有关凝结水精处理系统进口铁含量的探讨

文章编号：2095-6835（2016）07-0077-02

摘 要：简要分析了工程中凝结水精处理系统进口的铁含量，明确了凝结水启动时铁含量的来源、形态等，总结了凝结水精处理系统投运和保证混床安全运行的条件，以期为日后的相关工作提供参考。

关键词：凝结水精处理；铁含量；滤芯；进水水质

中图分类号：TK264.1 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.07.077

1 工程概况

越南翁安工程为新建工程，电厂规划容量为4×600 MW，留有扩建余地。一期工程建设2×600 MW亚临界燃煤湿冷凝汽式机组，锅炉为亚临界汽包炉，发电机冷却方式为水、氢、氢。该工程位于越南河津省奇英镇，业主为越南国家石油公司（英文缩写“PVN”），总承包方和施工单位均为越南机械安装集团公司（英文缩写“LLM”）。在该工程中，我院设计的是汽机辅机岛，汽机辅机岛总包方为东方电气国际合作有限公司（英文缩写“DEC”）。

该工程中有关化学专业的设计内容是一期的凝结水精处理系统，它包含凝结水精处理再生系统和辅助系统。凝结水精处理系统的工作流程是：凝结水泵→前置过滤器→高速混床→轴封加热器，它主要采用的是中压凝结水精处理装置，每台机组各设3×Φ1 760 mm的前置过滤器和3×Φ3 000 mm的球型混床，每台前置过滤器和混床出力均为50%的凝结水量。再生系统采用的是高塔式体外再生系统。

凝结水精处理系统主要是为每台机组配置3×50%的前置过滤器和3×50%的混床，总计6台前置过滤器和6台混床。此外，还应配置2台机组公用的树脂体外分离再生系统及其配套的辅助系统。

2 问题的提出

依据工程设计期间签订的《凝结水精处理技术协议》，该工程仅提供了一套启动滤芯（1台机组的3台前置过滤器）。由于一号机组先于二号机组施工，所以，凝结水精处理厂家建议根据现场施工进度，一号机组的精处理系统可以先使用启动滤芯进行调试，待二号机组的精处理系统建设完毕，可以将一号机组精处理系统中的启动滤芯取出来安装在二号机组精处理系统内。但是，越方EPC总承包商基本没有建设大型火力发电项目的经验，导致工程建设和调试工期严重重叠，出现了二号机组精处理系统建设完毕急需启动滤芯调试时，一号机组精处理系统仍然在使用启动滤芯调试的问题。

在这种情况下，越方认为，一号机组已经经过了一段时间的运行和调试，凝结水的水质已基本稳定。因此，越方强烈要求将一号机组精处理系统内的启动滤芯取出用于二号机组精处理系统的调试工作中。但是，凝结水精处理厂家坚持认为，一号机组尚未进行满负荷试验，依然存在凝结水水质劣化的可能性。同时，凝结水精处理厂家认为，根据他们的经验，机组运行负荷每增加50 MW，凝结水中的含铁量将增加200～300 μg/L，所以，他们拒绝将启动滤芯从一号机组精处理系统内取出。

这样，问题就产生了。在这种情况下，究竟能不能将启动滤芯取出呢？

3 凝结水中铁的来源和形态

要想分析和解决这个问题，就必须从凝结水中铁的来源和形态等方面入手。

在机组运行的过程中，凝结水中的铁主要来自2处：①基建期间，混入热力系统管道中的各种杂质，主要是混入热力系统管道中的各种砂石；管道等贮存不当使得管道内部被腐蚀；焊接等工作遗留在管道内的焊渣等杂质。②建设完毕后，热力系统管道在自然条件下自发形成的腐蚀产物。

机组运行期间，热力系统中的管道必须经过冷态清洗和热态清洗，这样凝结水的水质才能达到相应的标准。在此过程中，经过冷态清洗和热态清洗后，凝结水中的铁主要呈现以下几种形态：①悬浮铁。这部分铁以悬浮物的形式存在于清洗后的凝结水中，其主要来自热力管道内壁上的腐蚀产物。在冷态清洗和热态清洗时，利用水的冲击作用，腐蚀产物会破碎，而冲洗下来的铁锈会成为不溶于水的悬浮物。②胶体铁。这部分铁是以胶体铁的形式存在于凝结水中。③铁离子。这部分铁是以铁离子的形式存在于凝结水中，它主要是在清洗热力管道时，内壁上的腐蚀产物会部分溶解于清洗水中，呈离子态，以Fe3+为主。

虽然凝结水中铁的形态多，但是，在实际工程中，用来评价凝结水含铁量的为总铁。

4 凝结水中铁的危害

当机组正常运行时，如果凝结水中的含铁量过高，就会在锅炉内热负荷高的部位生成氧化铁垢。严重的积垢会导致锅炉爆管。

在机组运行的过程中，经过清洗，凝结水中的含铁量会很高，最高可以达到4 mg/L。因此，在凝结水水质比较差、含铁量较高的情况下可以不回收直接排放。

5 对进水水质的要求

机组启动初期，凝结水水质较差，不符合凝结水精处理对进水水质的要求，所以，必须经过必要的冲洗，待凝结水的水质符合要求且稳定时，才能够投运凝结水精处理系统。凝结水精处理系统对进水水质中的含铁量有很高的要求。这是因为，混床中的树脂可能会被凝结水中的铁污染。凝结水精处理系统的所有设计、运行均以混床系统为核心，而配置前置过滤器系统的目的是让机组能够尽早启用整个凝结水精处理系统，缩短机组的启动时间，提升机组运行的经济性。

机组刚启动时，凝结水中的含铁量很高。在机组刚刚启动的几个小时内，凝结水中的含铁量甚至可能达到4 mg/L。但是，经过热力系统的冷态水冲洗和热态水冲洗后，凝结水中的含铁量会持续下降。当含铁量低于特定值时，可以启动整个凝结水精处理系统。

根据现行的电力行业凝结水精处理设备标准，在机组启动的过程中，当凝结水中的含铁量小于1 000 μg/L时，可以投入管式过滤器。对于有前置过滤的凝结水精处理系统，当凝结水中的含铁量降至1 000 μg/L以下时，其可以投入运行；对于裸混床系统，当凝结水中的含铁量降至500 μg/L以下时，其可以投入运行。根据相关资料可知，对于强酸性阳树脂，为了防止树脂被水中的铁污染，进水中的含铁量应小于0.3 mg/L。在这些标准和资料中，对离子交换树脂进水中的含铁量有一定的规定。在实际运行过程中，只要保证离子交换设备进口水中的含铁量小于规定值，即可保证离子交换树脂不被铁污染。

6 分析问题和解决方法

该工程凝结水精处理系统内部的混床前设置了3×50%的可反洗的前置过滤器。在工程运行的过程中，只要前置过滤器可以保证混床进水中含铁量在300～500 μg/L的范围内或以下，即可保证凝结水精处理混床的安全、稳定运行，并有效避免混床中的树脂被铁污染。

根据现场反馈数据可知，经过将近一年的调试和试运行，工程1号机组凝结水精处理进口的总含铁量最高值已经下降到450 μg/L以下。目前，现场的条件满足裸混床系统的投运条件。在机组启动的情况下，凝结水中的铁主要是是悬浮态的固体铁锈。根据工程《凝结水精处理技术协议》，前置过滤器必须能够接受含有1 000～2 000 μg/L的悬浮固体的凝结水水质。

由此可知，厂家所说的“机组运行负荷每增加50 MW，凝结水含铁量将增加200～300 μg/L”的说法并不成立。在机组启动初期，随着清洗流量的增加或许会发生这种情况。但是，该工程1号机组已经运行了接近一年，热力系统管道内部的铁锈等污染物已经被冲洗干净。当机组负荷增加时，由于给水pH值偏低，锅炉管壁会被腐蚀，但是，这种腐蚀会导致凝结水中的含铁量增加，与启动时清洗水中的含铁量不是一个数量级别的。因此，启动滤芯完全可以移除，1号机组的3台前置过滤器可以立即将启动滤芯取出，并换装运行滤芯运行。

7 结论

经过详细的论证得出了以下结论：①在机组启动、凝结水中的含铁量小于1 000 μg/L时，可以整体投运凝结水精处理系统；②对于有前置过滤器的凝结水精处理系统，经过过滤，凝结水中的含铁量降至300～500 μg/L的范围内或以下，即可保证凝结水精处理混床的安全、稳定运行，避免混床中树脂被铁污染；③在机组正常运行的过程中，由于热力系统的管道被腐蚀，凝结水中含铁量的增加值比较小，这个数值与机组启动清洗过程中的含铁量没有可比性。

综上所述，凝结水精处理厂家坚持的观点毫无科学依据。究其根本原因是该厂家对其提供的前置过滤器启动和运行滤芯的性能没有信心。最终，越方将1号机组前置过滤器内部的启动滤芯更换为正式运行的滤芯。

8 经验和教训

工程供启动和运行的滤芯均为凝结水精处理厂家自己外购的产品，产品性能连厂家都不能保证，因此，建议后期工程应使用性能可靠的产品。另外，国际工程对设计人员的素质有较高的要求，所以，设计人员除了要精通系统设计、布置等内容外，还应该掌握其内部各个部件、材料的使用性能。

参考文献

[1]国家能源局.DL/T 333.1—2010 火电厂凝结水精处理系统技术要求（第1部分：湿冷机组）[S].北京：中国电力出版社，2010.

[2]钱达中.发电厂水处理工程[M].北京：中国电力出版社，2002：169.

————————

作者简介：姚军（1982—），硕士，工程师。

〔编辑：白洁〕