在过滤器 底部级配卵石 或瓷砂 垫层装填 过程 中做好 监督 工作 ， 导致在彻底 反洗后破碎砂粒穿透 的可能性大 幅降低 。 1 ． 2 超滤断丝问题 超滤作为阻止 微生物和胶体通过 、 保证 R O膜 进水 水 质 的主 要 手 段 ， 切 割分 子 量 在 5 0 0 0 0～ 1 5 0 0 0 0u都是允许 的， 在使用过程 中普遍遇 到的问 题为膜丝断裂 ， 主要是水锤或压力不均匀而产生的 ， 在有机物含量较高 主要是硅胶体含量高 的情况 下更容易断丝。只要在系统设计上能避免水锤产生 收稿 日期 2 0 1 1 0 21 3 ； 修 回日期 2 0 1 1 一o 3 0 4 并根据污染物情况设计合理的清洗方式 ， 均可 以将 断丝率控制在 0 ． 0 3 ％ 以内。由于超 滤系统 由几十 甚至上百支超滤膜组成 ， 每支膜组件有几千根膜丝 ， 因此 ， 对断丝必须及时检测和处理 ， 以免 R O膜发生 微生物污染 。检测法有压力衰减法、 泡点法和在线 激光颗粒计 数器法 因为少量 断丝 对浊度影 响太 小 ， 滤后水浊度小于 0 ． 1 N T U时， 浊度仪无法反映滤 后水质 的明显变化 J ， 所 以， 超滤 出水 设置浊度仪 是没有意义的 。 1 ． 3各种类型超滤膜元件的对比 中水或污水 回用应采用浸没式超滤膜 ， 水质较 好的可采用压力式膜元件 ， 这 2种方式都可 以用来 处理 R O进水 。从膜元件 的生产工艺上 看， 有分溶 致相分 离 法 N I P S 和 热 致 相 分 离 法 T I P S 。 N I P S制备的膜分 为外压膜 、 内压 膜 、 双皮层 膜 ， 另 外 ， I M T等公司为降低 断丝率 生产 了七孔膜。N I P S 制造的膜过滤皮层厚度在 1 m左右 ， 强度较低 ， 容 易断丝、 脱皮和划伤 ； 而 T I P S法生产 的膜过滤层厚 度是皮层膜的几 十倍 ， 交联度高 、 强度高 ， 适应更高 的过膜压差 T MP ， 耐强碱 和 5 ％ 0的氧化剂 清洗 ， 正常断丝率只有皮层膜 的 0 ． 1 ％ ， 不存 在膜表面划 伤的问题 ， 适用于在污水 、 中水回用等更恶劣 的环境 中使用。 2 循环水水质监督和杀菌灭藻方式的建议 石化行业在循环水监督及处理方面一直比较领 先， 在水质腐蚀、 结垢倾向的监测和杀菌灭藻处理方 面也有一些值得借鉴的地方。 2 ． 1 循环水水质的在线监督 循环水水质监督主要分腐蚀与结垢倾 向监测 ， 腐蚀倾 向可 以通过挂片监测法检测到 ， 而对污垢热 阻的监测有监测换热器法 、 电热污垢监测法 、 压力降 法和钙离子法等。目前 ， 国外 有多种监测换热器的 技 术 ， 国内石化行业也大量采用微机辅助计算污垢 第 7期 詹花庆 6 0 0MW 超 临界 火电机组化学生产工艺的优化 2 5 热阻 的监测换 热器法 ， G B 5 0 0 5 0 --2 0 0 7 工业 循环 冷却水处理设计规范 对此也有相应规定 J 。河北 电力试验研究 院已经做 出了效果 比较理想的在线监 测系统 ， 并 由其 主持编写 了 火力发 电厂凝 汽器防 腐防垢导则 ， 解决了电厂正常运行期间循环水监 测手段缺乏的问题 。 2 ． 2 水冷塔防污涂料的应用 防污涂料作为一种船舶外壳防青苔和贝类附着 的功能性涂料 已经广 为使用 ， 石化行业从 2 0世 纪 7 0 年代开始将这类防污涂料进行改良用于凉水塔 防污处理 并 不断 改进。根据 齐鲁 石化 、 九 江石 化 、 巴陵石化等单位在循环水冷却塔的运用情况可 知 C 2 SH Y 涂料 以氧化亚铜为 主要杀菌 添加 剂 能够抗 干湿交替 、 长久附着 、 释放可控 ， 能长期 抵抗青苔、 贝类的附着 ， 防止藻类对水冷塔混凝土表 面的侵蚀 ， 降低了凝汽器管的污染堵塞量； 涂刷一次可 以维持 3- 5年， 配合在原水预处理中采用高锰酸钾强 化絮凝除藻技术 后， 冬季不用加杀菌剂， 只在温度较 高的夏、 秋季节冲击式投加少量杀菌剂即可。 3 取样及加药方式的优化 3 ． 1 取样仪表配置的优化 设计 院一般按 D L ／ T 5 0 6 8 --2 0 0 6 火力发 电厂 化学设计技术规程 对火电厂炉内化学取样仪表进 行配置 ， 但该标准 已经多年未进行更新 ， 对凝结水 、 蒸汽等既要求测量氢 电导 ， 又要求测量 电导_ 6 ] ， 对 蒸汽等电导的测量没有实际意义， 属于过度配置。 而 G B ／ T 1 2 1 4 5 --2 0 0 8 火力发 电机组及蒸汽动力设 备水汽质量 要求配备的T O C表 在该标准中没有 要求 ， 需引起注意。 3 ． 2 T O C表和给水 p H表的选择 行业内流行 的 T O C检测法有 9种之多 ， 电厂给 水 T O C要求控制在 2 0 0 g ／ L以下 ， 在这个量程 内只 能使用 U V氧化法 的 T O C表进 行测量 。市场主 流 的进 口总有机碳 T O C 表主要是针对制药行业设计 的 ， 精度没有 问题 ， 但火电厂给水当中由于存在氨的 干扰 ， 氨被 u V灯氧化之后会生成硝酸根离子 ， 影 响 测量结果 的准确性 ，若 用离 子交换 柱除氨 又可能 会引入新的有机物干扰。西安热工研究 院有限公 司 针对火电厂的水质及 生产工艺 ， 引入膜处理方法对 样水进行预处理 ， 成功消除了氨及其他杂质对总有 机碳 T O C 测量的影 响， 这种测量方式将更适宜于 火 电厂给水总有机碳 T O C 的测量。 在给水 p H值测量中， 由于给水离子浓度低、 阻 抗高， 用玻璃电极法测量超水 p H值， 由于流速、 液 接电位、 静电等各方面影响， 误差可能达到 0 ． 1 0 ． 3 ， 而电厂给水只有氨一种 电解质影响 p H值 ， 在 氢电导率≤0 ． 3 Ix S ／ c m的情况下， 其他杂质的影响 都可以忽略不计 。这样 ， 用 电导与氢 电导 的差值换 算为氨浓度 ， 根据氨的电离平衡常数就可能通过公 式推导出给水 的 p H值 ， 这种间接测量法 的误差可 以控制到 0 ． 0 1以内 J ， 优于玻璃复合 电极直接测量 法 。在贵州华 电桐梓发 电有限公 司项 目上采用 了 R o s e m o u n t 1 0 5 7 多通道智能分析仪， 该仪表具有 2 条 路径的完全隔离的传感器 ， 可将对应电解质 的公式 写入仪表内， 然后在表上直接读出给水 p H值、 电导 率等参数， 还可直接将信号反馈给加氨系统， 对给水 加氨量进行控制。该表经改造后， 其 p H值测量范 围 7 ． 5～1 O ． 5 完全能满足电厂测量需要。 3 ． 3 给水加氧需要注意的问题 给水加氧作为一种成熟的给水处理技术 已经广 为使用 ， 但国内能正常投运 的加氧装置并不多， 这是 因为给水加氧的流量 只有 2～ 3 L ／ h ， 压力 4 ． 0 MP a 左右 ， 较高的压力和非常小 的流量 ， 再加上气体的可 压缩性和机组运行工况 引起 的压力波动 ， 如果流量 计选型上没有考虑到这些 问题 ， 采用 了测量原理或 量程不合适的流量计 ， 会 使得加氧流量无法准确控 制 ， 直接影响锅炉给水工况。对此 ， 最好在设计方案 和招标文件上有专 门的说明。 4 结束语 通过对 电力 、 自来水厂 、 石化等行业水处理先进 技术的研究 ， 在超滤、 循环水处理、 建筑防腐方面运 用一些新材料 、 新工艺 ， 对 6 0 0 M W 超临界火电机组 建设中化学专业遇到的一些问题提出了多样化的解 决方案 ， 供同行参考 。 参考文献 [ 1 ] 杨艳玲 ， 李星， 李圭白． 水 中颗粒物的检测及应用[ M] ． 北京 化学工业 出版社 ， 2 0 0 7 ． [ 2 ] 田野 ， 林亚凯， 王晓琳． 聚偏氟乙烯超／ 微滤膜的制备技 术及其应用现状[ J ] ． 新材料产业 ， 2 0 0 9 7 1 31 5 ． [ 3 ] G B 5 0 0 5 0 --2 0 0 7 ， 工业循环冷却水处理设计规范[ S ] ． [ 4 ] 龚玉清． 凉水塔水性防污漆的研制及应用[ J ] ． 工业水处 理 ， 1 9 8 2 1 4 7 5 0 ． [ 5 ] 许国仁， 李圭白． 高锰酸钾复合药剂强化过滤微污染水 质的效能研究[ J ] ． 环境科学学报， 2 0 0 2 5 6 6 4 6 7 0 ． [ 6 ] D I JT 5 0 6 8 --2 0 0 6， 火电厂化学设计规程[ S ] ． [ 7 ] G B ／ T 1 2 1 4 5 --2 0 0 8 ， 火力发电机组及蒸汽动力设备水汽 质量[ S ] ． [ 8 ] 刘玮， 曹杰玉． 提高电厂高纯水 p H值测量准确度的研究 [ J ] ． 中国电力 ， 2 0 0 6 1 O 8 0 8 3 ． 编辑 白银 雷 作者简介 詹花庆 1 9 7 3 一 ， 男 ， 贵州遵义人， 工程师， 从事电厂化 学方面的工作 E ma i l 1 5 9 3 4 6 2 0 0 0 5 1 3 9 ． o o m 。