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９８ 华北电力技术 ＮＯＲＴＨ ＣＨＩＮＡ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＰＯＷＥＲ 增刊１ ２００７ ・凝结水及内冷水处理・ 凝结水精处理高速阳床氨化运行探讨 李战朋，刘瑞敏 （山西华能榆社电厂，山西榆社０３１８００） 摘要：通过分析凝结水精处理高速阳床氨化运行的原理，查找榆社电厂高速阴床漏氯和炉水电导率升高的原 因，明确了阳床氨化运行的必要性，并提出了改进串联式高速阳、阴床出水水质的措施。 关键词：空冷；高速阳床；氨化运行；漏氯；再生 中图分类号：ＴＱＯ２８．３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００３—９１７１（２００７）增刊１—００９８—０２ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ａｍｍｏｎｉａｔｅｄ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｃａｔｉｏｎ Ｅｘｃｈａｎｇｅｒ ｆｏｒ Ｃｏｎｄｅｎｓａｔｅ Ｆｉｎｅ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ Ｌｉ Ｚｈａｎ－ｐｅｎｇ，Ｌｉｕ Ｒｕｉ—ｍｉｎ （Ｓｈａｎｘｉ Ｈｕａｎｅｎｇ Ｙｕｓｈｅ Ｐｏｗｅｒ Ｐｌａｎｔ，Ｙｕｓｈｅ ０３１８００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ａｍｍｏｎｉａｔｅｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｃａｔｉｏｎ ｅｘｃｈａｎｇｅｒ ｆｏｒ ｃｏｎｄｅｎｓａｔｅ ｆｉｎｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ａｎｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｕｓｅ ｆｏｒ ｃｈｌｏｒｉｎｅ ｌｅａｋａｇｅ ａｎｄ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｂｏｉｌｅｒ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ，ｃａｔｉｏｎ ｅｘｃｈａｎｇｅｒ ａｍｍｏｎｉａｔｅｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｉｓ ｐｒｏｖｅｄ ｔｏ ｂｅ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ．Ｓｏｍｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｆｏｒ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｓｅｒｉｅｓ ｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｎｉｏｎ ｅｘｃｈａｎｇｅｒｓ ｗｅｒｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｉｒ ｃｏｏｌｉｎｇ；ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｃａｔｉｏｎ ｅｘｃｈａｎｇｅｒ；ａｍｍｏｎｉａｔｅｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ；ｃｈｌｏｒｉｎｅ ｌｅａｋａｇｅ￣ｒｅｎｅｗａｂｌｅ 随着电力技术和电力工业的不断发展，我国 ２存在问题 凝结水精处理阳、阴床同时运行近１个星期 发电机组不断地向高参数、大容量方向发展，因此 锅炉对给水品质的要求也越来越高。为了保证机 组安全运行，我国在亚临界及以上参数的机组基 后，阳床从Ｈ 型向ＮＨ／型转换，阳床实现氨型方 式运行，过程中出水Ｎａ含量有一升高过程（数据 显示从０．３ ｇ／Ｌ升至２．６ ｔ￣ｇ／Ｌ），几小时后，阴床 便发生严重的漏氯现象，此时炉水氯离子含量急 剧增大，短短几小时内可从５０ ｇ／Ｌ左右增至４５０ 本采用凝结水精处理系统，以除去凝结水中各种 杂质，确保给水品质符合要求，有效防止各受热 面和汽轮机的腐蚀、结垢、积盐。 １系统工艺概述 榆社电力有限责任公司３、４号机组为我国首 次投运３００ Ｍｗ直接空冷机组。安装有无锡华光 ｐｔｇ／Ｌ左右。同时，炉水氢电导率明显偏高，甚至严 重超标，锅炉的连续排污量加大后仍无法控制，严 重影响了机组的水质稳定。 锅炉股份有限公司制造的串联高速固定阳、阴床 中压凝结水精处理系统，每台机组配有２ｘ ５Ｏ％高 速阳床和２ｘ ５Ｏ％高速阴床。两台机组共有１套体 外再生设备，再生设备包括１台阳再生塔，１台阴 再生塔及１台阳树脂贮存塔、１台阴树脂贮存塔。 高速阳床和高速阴床使用树脂为德国Ｂａｙｅｒ公司 生产的大孔均粒树脂，阳树脂为ＬＥＷＡＴＩＴ ＭｏｎｏＰｌｕｓＳＰ１１２Ｈ，阴树脂为ＬＥＷＡＴＩＴ ＭｏｎｏＰｌｕｓＭＰ５００。阳树脂装载量为４ ０００ Ｌ，阴树 脂装载量为４ ０００ Ｌ。 ３原理分析 ３．１ 阳床氨化运行后，出口Ｎａ 含量增长的原因 根据阳离子交换树脂的选择性（Ｆｅ抖＞Ｃａ抖 ＞Ｆｅ。 ＞Ｃｕ。 ＞Ｍｇ。 ＞Ｋ ＞ＮＨ４＋＞Ｎａ ＞ Ｈ ），氢型阳树脂运行一段时间便转变为氨型，即 实现阳床的氨化运行。 Ｒ—Ｈ＋Ｎａ ∞Ｒ—Ｎａ＋Ｈ （阳树脂氢型方式 运行） 硫一 ￣１．５ 维普资讯 http://www.cqvip.com
增刊１ ２００７ 华北电力技术 ＮＯＲＴＨ ＣＨＩＮＡ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＰＯＷＥＲ ９９ 方式运行ＮＨ ＋Ｎａ 甘Ｒ—Ｎａ＋ＮＨ 阳树脂氨型 ５ 改进精处理出水水质措施 ） ～……一 ………一 ＮＨ一 ￣ｏ．７ 通过以上分析可以得知，阳床氨型方式运行， 阴床出水氯离子高的原因是：当阴床人口水中含 从以上平衡常数可以看出：氢型交换树脂对 有一定量的氯型阴树脂时，阴床进水ｐＨ高，平衡 泄漏的氯离子也就高。因此，要实现阳床氨型方式 运行，必须降低阴床中氯型阴树脂的含量，为此， Ｎａ 的交换能力明显高于ＮＨ 型交换树脂对Ｎａ 的交换能力，所以阳床氨化运行后，出口Ｎａ 含量 有增长的趋势。 ３．２阳床氨化运行后，阴床漏氯的原因 阳床氨化运行后，发生的离子交换反应如下： Ｒ—ＮＨ４￣Ｎａ 甘Ｒ—Ｎａ＋ＮＨ ＮＨ 进入阴床后，发生反应为ＮＨ＋４－ＯＨ一一 ＮＨ４ＯＨ 根据阴离子交换树脂的选择性（ＰＯｉ一＞ｓｏｌ一 ＞ＣＯ：一＞ＮＯ ＞Ｃ１一＞ＨＣＯ ＞ＣＨＯＯ一＞ ＣＨ。ＯＯ一＞Ｆ～＞ＯＨ一），所以，当阴床人口水含有 一定量的氯离子时，Ｒ—ＯＨ＋Ｃ１一ＣａＲ—Ｃ１４－ＯＨ一， 此时生成的Ｒ～Ｃｌ与ＮＨ ＯＨ发生如下反应： Ｒ—Ｃｌ＋ＮＨ ＯＨｅ＝￣Ｒ—ＯＨ４－ＮＨ Ｃ１（平衡向右 移动） 这便是导致阴床漏氯的原因。由于阴床出水 氯离子含量的升高，进入锅炉后，在炉水中浓缩造 成炉水氢电导率升高。 ４氨化运行的必要性 通过以上原理分析，明确了导致阴床漏氯的 原因有两个：阳床氨化运行和阴床中有氯型树脂。 阳床氨化的原因是凝结水加氨，因此，降低凝结水 的氨含量，也就是降低给水的ｐＨ，则精处理阴床 出水平衡泄漏的Ｃ１一含量也相应降低。但是，榆社 电厂属于直接空冷机组，且整个水汽系统为全铁 系统（高加合金钢、除氧器碳钢、低加不锈钢、空 冷凝汽器碳钢），降低给水ｐＨ会导致整个水汽系 统的腐蚀速率增加，凝结水的含铁量增加，这是非 常不利的。 阳床从Ｈ 型向ＮＨ＋型转换的过程中，阳树 脂交换容量的９０％以上都被ＮＨ＋消耗掉了，而随 后在给水系统中又需补充ＮＨ。，很不经济。因此， 为了不除去凝结水中的ＮＨ＋，降低运行费用，提 高运行经济性，凝结水精处理高速阳床采用氨化 运行是非常必要的。此外，阳床氨化运行还有延长 运行周期，减少再生酸碱耗、自用水量及废水排放 量，有利环保等优点。 可以采用以下措施改进精处理出水水质： （１）提高阴阳树脂再生剂的纯度。据有关资 料介绍，阳树脂再生后钠型树脂含量应小于 ０．０８Ｙｏｏ，阴树脂再生后氯型树脂含量应小于１％。 这就要求再生用的酸碱纯度高，尤其是碱的纯度， ＮａＣ１含量要低，因此，易采用离子膜碱（ＮａＣｌ含 量小于１００×１０一，即小于０．０１ ）。 （２）增加再生剂的用量。精处理树脂以氨型 方式运行时，树脂的再生剂量应该是氢型方式的 １．５～２倍。当高速阳床以氢型方式运行时，阳树 脂再生用酸量按ｌＯＯ ｇＨＣ１／Ｌ考虑；阴树脂再生用 碱量按１００ ｇＮａＯＨ／Ｌ考虑。当高速阳床以氨型方 式运行，阳树脂再生用酸量按１５Ｏ ｇＨＣ１／Ｌ考虑， 阴树脂再生用碱量按２００ ｇＮａＯＨ／Ｌ考虑。 （３）再生完成之后对阴阳树脂进行彻底清洗， 去除残余再生液体，在储存罐中冲洗至电导率小于１ ｔ￣Ｓ／ｃｍ；再转移至阴阳床后再次清洗３０～６Ｏ ｍｉｎ。 （４）高速阳床氨化运行后，当炉水氢电导率 上升至１．２ ｔ￣Ｓ／ｃｍ，阴床就应按失效退出运行，即 将阴床旁路只运行阳床。 （５）尽量使２套阳床或阴床同时再生投运，因 为１套阳床氨型运行后，阴床的进水ｐＨ就会升 高，阴床出水平衡漏Ｃｌ就会升高。 （６）为了避免阳床投运初期，阳树脂微孔中 存在的少量再生剂ＨＣ１进入锅炉，首先必须投运 阴床，即投运阳床时，阴床旁路系统必须关闭。 ６结束语 阳床氨化运行具有明显的优点，上述措施实 施后，运行情况良好。阳阴床同时投入运行后，将 炉水氢电导率控制在小于１．２ ｔ￣Ｓ／ｃｍ的范围内， 约１０天以后，炉水氢电导便超过这一数值，阳床 实现氨化运行，此时便将阴床旁路只运行阳床。阳 床再单独运行２０天左右，当阳床出口钠离子上升 至１．０ ｇ／Ｌ时，即认为阳床失效，将阳床也退出 运行，然后再同时再生。根据以上再生周期，４套 （下转第１０４页） 维普资讯 http://www.cqvip.com
１０４ 华北电力技术 ＮＯＲＴＨ ＣＨＩＮＡ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＰＯＷＥＲ 增刊１ ２００７ ４气水分离器的研究应用 ０ 少气体 动 中。 （１）内冷水处理主要目的是为了降低内冷水 ４・２ 毫翌 ；兄 ．。， ． 中的铜、 止Ｈ 器前后指 对 警 妻琶 回水系统加装气水分离 矗：。 磊 萎 坌苎竺 里 堡翌 ：．：。 …． ， 莒 标调 ， … 一～调每ｐ 与降 ～‘ … ． 阴、阳床设备每月耗酸量约为８．３ ｔ，耗碱量约为 ８．０ ｔ。在今后的工作中，我们要加强管理、定期检 查、跟踪分析，不断积累经验，努力寻求最佳运行 优化措施，使这套精处理系统的优越性能得到更 加充分的发挥。 收稿日期：２００７—０１—０９ 作者简介：李战朋，１９８５年毕业于北京电力高等专科学校化学 系，现任山西华能榆社电厂化水车间主任。