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高参数大容量火力发电厂对机组补给水的质量要求极为严格,它的主要指标为导电度(25℃)≤0.2μS/cm(争取≤0.15μS/cm)、ρSiO2≤20μg/L(争取≤15μg/L)。目前各大型火电厂除盐制水系统出水电导率基本都维持在0.10μS/cm以下。但是除盐系统的出水合格是一回事,补充进入机组的除盐水是否合格却是另一回事。因为除盐水经敞口水箱储存,缓冲性极小的高纯水极易受空气中的CO2二次污染,其实际电导率波动范围随着季节的变化大多在0.3～0.5μS/cm之间,少数可达0.6～0.9μS/cm,显然此值已严重超标,给机组水处理带来了不少困难,以往不少电厂曾采用多种治理措施,但均因各种交叉因素干扰,收效甚微。1水箱密封工艺历史回顾回顾除盐水箱的密封历史,大抵有以下几种形式:(1)泡沫塑料浮顶该工艺原是在宝钢自备电厂除盐水箱上采用,系引进日本技术,效果很理想,曾有少数电厂仿效过。但该工艺对水箱筒体园度、垂直度、上下内径偏差及光滑度要求十分严格,不然无法使泡沫浮顶能自如随水位上下浮动,以防止假水位并防止浮顶卡住撕破。国内机组所配套的除盐水箱,很难满足上述要求,大多数电厂无法实现这一密封技术。(2)节能塑料球密封该工艺最早用在盐酸储槽上,以防止酸雾挥发,具有一定效果。后来伸引到除盐水箱的密封。然而,国内除盐水箱的进水大多从上而下,当水流直下时不时冲撞水面,导致水位波动,造成塑料小球无规则翻滚,因而很难隔绝空气,加上当初溢水口未装滤球网,水位上升至溢水口,大量浮球随水流逃逸流入地沟。因此该工艺并不成功,且效果不佳,后逐遭淘汰。(3)橡胶气囊浮顶该工艺原理与上述第一种类同;由于胶囊长期使用老化龟裂,对水箱形状要求亦很严格,加上气囊内充气压力降低,气囊上下浮动易受阻,另外,水箱体积庞大,大型气囊加工工艺较复杂,尽管国内有少数进口机组采用,但国内设备未闻有使用者。(4)充氨密封该方法采用压力充氨在水箱气液两相合理分配来维持水箱液面上的压力与大气压平衡,一方面除盐水得以碱化,另一方面防止了空气污染。该工艺要求供氨调节阀能精确自动控制,故该法也难于推广。国内有少数工程采用过类似上述工艺的密封方式,但均因充氨无法适当控制而遭淘汰。2除盐水箱碱化吸收密封工艺现介绍洛河电厂采用的碱化吸收密封工艺原理及流程。当水箱处于负压时,空气经过吸气口进入体积为1m3的碱液箱(见图1),经氢氧化钠溶液中和除去其中的CO2后进入除盐水箱;而当水箱进水处于微正压时,水箱内的气体经逆止阀排出,使水箱内压力始终保持与大气压力平衡,确保除盐水箱储水、供水的正常运行,从而防止了大气中CO2对除盐水箱的污染。其流程为:水箱进入的大气经NaOH溶液中和去除CO2,并洗涤尘埃和其它酸性气体。水箱溢流口采用U型密封,使水箱维持全封闭运行。在水箱溢流管适当位置,接一三通,装上动作灵敏可靠的反向空气逆止阀(即水箱负压时逆止阀关闭,正压时开启)。图1除盐水箱密封示意图(1)设计参数的确定1)碱箱体积,碱液合理高度与CO2被中和吸收率的关系;2)被吸入空气的体积流量、流速与除盐水箱出水流量对应关系;3)负压止回阀与碱液除碳器内空气小孔分布匹配诸要素。(2)设计目标为了使除盐水免受空气中CO2污染,确保向机组供应合格的除盐水(DD≤0.2μS/cm),设计中除盐水箱加装呼吸器后,当水箱进水电导率不大于0.15μS/cm时,除盐水箱出水电导率不大于0.2μS/cm;同时确保在机组大流量补水时,或水箱静置7天的条件下,碱液除碳器工作正常,除盐水箱出水导电度仍不大于0.2μS/cm。经国家热工研究院与洛河电厂共同在试验室内经几个月的模拟试验后,找到了适合现场的应用参数,随后进行设备选型、制造和安装,热工院负责监造供货及调试。经一个月的现场调试,获得了满意的效果。3水箱密封前后效果对比(1)除盐水箱出水电导率改造后的除盐水箱投运后,进行了连续考核试验,每2h记录一次数据(表1为简化后的试验数据),可以看出:当除盐水箱进水电导率为0.06～0.1μS/cm时(一般不大于0.15μS/cm),在动态状况下(水箱进出水同步),完全能向机组补充电导率合格的除盐水。表1除盐水箱密封前后的除盐水箱进出除盐水电导率μS·cm-1很显示,密封后出水电导率大幅度下降,其差值最佳的可达0.1μS/cm。(2)机组给水氨含量洛河电厂机组给水pH值控制系采用二级自动加氨,在自动加氨控制条件(给水pH)没有改变的情况下,对除盐水箱密封前后的1号机组水pH值、氨含量分析数据进行了比较(详见表2和图3),可以看出,在除盐水箱密封系统投运前后的机组给水pH基本保持不变的情况下,改造后的除盐水箱内储存的除盐水受大气的污染有了很大的改善,除盐水中CO2的含量达到了有效控制,但还可进一步下降,因为理论上纯水若无CO2污染,将其pH值从6.5～6.8提高到8.5时,加氨0.06mg/L即可,将pH提高到8.8～9.3只需加氨0.2～0.7mg/L即可,而表2中的加氨量较这一理论值要大很多,当然二次加氨量的不正常上升,亦可能为净凝水箱遭受空气污染而造成。因此净凝水箱的密封运行也是必要的。图2除盐水箱密封前后的1号机给水pH、氨含量变化情况图表2除盐水箱密封前后的1号机给水pH、氨含量情况对照组mg·L-1纯水若不受CO2污染,只需加入微量氨便可控制其pH值,从而减少铜合金的腐蚀。实践表明,发电厂低压给水只要将pH值从6.0～6.5提高到8.0～8.5时,铜合金即处于基本的钝化状态。6结论(1)大型除盐水箱经采用碱液密封改造后,可向机组提供合格的除盐水。(2)该方法系统简单,运行可靠,维护量小,投资少而效益高。(3)该方法除防止空气中CO2污染外,也可同样推广到大机组凝结水处理净凝水箱的密封,经完善后亦可运用于发电机氢内冷水箱的密封。