余熱鍋爐及水處理的探討

電力設(shè)備余熱鍋爐及水處理的探討郁寶興（京薩電力r程有限公司，北京市，uxxm）燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)中使用的余熱鍋爐，壓力篼，數(shù)童-般有2~3個，水處理技術(shù)較復(fù)雜這種余熱鍋爐的化學(xué)水處理包括鍋爐補(bǔ)給水處理、凝結(jié)水處理、化學(xué)加藥處理和汽水取樣系統(tǒng)。對鍋爐補(bǔ)給水的水處理有3種系統(tǒng)可供選擇，應(yīng)對不同的系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定采用哪種系統(tǒng)。凝結(jié)水的水處理應(yīng)按冷卻水質(zhì)量、余熱鍋爐的型式及參數(shù)、汽水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、凝汽器結(jié)構(gòu)及管材等因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較及經(jīng)濟(jì)核箅后確定。

　　燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)余熱鍋爐水處理國內(nèi)今后應(yīng)用單循環(huán)或聯(lián)合循環(huán)的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電會逐漸增多，而燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電具有熱效率篼的優(yōu)點(diǎn)，因此，它是燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電的重點(diǎn)。

　　燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電在國內(nèi)是新技術(shù)，其余熱鍋爐的水處理也是一項(xiàng)新技術(shù)。對化學(xué)水處理和爐內(nèi)汽水的化學(xué)工況，有許多新H題需進(jìn)一步研究。

　　余熱鍋爐過去多用于化工或制造業(yè)中壓力較低的廢熱回收，鍋爐壓力約為3.43MPa.此時的水處理技術(shù)較簡單，一般采用水的軟化處理即可。

　　燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)中，余熱鍋爐的操作壓力較篼，組成復(fù)雜，有2個或3個汽包，并且每個汽包在不同的壓力下運(yùn)行。

　　燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)屮，余熱鍋爐爐內(nèi)的汽水化學(xué)況與常規(guī)的工業(yè)鍋爐不同，它的水處理技術(shù)較復(fù)雜。該鍋爐補(bǔ)給水的處理包括反滲透除鹽系統(tǒng)、陽、陰離子除鹽系統(tǒng)，并要對凝結(jié)水進(jìn)行處理。

　　1聯(lián)合循環(huán)余熱鍋爐的運(yùn)行特點(diǎn)1.1汽包組成、運(yùn)行壓力和鍋爐排污燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)中的余熱鍋爐有2個或3個汽包，每個汽包分在不同的壓力F運(yùn)行u如鍋爐為3個汽包的組合，則有1個篼壓汽包、1個屮壓汽包，1個低壓汽包。除低壓蒸汽汽包生成的低壓蒸汽不進(jìn)人汽輪機(jī)而進(jìn)人除氧器外，高、中壓汽包都向汽機(jī)供汽。對仟何類型的鍋爐，如汽水分離器或汽包水位存在故障，均會產(chǎn)生嚴(yán)重的化學(xué)損傷；對于多汽包組成的余熱鍋爐，問題會更嚴(yán)重。此外，為了節(jié)約用水和傳能，燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)中余熱鍋爐的排污方式為從上一級汽包排至下一級汽包，這樣在某汽包中進(jìn)行化學(xué)調(diào)整會影響其他汽包。

　　1.2水冷壁管數(shù)置在常規(guī)余熱鍋爐中僅有1排水冷壁管，在燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)中的余熱鍋爐則有數(shù)排鰭片管。由于管子周圍均能吸收熱童，不存在常規(guī)余熱鍋爐水冷壁管的“熱側(cè)/冷側(cè)”工況。另一方面，燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)余熱鍋爐的煙氣流向中，第1排鰭片管處的熱通量與最后一排鰭片管處的熱通量不N，啟動時差別更大。通常，煙氣流中的第1排鰭片管相當(dāng)于上升管，最后一排鰭片管相當(dāng)于下降管。然而在鍋爐啟動的溫度上升階段，由于尚未向汽機(jī)供汽，最后一排鮪片管中的煙氣流向可能反向，使它相當(dāng)于上升管。

　　由于煙氣流向的變化，因此，要求鍋爐中非揮發(fā)性的化學(xué)成分濃度應(yīng)該很低，這可使管壁上產(chǎn)生的沉淀最少。

　　1.3除在燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)余熱鍋爐中，除氧器是低壓蒸汽汽包的重要組成部分。通常，低壓蒸汽汽包生成的低壓蒸汽進(jìn)入除氧器，以提篼給水和補(bǔ)給水的溫度，作為高壓鍋爐給水泵的給水。為了節(jié)約投資，一般不設(shè)置啟動備用鍋爐，以便在啟動時向除氧器提供蒸汽。

　　如果低壓鍋爐與除氧器系統(tǒng)的出口通向大氣，停機(jī)、停爐時，水箱內(nèi)的水要吸收氧氣，溶于水中的氧氣會引起聯(lián)合循環(huán)余熱鍋爐發(fā)生點(diǎn)蝕和疲勞腐蝕。

　　1.4直流余熱鍋爐因?yàn)橹绷饔酂徨仩t沒有汽包，也沒有省煤器、蒸發(fā)器、過熱器，在水流過管束時，水-汽分界面的位置取決于水吸收的熱量、流量、和壓力。

　　1.S余熱鍋爐的調(diào)峰運(yùn)行燃?xì)廨啓C(jī)可設(shè)計為頻繁啟停，帶尖峰負(fù)荷運(yùn)行，在今后的形勢下，頻繁啟停、帶尖峰負(fù)荷運(yùn)行會經(jīng)常出現(xiàn)。但余熱鍋爐的許多問題與機(jī)組的頻繁啟停有關(guān)，余熱鍋爐很難適應(yīng)頻繁啟停、帶尖峰負(fù)荷運(yùn)行的狀態(tài)，這種運(yùn)行狀態(tài)會使余熱鍋爐引起較大的熱應(yīng)力和產(chǎn)生化學(xué)腐蝕。

　　機(jī)組的頻繁啟停、帶尖峰負(fù)荷運(yùn)行會引起嚴(yán)重的氧點(diǎn)蝕、熱應(yīng)力，會引起熱疲勞、腐蝕疲勞。這些問題在余熱鍋爐開始運(yùn)行時就可能出現(xiàn)，使維修頻繁，且費(fèi)用篼。

　　直流余熱鍋爐由于沒有汽包，因此，有助于改進(jìn)余熱鍋爐適應(yīng)機(jī)組頻繁啟停、帶尖峰負(fù)荷運(yùn)行的性能。在余熱鍋爐中，壁厚和對熱反應(yīng)滯后的汽包是機(jī)組頻繁啟停、帶尖峰負(fù)荷運(yùn)行時最薄弱的環(huán)節(jié)。

　　2余熱鍋爐運(yùn)行指標(biāo)余熱鍋爐水-汽系統(tǒng)中，運(yùn)行關(guān)鍵為補(bǔ)給水水源、返回的凝結(jié)水和鍋爐汽包。余熱鍋爐的化學(xué)運(yùn)行指標(biāo)如表1所示。

　　表2列出了為了控制NO，噴入燃?xì)廨啓C(jī)的水的水質(zhì)合格指標(biāo)。水中的鈉和鉀會與排氣中的氧化硫化合，生成硫酸鹽，硫酸鹽對燃?xì)廨啓C(jī)的葉片有腐蝕性。

　　表1余熱鎘爐化學(xué)運(yùn)行指標(biāo)化學(xué)運(yùn)行指標(biāo)給水凝結(jié)水爐水蒸汽補(bǔ)給水電導(dǎo)串/陽離子電導(dǎo)率/二氧化硅的取決于質(zhì)撤分?jǐn)?shù)壓力鈉離子的質(zhì)董分?jǐn)?shù)鐵離子的質(zhì)董分?jǐn)?shù)溶解氧的質(zhì)董分?jǐn)?shù)注：適用于全鐵金屑水-汽系統(tǒng)，對混合性的金水-汽系統(tǒng)pH值為8.表2入燃?xì)廨啓C(jī)中的合格水質(zhì)指標(biāo)參數(shù)水蒸汽電導(dǎo)率/（ecm二氧化硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)鈉離子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)3聯(lián)合循環(huán)余熱鍋爐的水處理3.1鍋爐補(bǔ)給水處理氧化硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)<20xl09.根據(jù)火力發(fā)電廠化學(xué)水處理設(shè)計技術(shù)規(guī)定（SDG―85）（簡稱水處理規(guī)定，下同）可知，原水經(jīng)預(yù)處理后，在滿足進(jìn)入離子交換器的要求后，經(jīng)一級陽、陰離子交換器處理，再經(jīng)陽、陰混合離子交換器或相當(dāng)?shù)南到y(tǒng)處理，其出水水質(zhì)可滿足上述要求；又根據(jù)工業(yè)用水軟化除鹽設(shè)計規(guī)范（GB109-87）可知，原水經(jīng)預(yù)處理后，在滿足進(jìn)入電滲析器或反滲透器的進(jìn)水要求后，經(jīng)電滲析處理，再經(jīng)二級陽、陰混合離子交換器處理，其出水水質(zhì)可滿足上述要求；或經(jīng)反滲透或電滲析處理，經(jīng)一級陽、陰離子交換器處理，再經(jīng)一級陽、陰混合離子交換器處理，其出水水質(zhì)可滿足上述要求。究竟采用何種系統(tǒng)，需通過對不同系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。

　　鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)的出力可按鍋爐蒸發(fā)量，正常汽水損失、啟動和事故損失、排污損失和特殊要求的補(bǔ)充水量等進(jìn)行計算。由于直流余熱鍋爐沒有汽包，也沒有排污系統(tǒng)，因此，鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)的出力比汽包余熱鍋爐略小。

　　余熱鍋爐及水處理的探討3.2凝結(jié)水處理是否采用凝結(jié)水處理應(yīng)從冷卻水質(zhì)量、余熱鍋爐的型式及參數(shù)、汽水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、凝汽器結(jié)構(gòu)及管材等因素考慮，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較及核算后確定。確定原則可水處理規(guī)定中“汽輪機(jī)組的凝結(jié)水精處理”考慮。即：由高壓汽包余熱鍋爐供汽的汽輪機(jī)組以海水冷卻時或由超高壓汽包余熱鍋爐供汽的汽輪機(jī)組以海水或苦咸水冷卻時，可考慮設(shè)置凝結(jié)水處理裝置。

　　由亞臨界汽包余熱鍋爐供汽的汽輪機(jī)組，每臺機(jī)組宜裝設(shè)1套能處理全部凝結(jié)水的精處理裝置。

　　由直流余熱鍋爐供汽的汽輪機(jī)組，每臺機(jī)組宜裝設(shè)1套能處理全部凝結(jié)水的精處理裝置。必要時應(yīng)考慮設(shè)置除鐵設(shè)施。

　　3.3化學(xué)加藥處理余熱鍋爐的加藥處理與常規(guī)鍋爐不同。例如，可以推薦加入絡(luò)合劑或聚合物以絡(luò)合腐蝕產(chǎn)物，將它們維持在溶解狀態(tài)。這類加藥處理適用于具備連續(xù)排污去除腐蝕產(chǎn)物的排污總管式常規(guī)工業(yè)鍋爐。在余熱鍋爐中，篼壓汽包的排污是排入中壓汽包。

　　因此，任何從汽包排出的懸浮腐蝕產(chǎn)物，不是排出系統(tǒng)而是排到下游設(shè)備中，從而在較低壓力的汽包中可能會產(chǎn)生問題；另一方面，余熱鍋爐需要頻繁起停、帶尖峰負(fù)荷運(yùn)行的特點(diǎn)更可能引起余熱鍋爐偶然排污，偶然排污則無法排除懸浮污染物。

　　如果欲采用標(biāo)準(zhǔn)的磷酸鹽處理，余熱鍋爐應(yīng)采用低磷酸鹽處理。另外，平衡磷酸鹽處理、全揮發(fā)性處理、充氧處理均能成功地應(yīng)用于余熱鍋爐。這些處理方法在給水和爐水中加入了一些化學(xué)藥品，因此對鍋爐補(bǔ)給水和返回凝結(jié)水的質(zhì)量要求較篼，以保證篼質(zhì)量的給水。

　　直流余熱鍋爐的化學(xué)加藥處理以前采用全揮發(fā)性處理，但全揮發(fā)性處理正在被充氧處理所代替。

　　3.4汽水取樣系統(tǒng)余熱鍋爐水-汽系統(tǒng)中，每個鍋爐的汽包是運(yùn)行控制點(diǎn)之一。

　　燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)中，余熱鍋爐的排污一般從上一級汽包排至下一級汽包。因此，在某一汽包中的化學(xué)調(diào)整會影響其他汽包。所以，各個余熱鍋爐的汽包均要安裝1套獨(dú)立的在線化學(xué)分析儀表進(jìn)行監(jiān)視。

　　4結(jié)論4.1燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)中，余熱鍋爐對水處理技術(shù)要求較高。余熱鍋爐的水處理包括該鍋爐補(bǔ)給水的處理、凝結(jié)水處理和化學(xué)加藥處理。

　　4.2鍋爐補(bǔ)給水處理可采用3種辦法：預(yù)處理，離子交換器、一級陽陰離子交換器、陽陰混合離子交換器處理；還可經(jīng)預(yù)處理、電滲析處理、二級陽陰混合離子交換器處理；或經(jīng)反滲透處理，經(jīng)一級陽、陰離子交換器，再經(jīng)一級陽、陰混合離子交換器處理。究竟采用何種系統(tǒng)，應(yīng)根據(jù)應(yīng)用場合的要求，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。

　　4.3在燃汽輪機(jī)組中，當(dāng)由篼壓汽包余熱鍋爐供汽，以海水冷卻；或由超篼壓汽包余熱鍋爐供汽，以海水或苦咸水冷卻；或由亞臨界汽包余熱鍋爐供汽；或由直流余熱鍋爐供汽時可考慮設(shè)置凝結(jié)水處理裝置。

　　4.4余熱鍋爐的加藥處理可以加入絡(luò)合劑或聚合物以絡(luò)合腐蝕產(chǎn)物，將它們維持在溶解狀態(tài)；還可以采用低磷酸鹽處理、平衡磷酸鹽處理、全揮發(fā)性處理、充氧處理，但此時對鍋爐補(bǔ)給水和凝結(jié)水的質(zhì)量要求較篼。

　　（責(zé)任編輯：王蘋志）（上接第40頁）空索道。因此，需要制定一套適用于架空索道的新工藝，這個工作現(xiàn)已完成。此外，利用架空索道進(jìn)行不停電跨越施工所采取的安全措施也與原有的安全措施不盡相同，所以，我們又針對利用架空索道進(jìn)行不停電跨越施工的特點(diǎn)制定了與之相適應(yīng)的安全措施。

　　總之，利用Kevlar繩作為架空索道承載繩進(jìn)行不停電跨越施工做了較全面的研究，制做出施工設(shè)備，制定出施工工藝，成功地完成了靜載試驗(yàn)和現(xiàn)場模擬試驗(yàn)，但還未在實(shí)際工程中應(yīng)用。所以，現(xiàn)階段還屬于研究、試用階段，相信經(jīng)過不斷地改進(jìn)、完善，這種新的不停電跨越施工方法會在輸電線路施工中廣泛應(yīng)用。