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技術文章
Technical articles
更新時間：2017-09-13
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一、 凝結水的污染
火力發電廠的汽輪機凝結水是蒸汽在汽輪機中作完功以后冷凝形成的。照理，凝結水應該是很純凈的，但實際上在形成過程中因某些原因會受到一定程度的污染，這些原因大致有以下幾方面。
1．凝汽器漏冷卻水
凝結水污染的主要原因是冷卻水從汽輪機凝汽器不嚴密的部位漏至凝結水中。凝汽器不嚴密部位通常是在凝汽器銅管與管板的連接處，因為在汽輪機的長期運行過程中，由于工況的變動必然會使凝汽器內產生機械應力，所以即使凝汽器的制造和安裝質量教好，在使用中仍然會發生銅管與管板的連接處嚴密性降低，冷卻水漏入凝結水中的現象。
根據對許多大型機組的凝汽器所做的檢查得知，汽輪機凝結水受冷卻水污染的現象不可能*消除。在正常運行情況下，有少量冷卻水滲漏到凝結水中的現象稱為凝汽器滲漏，嚴密性很好的凝汽器可以做到滲漏量為汽輪機額定負荷時凝結水量的0.0035%~0.01%，一般為0.01~0.05%。
當凝汽器的銅管因制造缺陷或腐蝕而出現裂紋、穿孔或破損時，或者當銅管與管板的固接不良或遭到破壞時，則的冷卻水漏到凝結水中量會顯著的增大，這種現象稱為凝汽器滲漏。當冷卻水漏入凝結水中時，該冷卻水中各種雜質都將隨之混入凝結水中。凝結水因漏入冷卻水而增加的含鹽量與凝汽器泄露率和冷卻水含鹽量密切相關.凝汽器泄漏對凝結水的污染程度還與汽輪機的負荷有關，因為汽輪機的負荷很低時，凝結水量大為減少，但漏入的冷卻水不因負荷的變化有多大變化，所以凝結水水質的惡化更為明顯。
2.金屬腐蝕產物的污染
發電廠水汽系統的設備和管道，不可避免地要發生腐蝕，機組啟動時，在水和蒸汽的沖刷下，這些腐蝕產物會進入凝結水中，腐蝕產物的主要成分是鐵和銅的氧化物，其生成與許多因素有關，如：機組負荷的變化、設備停用期間保護的好壞、凝結水的pH值、給水的溶解氧及CO2含量等。在這些因素中，凝結水中鐵銅受機組負荷變化的影響為敏感，因為負荷的變化會促進設備及管壁上腐蝕產物的脫落，導致凝結水鐵銅含量明顯升高。測定數據表明，機組啟動過程中鐵銅含量比正常運行值要高十幾倍甚至幾十倍，致使長時間的沖洗才能達到正常值。
凝結水中金屬腐蝕產物進入鍋爐后，將在冷水壁管中沉積，并進一步誘發腐蝕，所以凝結水中的腐蝕產物必須予以清除。
此外，在補給水處理系統運行不當或事故情況下，也偶而會帶入溶解鹽類，但在正常情況下，由鍋爐補給水帶入的溶解鹽類是很微少的。
綜上所述，在機組運行的過程中，凝結水會受到一定程度的污染，為此凝結水精處理就成為高參數火力發電廠水處理的一項重要任務。
二、 凝結水處理的目的
隨著鍋爐機組參數的提高，給水水質對機組安全運行越來越重要，所要求的給水水質也越來越高，直流鍋爐及亞臨界壓力及以上汽包鍋爐的凝結水水質標準列于表2-1。從這些標準的數值來看，在機組的長期運行中，要想穩定地達到這些要求，不對汽機凝結水進一步處理是很難實現的。
根據凝結水被污染引入雜質的類別，所以凝結水處理的目的是：
（1） 去除凝結水中的金屬腐蝕產物：
（2） 去除凝結水中的微量溶解鹽類。
表2-1 亞臨界機組凝結水水質標準
鍋爐參數 | 硬度 （umol/L） | 溶氧 （ug/L） | 電導率 （25ºC,H+uS/cm） | SiO2 （ug/L） | Na+ （ug/L） |
15.68-18.62MPa | ≦0.3 | ≦30 | ≦0.3 | 保證爐水SiO2合格 | ≦10 |
三、 凝結水處理的適用范圍和系統組成
1、結水處理應考慮的因素
汽輪機凝結水是否要進行處理，取決于多方面的因素，綜合起來有以下幾個方面：
（1）鍋爐的爐型和機組的參數；
（2）冷卻系統特性和冷卻水水種類（淡水、苦咸水或海水）；
（3）凝汽器的結構及銅管的管材；
（4）機組的負荷特性，即基本負荷還是調峰負荷。
2. 適用范圍
凝結水是否需要處理以及處理量多少，均與鍋爐的型式(汽包爐、直流爐)、參數、有無分離裝置、凝汽器的結構特點(冷卻方式、冷卻水含鹽量等)以及機組運行特性(帶基本負荷、尖峰負荷、啟停次數等)有關。
(1) 直流爐。超臨界壓力直流爐給水水質要求較高，因此，對它的凝結水需要進行全部處理。
高壓和亞臨界壓力直流爐的給水，一般只需要進行部分處理；至于處理量的多少，取決于鍋爐有無汽水分離器、凝汽器有無泄漏的可能以及運行的啟停次數等。
(2) 汽包爐。對于裝有汽水分離裝置和給水清洗裝置的超高壓鍋爐的給水，其凝結水是否需要處理，可根據所使用冷卻水的情況而定：如果冷卻水是淡水，一般其凝結水不需要處理；如果冷卻水是海水或苦咸水，一般其凝結水需要進行處理，處理量為50~。
3. 系統的組成
結水處理系統由過濾和除鹽兩部分組成。過濾主要用來去除水中的金屬腐蝕產物，除鹽用于除去水中的溶解鹽類。在除鹽裝置除水管上應安裝樹脂捕捉器，用以截留混床可能漏出的破碎樹脂。
出于對機組安全經濟性考慮，在火力發電廠亞臨界壓力及以上參數的汽包鍋爐機組及直流鍋爐機組中，設置凝結水精處理已成為一種普遍發展的趨勢。
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