許多公用事業和工業發電系統依賴于蒸汽冷凝物回路,包括使用直流蒸汽發生器(OTSG),關鍵和超臨界蒸汽發生器,核燃料沸水反應堆(BWR)和壓水反應堆(PWR)的設施。回收和回收回流冷凝水流是顯著降低運營成本的明顯方法。但是,必須仔細凈化流以去除可能導致系統元件泄漏和腐蝕的污染物。
冷凝拋光樹脂具有凈化過程獨特應用,它可以處理蒸汽系統本身產生的雜質,而不是原水分析產生的雜質。在選擇冷凝水拋光樹脂時,必須考慮幾個因素。
是否需要進行冷凝拋光
在典型的發電廠蒸汽冷凝水回路中,蒸汽通過一系列渦輪機,耗費其大部分能量。蒸汽通過熱交換器系統冷凝,然后返回鍋爐,在那里它被轉換回蒸汽。
在這些系統中,冷凝水純度是一個問題,特別是在高壓公用事業單位,其中冷凝水代表鍋爐給水的大部分,這使其成為污染物的主要來源。雜質通過真空引起的泄漏,系統內金屬表面的腐蝕以及不小心的修復工作進入流中。這些系統故障還允許冷凝器系統中的冷卻水泄漏到冷凝物流中,這是一種更嚴重的污染威脅。回流冷凝水的凈化或“拋光”對于保證下游鍋爐的高質量給水至關重要。
深床拋光如何工作
冷凝水拋光系統設計包括兩種方法:使用珠狀冷凝水拋光樹脂深床,并使用粉末狀離子交換樹脂作為過濾元件上的預涂層介質。雖然粉末樹脂預涂層系統提供良好的過濾,但它們的脫礦能力有限,因為樹脂的體積受到隔膜過濾器上可用預涂層深度的限制。相比之下,即使在高流速條件下,深層離子交換樹脂也能輕易去除溶解的離子污染物。
深床系統通過深層過濾去除懸浮的腐蝕產物,這意味著懸浮的顆粒深入滲透到冷凝水拋光樹脂床中而不是積聚在頂部表面上。這使深床具有高過濾能力。然而,要完全實現這種能力,保持高流速并選擇合適的珠粒尺寸至關重要。平衡壓降和過濾特性與可用于傳質和離子交換動力學的表面積的平衡也是必要的。
確定使用冷凝水拋光時
鍋爐壓力在確定冷凝水拋光系統的需求方面起著重要作用。在蒸汽壓力低(低于4000Kpa)的系統中,通常不需要冷凝水拋光。在這些系統中,可以處理鍋爐給水以防止硬垢形成和鍋爐腐蝕。添加化學品(例如磷酸鹽),粗顆粒過濾和脫碳通常足以從冷凝物流中去除污染物。
對于中壓(4000-16500 Kpa)和高壓(16500 Kpa以上)系統,冷凝水拋光變得更加必要。雖然中壓系統可以通過鍋爐排污來控制給水脫鹽,但也可以使用陰離子床去除礦物質。冷凝物“清除”或陽離子交換也經常用于從渦輪機返回的冷凝物中去除腐蝕產物。高壓系統通常是“零固體”系統,需要冷凝物拋光以滿足主要污染物離子的水質要求。全流量冷凝水拋光對于去除可溶性和不溶性腐蝕產物以及去除冷凝器泄漏引起的污染物離子至關重要。
選擇哪種系統?
凝水拋光樹脂可以多種方式用于處理冷凝物。根據系統設置和污染物去除需求,每種應用都具有特定的優勢。
陽離子交換(冷凝水清除) - 冷凝水清除主要用于工業低壓和中壓鍋爐,以去除冷凝水中的腐蝕產物。該系統由大孔強酸陽離子交換樹脂的深床組成,其以鈉或胺形式操作。在樹脂床上深入過濾不溶性顆粒腐蝕產物,并且一些硬度離子與樹脂上的陽離子互換。陽離子樹脂離子形式的選擇取決于循環水系統的化學性質。
陽離子/陰離子混床 - 凝聚物拋光中最常用的離子交換系統是強酸陽離子交換樹脂和強堿陰離子交換樹脂的混合床。它可以生產出高質量的軟化水,因為一種樹脂的離子泄漏很快就會從水中排出。通過保持足夠高的流速以保持表面濾餅不形成 - 通常約120米/小時來實現深床,深度過濾。床深度約為1米允許床上的壓降保持在經濟上可接受的水平。在大多數情況下,混床系統由幾個并行操作的容器組成,因此使用過的樹脂被轉移到一個單獨的系統進行清理和再生。有時,使用一次性樹脂。
強陽離子/陰離子樹脂混合床后的鉛陽離子樹脂 - 該系統是混床系統的一種變體,解決了使用所有揮發性處理(AVT)時的常見問題。在AVT中,氨或其他揮發性胺用于調節水的pH值并控制腐蝕。當AVT用于蒸汽 - 冷凝循環時,胺攜帶頂部并與蒸汽一起運輸。當含胺蒸汽冷凝時,它產生的冷凝物流的胺含量范圍為0.2-1.0ppm。在冷凝物拋光過程中,該胺易于交換到陽離子樹脂上。最終,陽離子樹脂變為胺形式,并且胺突破到冷凝物拋光機流出物流中。
一種解決方案是通過在氫氣形式的陽離子樹脂到達混合床之前處理冷凝物來除去胺。該初始陽離子床處理還可去除腐蝕產物。這消除了胺負載和混合床上的固體污染,這意味著混合床運行長度可以延長至數月。初始鉛陽離子的再生可以比混合床的再生更頻繁地進行,減少了混床
再生的困難
陽離子 - 陰離子 - 陽離子堆積床 - 該過程使用單個罐,隔室包含單獨的陽離子,陰離子和陽離子樹脂層。冷凝水拋光陰陽樹脂從不混合。每個都進入自己的外部再生容器。該系統設置確保在拖尾陽離子樹脂中拋光鉛陽離子的泄漏。最終的水質取決于拖尾陽離子樹脂再生劑沖洗和兩種陽離子樹脂的可浸出特性。


