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分离塔空气擦洗罗茨风机_罗茨风机

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分离塔空气擦洗罗茨风机:凝结水精处理再生工艺

  作为现代电厂水处理中一个极为重要的环节,凝结水精处理系统可以有效地提高热力系统的水汽品质,减缓机组受热面的腐蚀、结垢,提高机组热效率,缩短新机组的启动时间,保障机组的安全稳定运行[1, 2, 3]。在我国,所有的直流锅炉和大部分300 MW及以上机组汽包锅炉均配备凝结水精处理系统[4, 5]。作为锅炉给水主要组成部分,凝结水水质将直接影响给水质量,凝结水精处理系统的运行好坏就成为改善机组汽水品质的重要处理环节[6, 7]。 高速混床树脂的再生程度直接影响着高速混床的运行周期和出水水质,所以再生系统的稳定、有效运行至关重要。

  本试验涉及的机组在启动期间,凝结水精处理再生系统已经正常投入使用。但是随着再生次数的增多,发现再生系统设备本身及设计都存在一些问题。对此,提出了切实有效的措施和合理化建议,以保证精处理系统稳定、有效的运行,进一步改善整个机组的水汽品质。

  1 凝结水精处理再生系统介绍

  新密电厂二期2×1 000 MW机组扩建工程凝结水精处理系统与热力系统联接方式采用单元制,即每台机组设置1套100%中压凝结水精处理装置(每台机组设2台前置过滤器、4台D3256精处理混床),系统处理水量为2 320 m3/h。2台机组共用1套再生系统,再生方式采用高塔分离法体外再生技术[8, 9, 10, 11],再生系统主要流程如图1所示。

分离塔空气擦洗罗茨风机:浅谈精处理高塔分离法再生

  精处理系统简述

  凝结水精处理系统的作用在于除去凝结水中溶解的微量矿物质,如Fe,Cu,SiO2,Na,Cl等少量的悬浮物、固定溶解物,这些物质可能和在系统中的金属起反应作用,而引起破坏,或沉积在系统的管道管壁中造成积盐,从而导致给水系统效率低下。

  因此,要满足高参数的发电机组对锅炉水质的严格要求,使凝结水精处理系统真正做到保护热力系统,增加经济效益的作用,对凝结水精处理系统,除了高速混床的设计外,树脂的选择和配比,凝汽器泄漏量要降低到最低限度,更重要的是要注重树脂分离再生方法的选择。

  凝结水精处理系统的运行效果也正取决于分离再生方案的选择。目前国内诸多电厂运行的凝结水精处理系统的树脂分离再生方法主要是高塔分离法,同其他方法比起来(氨化法、浓碱浮选法、中间抽出法、锥体分离法等),高塔分离法设计原理更简单,仅仅是利用了水力分层原理和阴阳树脂的比重不同以及树脂粒径差异对阴阳树脂进行分离。

  采用高塔分离法可使得在氨化运行的条件下,高速混床运行周期最高可到50-60天,是目前国内唯一能实行氨化运行的凝结水精处理系统(氨化运行的优缺点后面有介绍)。

  工艺流程简介

  一套完整的凝结水精处理系统包括前置过滤器、高速混床、旁路门、再生单元等。

  1、前置过滤器单元:

  此单元应配置2台50%的中压前置过滤器单元,不设备用,个别电厂只在机组启动初期投用,这是因为在启动初期凝结水中的铁离子含量高,如若不及时处理,则会加速高速混床树脂的失效;机组正常运行后,铁离子趋于稳定且数值较小,故可撤出备用。

  先期对凝结水进行除铁处理,防止凝结水中的铁离子对高速混床中的树脂进行污染。前置过滤器的各个操作均采用PLC进行过程控制。

  2、高速混床单元:

  此单元应配置3台50%的中压高速混床单元及再循环泵1台,正常情况二用一备,当运行混床的指标异常后(出水CC大于0.15us/cm或SIO2大于10us/cm或Na大于1ug/l,由于各个电厂运行控制的差异,指标会有所不同,仅供参考),或进出口差压大于0.35MPa时,备用混床投入运行,失效混床退出运行解列。当凝结水温度超过50度或旁路差压大于0.35MPa时,旁路门自动开启,已保证凝结水精处理系统及主系统的安全运行。高速混床的各个操作均采用PLC进行过程控制。

  3、再生单元

  此单元为低压单元,包含了树脂分离塔、阴树脂再生罐、阳树脂再生罐及贮存罐、冲洗水泵、罗茨风机、酸碱单元、废水排放小单元组成。

  树脂分离再生过程:

  a、精处理高速混床内的失效树脂被送入到分离塔内,先对其进行空气擦洗,使失效树脂 较重的污染物分离出来,随水流排出分离罐,然后将上部锥体部分水排空,以约50T/H的高速水流从分离塔下部将树脂床层托至上部收集区。

  b、降低水的流速(大约分为50、25、12、6、3T/H左右,数值仅供参考)至阳树脂临界沉降速度,维持一段时间,使得大部分阳树脂聚集到锥体与直筒段的分段处,再降低水流速使阳树脂沉降下来,继续降低水流速至阴树脂临界沉降速度,维持一段时间,使树脂聚集,再降低水流速,使阴树脂沉降下来,整个树脂分离过程可重复进行,以保证阴阳树脂彻底分离,关键是要控制适当的流速(各流速一般在调试过程中依据现场的实际情况具体确定的;整个过程由程控自动完成,改变水流量是通过分离罐底部的调节阀自动调整控制的)。

  c、输送树脂

  ?先输送阴树脂:阴树脂的输送口位于混脂层的上方,以便留一定量的阴树脂作为混合树脂层。

  ?再输送阳树脂:阳树脂是通过分离罐底部的阳树脂输送口,经过分离罐底部的输送输送管道送往阳再生罐。

  d、树脂再生

  阴阳树脂输送至阴阳再生罐后,进水至树脂床层高度,对其进行空气擦洗,使得杂质从树脂表面剥离,同时水从底部进水装置进入,使得罐内水位上升,树脂床层膨胀,当树脂床层膨胀大约50%水位时,从罐顶部加入压缩空气,从而在罐内形成一个有压力的空气室,停止进水及加压,同时打开罐体中部及底部排水门,由于空气室快速泄压,使杂质随水快速冲出。树脂擦洗的操作可重复进行,直至树脂被清洗干净。

  e、树脂混合备用

  阴阳树脂分别再生结束后,阴树脂输送到阳罐中,空气混合后正洗合格备用。

  主要设备的结构特点

  1、高速混床

  采用多孔的布水装置,进水采用布水均匀的配水装置,保证了进水的均匀性,并有效的防止大流量水流对树脂床层的冲击;底部采用双碟型的集水出水装置,保证了树脂输出率达到99%以上;特殊设计的水帽结构,可冲洗基座处的残留树脂,保证树脂被彻底扫除,无残留死角。

  2、树脂捕捉器

  在每一台高速混床的出口处安装一台树脂捕捉器,树脂捕捉器筒内设有不锈钢滤网筒,可拦截高速混床因水帽不好而漏的树脂,防止对热力系统的水质产生破坏。

  3、树脂分离塔SPT

  由下部相对较小的圆柱形沉降区和上部锥形树脂收集区组成,在收集区,水流速在垂直方向上逐步递减,避免树脂被压实,以利于树脂分层;罐内设有会产生扰动的中间集水排水装置,使得反洗时水流有均匀的柱状流动,反洗、沉降及输送树脂时,内部搅动可减至最小;将分离塔的沉降区设计成较高柱状,可使分离塔的截面积尽可能的缩小,且树脂沉降空间大,优化高度与直径比例,使分离后树脂交叉污染区的容积减到尽可能

  的小;分离塔的侧壁上设置了7-9个窥视孔,操作人员可方便观察树脂层及分界面来了

  解分离输送情况。

  4、前置过滤器

  精处理的前置过滤器的结构相对简单,由100-200根滤元构成,对凝结水进行前期除铁,防止铁对高速混床树脂产生污染,延长高速混床的制水量和树脂使用寿命,下图中的滤元是使用久后而发生的变色现象,新投用是滤元是白色。

  看的不够过瘾吗?本周六夜电微谈《凝结水精处理混床运行技术》,和你深入交流。

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分离塔空气擦洗罗茨风机:混床树脂的分离及体外再生

  混床树脂的分离及体外再生凝结水混床常采用体外再生方式,体外再生系统有三个主要功能:一是分离阴、阳树脂,二是空气擦洗树脂除去金属腐蚀产物,三是对失效树脂进行再生和清洗。体外再生系统中包括下述子系统:(1) 用于树脂分离、再生、贮存的系统;(2) 用于酸碱贮存、计量、投加的酸、碱系统;(3) 用于树脂反洗、清洗、输送及稀释再生剂的自用水系统;(4) 用于擦洗树脂、混合树脂的压缩空气系统。本章首先介绍混床树脂的分离,然后详细介绍我厂混床体外再生的有关内容。一、混床树脂的分离提高混床树脂再生度的前提之一就是再生前将阴、阳树脂完全分离,这是混床能否在运行由H/OH型转为NH4/OH型运行的关键。下面简要介绍目前较为常见的几种树脂分离技术。1. 中间抽出法当失效的混合树脂在分离塔(兼作阳再生塔)中反洗分层后,在阳阴树脂的分界面处会有一层混脂层,将混脂层上部的阴树脂送出至阴再生塔后,再将中间的混脂层(约占混床树脂总体积的15-20%)从分离塔中抽出,送入混脂塔内,在下一次的再生中参与树脂的分离,阳树脂留在分离塔中进行再生。2. 二次分离法混床失效树脂在阳再生塔反洗再生分层后,将上部的混脂和阴树脂层一起送入阴再生塔中。当阴再生塔进碱再生后,混杂在阴树脂层中的阳树脂会转变为钠型,从而使阳树脂与阴树脂的密度差增大,可在阴再生塔中进行一次反洗分离。3. 锥形分离法混床失效树脂在锥形分离塔(兼作阳再生塔)内反洗分层后,从锥形分离塔底部送出阳树脂,在树脂输送的过程中利用树脂输送管上的检测仪器来检测阴树脂的界面,当阳树脂输送完毕后,再将混树脂送入混脂罐,待下次再参与树脂的分离。阴树脂留在分离塔中进行再生。由于树脂分离塔的底部为一锥形体,树脂分离界面处的树脂很少,从而减少了中间混合树脂的数量,提高了阳、阴树脂的分离效果。4. 完全分离法完全分离法又称高塔分离法(Fullsep),是美国 U.S.F集团推出的一种树脂分离方法。该塔的特点是塔的下部为一个直径较小的长筒体,上部为直径扩大的锥体,其独特的结构符合阳、阴树脂分离的水力学要求,从而保证了在失效树脂的分离过程中阳树脂层可充分膨胀,而阴树脂也不会从分离塔的上部被冲出,这样可以使阳、阴树脂得到完全的分离。我厂凝结水混床体外再生系统中采用的就是这种分离工艺。二、混床的体外再生1.系统我厂本期二台机组的四台混床共用一套体外再生系统,如图4-1所示。该系统为三塔式系统,由树脂分离塔(SPT)、阴树脂再生塔(ART)、阳树脂再生/混合/贮存塔(CRT),以及罗茨风机组组成,为低压系统。在与混床有联系的管路上安装了安全阀门,以防止中压系统的压力进入再生系统。2.设备简介 (1)树脂分离塔。分离塔的作用是:空气擦洗树脂除去腐蚀产物;水反洗使阴、阳树脂分离;暂时贮存未完全分开的“界面树脂”,以待下次分离。分离塔采用碳钢制,橡胶衬里。其结构特点在于上大下小,下部是一个细长的筒体,直径1300mm,高4464mm,上部是一个直径逐渐扩大的倒锥体,直径*大处为2100 mm,设备总高度为8611 mm。塔体上设有失效树脂进口和阴、阳树脂出口,以及进水口和排水口(兼作反洗进水和进压缩空气)。塔体上还设有上入孔、侧入孔,沿塔高共设有7个视孔,用于观察塔内树脂状态。体内有布水装置和孔板水帽式排水装置,设计压力为0.69MPa。分离塔结构如图4-2所示分离塔的特殊结构能起到以下作用:①反洗时水流呈均匀的柱状流动②塔内没有会引起搅动和影响树脂分离的中间集管装置,所以反洗、沉降及输送树脂时能将内部搅动减到*小③将分离塔的断面减小,使高度和直径的比例更加合理,减少了树脂混脂区的容积。④上部倒锥体提供了阳树脂充分膨胀,而阴树脂又不被冲走的空间;下部的细长筒体使阴阳树脂界面处有近1米高的隔离树脂层保留在分离塔中,从而保证了阴阳树脂的彻底分离,分离后阴、阳树脂的混脂率都在0.1%以下。⑵阴树脂再生塔。阴树脂再生塔的作用是对阴树脂进行空气擦洗及再生。该塔为碳钢制作,橡胶衬里的圆筒形结构。阴再生塔直径1200 mm,高度4809 mm。塔体设上入孔、侧入孔各一个,沿塔高1303 mm、2283 mm、3841 mm三处设有视孔,进碱装置为母管支管型式。⑶阳树脂再生/混合/贮存塔。该塔的作用是:①对阳树脂进行空气擦洗及再生②阴阳树脂在此塔内进行混合③贮存已混合好的备用树脂阳树脂再生/混合/贮存塔直径1500 mm,高度为4859 mm,在2514 mm、3385 mm、4018 mm处设有视孔、进酸装置为母管支管型式。阴再生塔及阳再生塔的集水装置都采用了双盘碟型装置,过滤盘上固定着数量不等的双流速水帽。碟形的塔底结构有利于底部树脂的流动,而过滤盘上安装的双流水帽可贴近过滤盘基础座处射出的高流速反洗水,因而可彻底搅动塔底的述职。此外,双盘碟形集水装置无水流死角,塔内不会隐藏再生液。3.工作过程 (1)分离树脂。失效混床中的树脂送到分离塔后,先进行一次空气擦洗,使较重的腐蚀产物从混床中分离出来,出水至上而下冲洗除去。再用水反洗,使阴、阳树脂分离。待树脂分离沉降后,上部的是被分离的阴树脂,通过位于分离塔侧壁上的喷嘴被输送到阴树脂再生塔。下部的阳树脂用水力通过位于分离塔底部的出脂管被送到阳树脂再生塔,阳树脂的送出量是由位于分离塔侧壁上适当位置的讯号来控制的。中部为未能完成分离的“界面树脂”留在分离塔中,参与下次分离。界面树脂区内树脂的比例为阴树脂约25%,阳树脂约75%。 (2)空气擦洗。进行空气擦洗以去除树脂层中的金属腐蚀产物,这一过程主要是在再生塔中进行的。从分离塔分别送出已分离的失效树脂至阴、阳树脂再生塔后,在每个塔中注水至树脂层高度,然后由再生塔下部通入低压空气对树脂进行擦洗,使杂质从树脂表面分离。在空气擦洗的同时,从再生塔底部的集水装置进水,使塔内水位上升,并使树脂膨胀至50%处,此时关闭塔顶的排气阀。从而在塔内形成一个圆顶帽形空气室。然后停止进空气和水,同时开启上部再生液分配装置排水阀及底部集水装置排水阀,使带有杂质的水从上、下两处急流排出。一般较大颗粒的杂质从塔底部排出,而细小的杂质从上部再生液分配装置排出。由于再生液分配装置及集水装置的缝隙恰比树脂颗粒略小,因此能在冲洗时防止树脂流失。冲洗结束后,开排气阀使塔内压力降低,进水使水位回升至树脂层高度处,再生重复下一次擦洗及冲洗,直到树脂被擦洗干净。(3)树脂的再生。树脂擦洗干净后,接着分别对阴树脂再生塔和阳树脂再生塔中的树脂进行再生、清洗,之后将阴树脂送入阳树脂再生/混合/贮存塔,用压缩空气混合后备用。4.操作步骤凝结水体外再生操作比补给水混床复杂,这里从失效混床树脂送入树脂分离塔之后开始,叙述再生操作的原则性步骤。(1)分离塔中失效树脂的擦洗、分离及送出。① 分离塔的水排至树脂层以上约100mm处,启动罗茨风机对树脂进行空气擦洗10min,并用水自上而下淋洗树脂层5min。② 树脂分离塔的顶部通入空气进行顶压排水,使水位降至树脂层一定的高度。③启动反冲洗水泵,由下而上对分离塔中树脂进行反洗。反洗初期,采用50m/h(超过了两种树脂的临界沉降速度)的高流速将整个树脂层快速提升到树脂分离塔上部的锥体部分。调整阀门的开度,使反洗的流速先降至阳树脂的临界沉降速度以下,然后再降至阴树脂的临界沉降速度以下,使树脂沉降分层。④ 分离塔中阴树脂由阴树脂出脂管送至阴再生塔,直到分离塔阴树脂出口底线界面以上树脂输送完。⑤ 对分离塔内的树脂进行**次分离后,下部的阳树脂由底部出脂管送至阳再生塔,直到树脂界面至液位开关处为止。混脂层留在分离塔中参加下次失效树脂的分离。(2)阴再生塔中阴树脂的擦洗及再生① 水至阴树脂层以上约100mm或中部排水阀不出水为止。② 由阴再生塔下部交错进气、泄压对阴树脂进行擦洗至树脂清洗干净。③ 由阴再生塔上部进压缩空气吹洗器壁。④ 阴再生塔进水至液位信号显示,接着进稀碱液—-置换—-清洗。⑤ *后清洗至阴再生塔出水电导率不大于10uS/cm。(3)阳再生塔中阳树脂的擦洗和再生。与阴再生塔中阴树脂的擦洗及再生步骤相同。(4)阴树脂输送至阳再生塔及阴阳树脂的混合、贮存①将阴再生塔内的阴树脂水力输送到阳再生塔,由视孔检查证实阴树脂已彻底输送完为止。②冲洗树脂输送管道。③阳再生塔重力排水至树脂层以上约100mm处或中部排水阀不出水为止。④阳再生塔下部进压缩空气,进行阴阳树脂混合。⑤阳再生塔进水对混合树脂进行*终漂洗至出水电导率不大于0.2uS/cm漂洗结束。当漂洗出水的电导率大于0.2uS/cm时需将树脂从阳再生塔送回分离塔,重新进行分离、擦洗和再生操作。四、凝结水处理系统 凝结水处理系统,基本上由前置过滤器和混床串联组成,其中主要是混床。 前置过滤器如果采用纤维素覆盖过滤器,它的作用是除掉水中的铁、铜氧化物,保证混床能够有效运行。 混床的作用是除去凝结水中的盐类,当系统中不设前置过滤器时,混床还有**氧化铁等悬浮物的作用。 为了截留混床出水中随水流出的破碎树脂,在混床后串联一个由管状滤网构成的树脂捕捉器,以免树脂随给水进入锅炉。表13-7列出四种凝结水处理设备的布置方式。表13-7凝结水处理系统凝结水处理设备的布置特 点 系统中设有旁路,处理量可调节。 设备运行压力高,工作压力可达25公斤/厘米2 处理量可以调节。 设备运行压力较低,水处理系统中增加一台升压泵 设有凝结水箱,运行比较安全,便于控制 凝汽器分段隔板区的水,单独抽出处理 注 1——凝汽器; 2——凝结水处理设备(由前置过滤器、混床和树脂捕捉器串联组成或由混床、树脂捕捉器串联组成); 3——低压加热器; 4——除氧器; 5——凝结水箱。

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