文章編號：2095-6835（2016）07-0077-02

摘 要：簡要分析了工程中凝結(jié)水精處理系統(tǒng)進(jìn)口的鐵含量，明確了凝結(jié)水啟動時(shí)鐵含量的來源、形態(tài)等，總結(jié)了凝結(jié)水精處理系統(tǒng)投運(yùn)和保證混床安全運(yùn)行的條件，以期為日后的相關(guān)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：凝結(jié)水精處理；鐵含量；濾芯；進(jìn)水水質(zhì)

中圖分類號：TK264.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.07.077

1 工程概況

越南翁安工程為新建工程，電廠規(guī)劃容量為4×600 MW，留有擴(kuò)建余地。一期工程建設(shè)2×600 MW亞臨界燃煤濕冷凝汽式機(jī)組，鍋爐為亞臨界汽包爐，發(fā)電機(jī)冷卻方式為水、氫、氫。該工程位于越南河津省奇英鎮(zhèn)，業(yè)主為越南國家石油公司（英文縮寫“PVN”），總承包方和施工單位均為越南機(jī)械安裝集團(tuán)公司（英文縮寫“LLM”）。在該工程中，我院設(shè)計(jì)的是汽機(jī)輔機(jī)島，汽機(jī)輔機(jī)島總包方為東方電氣國際合作有限公司（英文縮寫“DEC”）。

該工程中有關(guān)化學(xué)專業(yè)的設(shè)計(jì)內(nèi)容是一期的凝結(jié)水精處理系統(tǒng)，它包含凝結(jié)水精處理再生系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)。凝結(jié)水精處理系統(tǒng)的工作流程是：凝結(jié)水泵→前置過濾器→高速混床→軸封加熱器，它主要采用的是中壓凝結(jié)水精處理裝置，每臺機(jī)組各設(shè)3×Φ1 760 mm的前置過濾器和3×Φ3 000 mm的球型混床，每臺前置過濾器和混床出力均為50%的凝結(jié)水量。再生系統(tǒng)采用的是高塔式體外再生系統(tǒng)。

凝結(jié)水精處理系統(tǒng)主要是為每臺機(jī)組配置3×50%的前置過濾器和3×50%的混床，總計(jì)6臺前置過濾器和6臺混床。此外，還應(yīng)配置2臺機(jī)組公用的樹脂體外分離再生系統(tǒng)及其配套的輔助系統(tǒng)。

2 問題的提出

依據(jù)工程設(shè)計(jì)期間簽訂的《凝結(jié)水精處理技術(shù)協(xié)議》，該工程僅提供了一套啟動濾芯（1臺機(jī)組的3臺前置過濾器）。由于一號機(jī)組先于二號機(jī)組施工，所以，凝結(jié)水精處理廠家建議根據(jù)現(xiàn)場施工進(jìn)度，一號機(jī)組的精處理系統(tǒng)可以先使用啟動濾芯進(jìn)行調(diào)試，待二號機(jī)組的精處理系統(tǒng)建設(shè)完畢，可以將一號機(jī)組精處理系統(tǒng)中的啟動濾芯取出來安裝在二號機(jī)組精處理系統(tǒng)內(nèi)。但是，越方EPC總承包商基本沒有建設(shè)大型火力發(fā)電項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致工程建設(shè)和調(diào)試工期嚴(yán)重重疊，出現(xiàn)了二號機(jī)組精處理系統(tǒng)建設(shè)完畢急需啟動濾芯調(diào)試時(shí)，一號機(jī)組精處理系統(tǒng)仍然在使用啟動濾芯調(diào)試的問題。

在這種情況下，越方認(rèn)為，一號機(jī)組已經(jīng)經(jīng)過了一段時(shí)間的運(yùn)行和調(diào)試，凝結(jié)水的水質(zhì)已基本穩(wěn)定。因此，越方強(qiáng)烈要求將一號機(jī)組精處理系統(tǒng)內(nèi)的啟動濾芯取出用于二號機(jī)組精處理系統(tǒng)的調(diào)試工作中。但是，凝結(jié)水精處理廠家堅(jiān)持認(rèn)為，一號機(jī)組尚未進(jìn)行滿負(fù)荷試驗(yàn)，依然存在凝結(jié)水水質(zhì)劣化的可能性。同時(shí)，凝結(jié)水精處理廠家認(rèn)為，根據(jù)他們的經(jīng)驗(yàn)，機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷每增加50 MW，凝結(jié)水中的含鐵量將增加200～300 μg/L，所以，他們拒絕將啟動濾芯從一號機(jī)組精處理系統(tǒng)內(nèi)取出。

這樣，問題就產(chǎn)生了。在這種情況下，究竟能不能將啟動濾芯取出呢？

3 凝結(jié)水中鐵的來源和形態(tài)

要想分析和解決這個問題，就必須從凝結(jié)水中鐵的來源和形態(tài)等方面入手。

在機(jī)組運(yùn)行的過程中，凝結(jié)水中的鐵主要來自2處：①基建期間，混入熱力系統(tǒng)管道中的各種雜質(zhì)，主要是混入熱力系統(tǒng)管道中的各種砂石；管道等貯存不當(dāng)使得管道內(nèi)部被腐蝕；焊接等工作遺留在管道內(nèi)的焊渣等雜質(zhì)。②建設(shè)完畢后，熱力系統(tǒng)管道在自然條件下自發(fā)形成的腐蝕產(chǎn)物。

機(jī)組運(yùn)行期間，熱力系統(tǒng)中的管道必須經(jīng)過冷態(tài)清洗和熱態(tài)清洗，這樣凝結(jié)水的水質(zhì)才能達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。在此過程中，經(jīng)過冷態(tài)清洗和熱態(tài)清洗后，凝結(jié)水中的鐵主要呈現(xiàn)以下幾種形態(tài)：①懸浮鐵。這部分鐵以懸浮物的形式存在于清洗后的凝結(jié)水中，其主要來自熱力管道內(nèi)壁上的腐蝕產(chǎn)物。在冷態(tài)清洗和熱態(tài)清洗時(shí)，利用水的沖擊作用，腐蝕產(chǎn)物會破碎，而沖洗下來的鐵銹會成為不溶于水的懸浮物。②膠體鐵。這部分鐵是以膠體鐵的形式存在于凝結(jié)水中。③鐵離子。這部分鐵是以鐵離子的形式存在于凝結(jié)水中，它主要是在清洗熱力管道時(shí)，內(nèi)壁上的腐蝕產(chǎn)物會部分溶解于清洗水中，呈離子態(tài)，以Fe3+為主。

雖然凝結(jié)水中鐵的形態(tài)多，但是，在實(shí)際工程中，用來評價(jià)凝結(jié)水含鐵量的為總鐵。

4 凝結(jié)水中鐵的危害

當(dāng)機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，如果凝結(jié)水中的含鐵量過高，就會在鍋爐內(nèi)熱負(fù)荷高的部位生成氧化鐵垢。嚴(yán)重的積垢會導(dǎo)致鍋爐爆管。

在機(jī)組運(yùn)行的過程中，經(jīng)過清洗，凝結(jié)水中的含鐵量會很高，最高可以達(dá)到4 mg/L。因此，在凝結(jié)水水質(zhì)比較差、含鐵量較高的情況下可以不回收直接排放。

5 對進(jìn)水水質(zhì)的要求

機(jī)組啟動初期，凝結(jié)水水質(zhì)較差，不符合凝結(jié)水精處理對進(jìn)水水質(zhì)的要求，所以，必須經(jīng)過必要的沖洗，待凝結(jié)水的水質(zhì)符合要求且穩(wěn)定時(shí)，才能夠投運(yùn)凝結(jié)水精處理系統(tǒng)。凝結(jié)水精處理系統(tǒng)對進(jìn)水水質(zhì)中的含鐵量有很高的要求。這是因?yàn)?，混床中的樹脂可能會被凝結(jié)水中的鐵污染。凝結(jié)水精處理系統(tǒng)的所有設(shè)計(jì)、運(yùn)行均以混床系統(tǒng)為核心，而配置前置過濾器系統(tǒng)的目的是讓機(jī)組能夠盡早啟用整個凝結(jié)水精處理系統(tǒng)，縮短機(jī)組的啟動時(shí)間，提升機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

機(jī)組剛啟動時(shí)，凝結(jié)水中的含鐵量很高。在機(jī)組剛剛啟動的幾個小時(shí)內(nèi)，凝結(jié)水中的含鐵量甚至可能達(dá)到4 mg/L。但是，經(jīng)過熱力系統(tǒng)的冷態(tài)水沖洗和熱態(tài)水沖洗后，凝結(jié)水中的含鐵量會持續(xù)下降。當(dāng)含鐵量低于特定值時(shí)，可以啟動整個凝結(jié)水精處理系統(tǒng)。

根據(jù)現(xiàn)行的電力行業(yè)凝結(jié)水精處理設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)，在機(jī)組啟動的過程中，當(dāng)凝結(jié)水中的含鐵量小于1 000 μg/L時(shí)，可以投入管式過濾器。對于有前置過濾的凝結(jié)水精處理系統(tǒng)，當(dāng)凝結(jié)水中的含鐵量降至1 000 μg/L以下時(shí)，其可以投入運(yùn)行；對于裸混床系統(tǒng)，當(dāng)凝結(jié)水中的含鐵量降至500 μg/L以下時(shí)，其可以投入運(yùn)行。根據(jù)相關(guān)資料可知，對于強(qiáng)酸性陽樹脂，為了防止樹脂被水中的鐵污染，進(jìn)水中的含鐵量應(yīng)小于0.3 mg/L。在這些標(biāo)準(zhǔn)和資料中，對離子交換樹脂進(jìn)水中的含鐵量有一定的規(guī)定。在實(shí)際運(yùn)行過程中，只要保證離子交換設(shè)備進(jìn)口水中的含鐵量小于規(guī)定值，即可保證離子交換樹脂不被鐵污染。

6 分析問題和解決方法

該工程凝結(jié)水精處理系統(tǒng)內(nèi)部的混床前設(shè)置了3×50%的可反洗的前置過濾器。在工程運(yùn)行的過程中，只要前置過濾器可以保證混床進(jìn)水中含鐵量在300～500 μg/L的范圍內(nèi)或以下，即可保證凝結(jié)水精處理混床的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，并有效避免混床中的樹脂被鐵污染。

根據(jù)現(xiàn)場反饋數(shù)據(jù)可知，經(jīng)過將近一年的調(diào)試和試運(yùn)行，工程1號機(jī)組凝結(jié)水精處理進(jìn)口的總含鐵量最高值已經(jīng)下降到450 μg/L以下。目前，現(xiàn)場的條件滿足裸混床系統(tǒng)的投運(yùn)條件。在機(jī)組啟動的情況下，凝結(jié)水中的鐵主要是是懸浮態(tài)的固體鐵銹。根據(jù)工程《凝結(jié)水精處理技術(shù)協(xié)議》，前置過濾器必須能夠接受含有1 000～2 000 μg/L的懸浮固體的凝結(jié)水水質(zhì)。

由此可知，廠家所說的“機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷每增加50 MW，凝結(jié)水含鐵量將增加200～300 μg/L”的說法并不成立。在機(jī)組啟動初期，隨著清洗流量的增加或許會發(fā)生這種情況。但是，該工程1號機(jī)組已經(jīng)運(yùn)行了接近一年，熱力系統(tǒng)管道內(nèi)部的鐵銹等污染物已經(jīng)被沖洗干凈。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷增加時(shí)，由于給水pH值偏低，鍋爐管壁會被腐蝕，但是，這種腐蝕會導(dǎo)致凝結(jié)水中的含鐵量增加，與啟動時(shí)清洗水中的含鐵量不是一個數(shù)量級別的。因此，啟動濾芯完全可以移除，1號機(jī)組的3臺前置過濾器可以立即將啟動濾芯取出，并換裝運(yùn)行濾芯運(yùn)行。

7 結(jié)論

經(jīng)過詳細(xì)的論證得出了以下結(jié)論：①在機(jī)組啟動、凝結(jié)水中的含鐵量小于1 000 μg/L時(shí)，可以整體投運(yùn)凝結(jié)水精處理系統(tǒng)；②對于有前置過濾器的凝結(jié)水精處理系統(tǒng)，經(jīng)過過濾，凝結(jié)水中的含鐵量降至300～500 μg/L的范圍內(nèi)或以下，即可保證凝結(jié)水精處理混床的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，避免混床中樹脂被鐵污染；③在機(jī)組正常運(yùn)行的過程中，由于熱力系統(tǒng)的管道被腐蝕，凝結(jié)水中含鐵量的增加值比較小，這個數(shù)值與機(jī)組啟動清洗過程中的含鐵量沒有可比性。

綜上所述，凝結(jié)水精處理廠家堅(jiān)持的觀點(diǎn)毫無科學(xué)依據(jù)。究其根本原因是該廠家對其提供的前置過濾器啟動和運(yùn)行濾芯的性能沒有信心。最終，越方將1號機(jī)組前置過濾器內(nèi)部的啟動濾芯更換為正式運(yùn)行的濾芯。

8 經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)

工程供啟動和運(yùn)行的濾芯均為凝結(jié)水精處理廠家自己外購的產(chǎn)品，產(chǎn)品性能連廠家都不能保證，因此，建議后期工程應(yīng)使用性能可靠的產(chǎn)品。另外，國際工程對設(shè)計(jì)人員的素質(zhì)有較高的要求，所以，設(shè)計(jì)人員除了要精通系統(tǒng)設(shè)計(jì)、布置等內(nèi)容外，還應(yīng)該掌握其內(nèi)部各個部件、材料的使用性能。

參考文獻(xiàn)

[1]國家能源局.DL/T 333.1—2010 火電廠凝結(jié)水精處理系統(tǒng)技術(shù)要求（第1部分：濕冷機(jī)組）[S].北京：中國電力出版社，2010.

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作者簡介：姚軍（1982—），碩士，工程師。

〔編輯：白潔〕