2013-07-11
根据不同的设备所使用的水处理设备是不一样的,也就是相关的系统也是不一样的。那么在选项与操作时水处理系统时该如何进行选择呢?水处理系统是关系着整个一套设备的运行,以及关系到出水水质的相关标准,所以在系统的选择上是非常需要注意的。这里所说的多元化是什么呢?意思就是水处理系统有很多种,而有的系统是可以相互使用的,说得简要一点儿就是一系统多用。下面我们就来分析一下它的多元化吧。
只要是蒸气循环主导电力生产行业,水处理工艺的选择对电厂的成功运行就至关重要,保证锅炉及汽轮机的安全运行要求电厂管理人员严格地控制诸如腐蚀、结垢、污堵、积盐等问题。令人感到欣慰的是,可以利用新的技术来应对这些挑战。
· RO(反渗透)及EDI(电去离子法)使锅炉的补给水处理减少了对化学药剂的贮存及处理。
· 加氧处理使锅炉不用排污就能防止其腐蚀、积盐。
· 改进的停机保护工艺增加了运行操作的灵活性,同时减轻了腐蚀。
需要说明的是,尽管代理人员对一些电厂保持了一段短期的跟踪服务记录,但电厂管理人员仍不大相信这些益处。类似的情况是,审核人员仍徘徊于这些在水处理领域中刚刚兴起的高级技术之外。
无论一个企业被提供哪种水平的代理人员或者哪一种技术,有一点很清楚:一个成功的水处理工艺需要同以前一样对每一个细节都应给予充分的关注。 减少化学再生药剂的使用在过去的十年中,电去离子法(EDI)是工业水处理技术中两个最重大的进展之一,理由是:电厂现在制取纯水没有因使用化学再生药剂所引起的费用、空间、安全及环保等问题。
在RO及EDI被应用之前,锅炉补给水的传统生产工艺为化学方式再生的离子交换装置。经预处理之后,利用泵力使补给水通过若干阶段的除盐(通常是阳床、阴床及混床)在这几个阶段中,杂质通过离子交换过程被除掉。
由于树脂床必须频繁地再生,因而需要对酸、碱等化学再生药剂进行贮存、处理。
到二十世纪八十年代初,减少使用化学药剂的想法导致了RO的工业应用。在RO的运行过程中,通过对补给水进行加压使其克服被半透膜分隔开的两种。
不同浓度溶液所产生的渗透压,当应用的反向压力足够时,水将向相反的方向移动即从浓度较稀的一侧流向浓度较高的一侧,从而生产出纯水并在浓水侧留下废盐液。
一旦在离子交换树脂内的杂质离子也加入到氢离子及氢氧根离子向交换膜方向的迁移,这些离子将连续地穿过树脂直至透过交换膜而进入浓水室。在EDI膜堆的淡水室中,混匀的阴、阳离子交换树脂夹在阴、阳离子交换膜之间。直流电压使水中的氢离子及氢氧根离子从淡水室中穿过树脂向所对应膜的方向迁移,当这些离子透过交换膜后,氢离子及氢氧根离子重新结合成水。这种氢离子及氢氧根离子的产生及迁移正是树脂得以实现连续再生的机理。当进水中的钠及氯等杂质离子吸咐到相应的离子交换树脂上时,这些杂质离子就会发生普通的离子交换反应,并相应地置换出氢离子及氢氧根离子。
为了达到锅炉补给水水质的要求,对RO的出水必须进一步地除盐,到二十世纪八十年代,通过混床离子交换装置完成了这一过程,无论如何此工艺流程相应减少了化学再生药剂的消耗。随着新的水处理设备离子交换工艺如逆流再生、满室床、专用树脂等的开发,使运行费用及化学药剂的使用得到了进一步地降低,同时RO/混床的组合系统也获得了广泛的应用。
最近,通过应用EDI系统来替代传统的离子交换装置,使一些电厂又向前进了一步。新工艺也采用混床离子交换树脂,但有一个关键性不同:它将树脂与离子交换膜结合起来,不是使用化学药剂而是使用一直流电场来不断地再生树脂。
还有一个优点是,EDI的排放液(浓水)通常比预处理系统进水的水质要好,故其排放液可以直接地排至RO的入口,这样就有效地消除了对废水的排放。相反,混床的再生是一个一次性的过程,由于使用化学药剂再生树脂床,其废液中含有比一般EDI浓水高3-4倍的废弃离子。
这些杂质离子由于相邻隔室交换膜的阻挡作用而不能向对应电极的方向进一步地迁移,因此杂质离子得以集中到浓水室中,然后可将这种含有杂质离子的浓水排出膜堆。目前应用的EDI膜堆可以生产出电阻率超过16MW·cm(0.063ms/cm)的纯水。EDI的最大优点在于不用化学药剂进行再生,因而不需要化学再生药剂贮存罐及相应的中和池,而且无须对有害的化学废水进行收集、贮存及处理。
直流锅炉对水处理的要求较高,因为给水全部转变为蒸汽,所以在此系统中不允许有杂质存在,因而许多应用于汽包锅炉的磷酸盐处理工艺并不适用于直流锅炉。
更为重要的是,直流锅炉中还存着冲击腐蚀(FAC)这个棘手的问题,FAC可使碳钢管道变薄,直至其出现泄漏或破裂。当发生FAC时,碳钢上常规的四氧化三铁保护层溶解在高速的水流或湿蒸汽中,这一过程使氧化层减少或者被去掉,并很快波及到内层金属,FAC使管壁变薄的速度可达3mm/年。虽然AVT能有效地减少可被蒸汽携带的杂质含量,但它却无法防止因凝汽器泄漏而使盐类物质漏入系统内的情况,因而AVT需要对凝结水进行精处理以及对给水中的杂质含量进行严密的监控。还有一点需要指出的是,已有研究表明在低氧的环境下,如AVT过程中,FAC最有破坏力。一种称为加氧处理(OT)的技术已在直流锅炉中取代了AVT工艺,OT技术于二十世纪六十年代未期在德国首先被开发应用,并在随后的二十年内传到欧洲及日本。目前这项工艺已为前苏联的近200台机组及美国的100多家电厂所采用。
当电厂里的机组处于运行状态时,锅炉及给水新的化学处理工艺如EDI及OT大大地降低了系统的积盐及腐蚀的速度,但是当机组停运时,这些电厂又会遇到严重的腐蚀问题。
如果停机的时间较长(比如一个月),对整个机组必须进行湿法或干法的停用保护处理,停机时间的长短及机组的设计特点会影响到停用保护方案的选择,例如在一般的电厂中,主蒸汽管道未被设计用于载水,因此对于这些管路,湿法停用保护工艺是不可行的。
由于不定期的停机,随着以打循环的方式或处于热备用状态机组数量的增加,这一问题变得更加明显。不正确的停用保护方**产生许多问题,特别会使凝汽器内的铜管出现裂纹、汽轮机中发生铜的沉积等现象。无论-台机组是以额定流量或更低的流量打循环,经过改进的停用保护方**降低运行及维护的费用,同时提高了电厂机组运行的可靠性。
将干燥剂放入主加热管道及下联箱内后,在通入氮气前一定要封住送风管道的入口及烟道的出口。在停用保护阶段,刚开始的一周内每天应更换干燥剂,并检查氮气的压力及系统的密封情况,随后每周一次。转动设备停用后可进行干法或湿法保护处理,但应优先采用干法保护,特别是备用时间较长时。将采用干法停用保护的设备开出运行所需的时间是采用湿法停用保护所用时间的两倍,但是它提高了对腐蚀的控制作用,因而非常值得使用。对转动设备停用后的主要处理方法是:定期(或者是每月一次)用手转动设备,以保护轴承及密封件不至永久变形。
对机组进行干法停用保护处理意味着系统内除润滑油以外的所有液体都应被清除掉并用惰性气体进行置换(通常是采用氮气),将系统内的水排干后,在注入氮气之前,必须使用干燥剂来除去残余的水蒸汽。一旦充入了氮气,系统就必须密封以减少氮气的泄漏及防止其它污染物质的内漏。
大多数锅炉的燃烧室及传送管道都是直的,在进行停用保护处理之前,能够很容易地进行清理。向火侧表面可用热空气进行冲刷并吹干,背火侧应将水完全排干,通过人孔可以很方便地通入干燥的空气进行处理。系统循环是对机组成功地进行湿法停用保护的关键,通常将锅炉底部的排水管与一台小泵的吸入端相连(泵的出力大小应能使炉水每隔8小时循环一次),泵的出水则加入到汽包中,水泵在停用保护阶段必须连续地运行。没有适当的循环过程,防腐药剂可能会出现分层,局部引起的腐蚀将很快地损坏锅炉。
湿法停用保护采用普通的工作介质即常温常压的水,并向系统内加入起防腐作用的化学药剂。湿法停用保护的优点是降低了工作压力,并减小了对密封件的损害。许多电厂的锅炉由于其大小及形状方面的原因,系统内的水不能被完全排干,因而湿法停用保护是唯一可行的选择,甚至其停用期非常长时,也是如此。对于这些锅炉来说,超过4天的停运时间都应进行停用保护处理。锅炉处于湿法停用保护状态时,水位比正常运行的水位要高,锅炉制造商通常会指明具体的水位。
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