超临界凝结水精处理水质控制

超（超）临界凝结水精处理水质控制西安热工研究院有限公司柯于进按DL/T912-2005《超临界火力发电机组水汽质量标准》要求，超（超）临界机组直流锅炉凝结水精处理系统出水水质应该满足表1。表1、经过凝结水处理装置后水的质量标准项目氢电导率（25ºC）S/cm二氧化硅g/L铁g/L铜g/L钠g/L氯离子（１）g/L挥发处理加氧处理标准值0.150.12≤10≤5≤2≤3≤3期望值0.100.10≤5≤3≤1≤1≤1(1)根据实际运行情况不定期抽查GB/T12145-2008规定凝结水精处理出水水质如表2：表2过热蒸汽压力MPa氢电导率（25ºC）钠铜铁二氧化硅S/cmg/L标准值期望值标准值期望值标准值期望值标准值期望值标准值期望值≥18.3≤0.15≤0.10≤3≤3≤2≤1≤5≤3≤10≤10对比表1和表2，DL/T912－2005较GB/T12145-2008更加严格。为控制汽轮机湿蒸汽区(PTZ)的腐蚀，EPRI规定最新蒸汽极限值如表3：表3OTAVTPC(L)CTPC(H)Na、Cl、SO4(g/kg)22223CC(S/cm)0.150.20.20.30.3图1为几种常见蒸汽杂质经过超临界机组汽轮机时的溶解度（EPRI）按图蒸汽中氯化钠浓度在1g/kg就超过低压缸第一级溶解度。国内投产超临界机组检修发现普遍问题是低压缸湿蒸汽区腐蚀问题，分析杂质主要成份是氯化钠，有些控制不当的机组还有氢氧化钠，因此严格控制凝结水精处理出水钠离子和氯离子含量满足DL/T912－2005的期望值即小于1g/L是必要的。原则上，钠离子可以用在线钠表来检测，氯离子则需要用离子色谱来检测，但是电厂都没有在线离子色谱，有的实验室配备了离子色谱，运行也不正常，所以通过监测氢电导率来监测。一般凝结水精处理系统安装的监督仪表包括：每台混床一台氢电导率表、一台钠表，混床公用一台硅表，精处理总出口有一块氢电导率表，有的机组每台混床安装有pH表。由于纯水pH表的不准确性，并且精处理取样系统一般无冷却、恒温系统，以及仪表维护问题，精处理仅仅电导率表比较可靠。25℃下，1g/L氯离子对应氢电导率为0.012S/cm，所以当精处理混床出水氢电导率小于0.068S/cm其氯离子含量肯定小于1g/L。实际混床出水除了氯离子外，还有约1g/L甲酸根和乙酸根，对应的氢电导率分别为0.009S/cm和0.007S/cm，也就是说精处理氢电导率小于0.084S/cm，氯离子应该小于1g/L，而氢电导率在0.1S/cm，氯离子超过2g/L。因此如果以氢电导率作为精处理混床实际控制指标，为了控制氯离子小于1g/L，氢电导率应该小于0.084S/cm。混床以氢型方式运行时，出水钠离子和氯离子都小于1g/L，当开始漏铵时，由于树脂分离和再生的不彻底，则钠离子或氯离子泄漏量将超过1g/L。假设混床由于漏铵造成精处理出水直接电导率为0.3S/cm，则其对应铵含量约为20g/L，pH值为8.0.阳树脂以铵型方式运行交换平衡：Na++RNH4⇔RNa+NH4+平衡常数即选择系数NaNHK4为：NaNHK4＝]][[]][[44NaRNHNHRNa对于大孔型凝结水精处理阳树脂，选择系数NaNHK4约为0.8，NH4+离子浓度为1.18mol/L，所以出水平衡钠离子含量为：[Na+]==33.93×][][4RNHRNa(g/L)按上式，当精处理出水钠离子含量为1g/L，阳树脂中钠型树脂的含量应该小于2.9%。一般电厂树脂再生后，能够达到钠型树脂小于2%，因此控制出水电导率小于0.3S/cm，就可保证出水钠的泄漏量小于1g/L。出水pH值为8.0,混床氯离子平衡泄漏量：Cl-+ROH⇔RCl+OH-ClOHK=]][[]][[ClROHOHRCL选择系数ClOHK约为22，混床氢型方式运行的出水pH约为8，OH-离子浓度为1×10-6mol/L，所以出水氯离子含量为：[Cl-]=1.6×][][ROHRCl(g/L)按上式，当精处理出水氯离子含量为1g/L，阴树脂中氯型树脂的含量应该小于38.5%。一般电厂树脂再生后，达到氯型树脂小于5%，也就是说控制出水电导率小于0.3S/cm，保证出水氯离子的泄漏量小于1g/L。综上所述，凝结水精处理混床控制方式如果是按现有仪表配置控制，应该保证钠表和氢电导率表的准确性，控制氢电导率小于0.084S/cm.，钠离子小于1.0g/L。如果是控制直接电导率，则控制直接电导率小于0.3S/cm，也能保证其氯离子和钠离子含量小于1g/L。下面2张图为平凉电厂实测结果（再生为高塔法）图8.11、#1混床氢型及铵化过程出水水质(进口Na+:3.3~5.5μg/L,Cl-:0.3~1.7μg/L,出水氢电导率～0.065μS/cm)030609012015018021024012-1212-1312-1412-1512-1612-1712-1812-1912-2012-2112-2212-2312-2412-2512-2612-2712-28日期钠、铵离子(μg/L)0.00.20.40.60.81.01.21.41.61.8电导率(μS/cm)氯离子(μg/L)钠离子氨含量电导率氯离子投运漏氨铵化图8.12、#3混床氢型及铵化过程出水水质（进口Na+:3.3~5.5μg/L,Cl-:0.3~1.7μg/L,出水氢电导率～0.060μS/cm）051015202512-1912-1912-1912-1912-2012-2112-2212-2312-2412-2512-2612-2712-28日期铵离子(μg/L)0.00.20.40.60.81.0电导率(μS/cm)钠、氯离子(μg/L)氨含量电导率钠离子氯离子投运漏氨铵化表4为三门峡#4超临界机组混床铵化过程水质（再生为高塔法）：表4、大唐三门峡电厂#4机组混床A精处理水质日期时间运行时间SC在线Na+在线SiO2在线Cl-甲酸根乙酸根SO42-Na+NH4+hμS/cmμg/Lμg/Lμg/Lμg/Lμg/Lμg/Lμg/Lμg/L4-189:001200.0880.084.400004-1816:001270.1200.14.34-199:001440.0960.084.500004-1914:001490.0960.084.34-209:001680.1900.244.500004-209:501690.1980.234.10.1610.734-2016:101750.3020.324.200000.1915.894-2021:401800.4880.484.20.140000.3727.074-2022:451810.5200.54.20.540000.7225.754-219:301930.8050.944.30.090000.651.55