摘 要:化學(xué)補水受到污染,有機物含量增大,化學(xué)預(yù)處理不能除掉,所以必須增加活性炭過濾器除掉有機物,以免有機物進(jìn)入鍋爐危害鍋爐的安全運行。
關(guān)鍵詞:有機物;活性炭過濾器;安全運行
在天然水中含有各種有機物,通過水的混凝沉降與過濾處理可以除去一部分,但大部分有機物會進(jìn)入后續(xù)設(shè)備,如果后續(xù)設(shè)備是離子交換樹脂,它會造成樹脂的有機物污染;如果后續(xù)處理是精過濾- 膜分離,它會造成精密過濾器提前失效,如果有機物進(jìn)入熱力系統(tǒng),它會分解成低分子的有機酸,影響鍋爐水和蒸汽的品質(zhì)。有時為了減少有機物的含量,在預(yù)處理中加氯處理,并維持一定量的余氯。為了防止余氯對后續(xù)處理的離子交換樹脂和分離膜造成危害,必須考慮除去余氯,在水處理中既要考慮除去有機物又要考慮除去余氯,用活性炭進(jìn)行吸附是一種行之有效的方法?；钚蕴课接袡C物和余氯的原理主要是利用活性炭表面機構(gòu)進(jìn)行的物理和化學(xué)吸附,從而達(dá)到去除的目的。
1 必要性
某火電廠化學(xué)補充水取自水庫,通過一條工業(yè)河連接到該廠。三十多年來,原水水質(zhì)品質(zhì)很少變化,整個化學(xué)除鹽系統(tǒng)運行相對穩(wěn)定。從1998 年8 月開始,該廠工業(yè)冷卻水系統(tǒng)由直流式冷卻改為敞開循環(huán)式冷卻后,化學(xué)補充水取水口與工業(yè)冷卻水取水口均為同一口井,化學(xué)補充水經(jīng)常受到工業(yè)循環(huán)水倒流的影響,濃縮倍率較高的循環(huán)水嚴(yán)重影響了化學(xué)除鹽系統(tǒng)的安全運行;近兩年來從水庫到該廠的工業(yè)河沿途建了不少工廠,工業(yè)河經(jīng)常受到它們排放廢水的污染,這些含鹽量及有機物含量較高的水也嚴(yán)重影響化學(xué)除鹽系統(tǒng)的安全運行。雖然從2000 年5 月起已經(jīng)*消除了工業(yè)循環(huán)水的影響,但工業(yè)河水受到沿途工廠排放廢水的污染程度并沒有減少,相反有增加的趨勢,表1 為近兩年化學(xué)補充水中有機物含量變化情況:
從表1 可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)工業(yè)河受到沿途工廠排放廢水影響時,從過濾器出來的有機物含量大的時候是原來的6～7 倍,平均也達(dá)到原來的4～5 倍。如果化學(xué)補充水水質(zhì)品質(zhì)長期得不到改善,生水中大量有機物在化學(xué)預(yù)處理過程(即斜管池、無閥濾池、機械過濾器) 又無法被除掉,那么大部分有機物就會直接進(jìn)入除鹽系統(tǒng),有機物一旦進(jìn)入除鹽系統(tǒng),其溶解態(tài)帶負(fù)電的酸根與強堿性陰樹脂之間發(fā)生離子交換,以及大分子有機物卡在樹脂凝膠結(jié)構(gòu)的許多纏結(jié)部分,這時首先表現(xiàn)為樹脂工作交換容量迅速降低,酸堿耗增加(如在1998 年11 月份該廠陰陽床周期制水量由正常時的10 000 m3 左右下降到2 300 m3 左右,可見樹脂工作交換容量下降很大,出力僅為原來的四分之一左右,同時由于反復(fù)再生,年需增加酸堿費約30 萬元左右) 。同時伴隨除鹽系統(tǒng)運行時部分帶負(fù)荷的有機物被緩慢釋放,被除鹽水帶入給水中;而中性有機物和膠態(tài)有機物會直接通過離子交換樹脂并隨除鹽進(jìn)入給水中。一旦有機物通過給水進(jìn)入鍋爐后會在爐水高溫沸騰下發(fā)生熱分解,產(chǎn)生有機酸,還有少量鹽酸和硫酸。這些酸使?fàn)t水pH 值下降(如1998 年11 月19 日,該廠3 號爐爐水pH 值下降到 7191) ,造成爐管管壁發(fā)生局部酸性腐蝕,從而破壞爐管表面磁性氧化鐵保護(hù)膜,引起爐管爆管事故(如一年多后即2000 年1 月份該廠3 號爐連續(xù)三次爆管,這三次爆管已被鑒別為析氫腐蝕。其中爐水呈酸性是析氫腐蝕的一個重要原因) 。同時蒸汽攜帶微量的揮發(fā)性酸進(jìn)入汽輪機內(nèi)部,引起內(nèi)部腐蝕(如 2000 年6 月3 號機大修就發(fā)現(xiàn)汽輪機隔板、葉片及汽室缸等地方有不同程度腐蝕) ?？梢?由于有機物的存在造成了后續(xù)設(shè)備的嚴(yán)重危害,對有機物的去除顯得特別重要。
2 改造方案
通過上述分析,一方面是清水中有機物不斷增加;另一方面是有機物又不能在化學(xué)預(yù)處理設(shè)備被除掉,那么清水中有機物就會隨給水進(jìn)入鍋爐,有機物在爐內(nèi)高溫條件下后引起一系列反應(yīng),嚴(yán)重危害鍋爐的安全運行。所以必須在除鹽系統(tǒng)前增加一套活性炭過濾器,*清除清水中有機物。該廠現(xiàn)有三臺機械過濾器,每臺額定出力為150 t/ h ,實際上鍋爐正常補水約為100 t/ h 左右,如果將一臺機械過濾器改造為活性炭過濾器,剩余兩臺兩機械過濾器額定出力為300 t/ h ,仍可滿足該廠化學(xué)預(yù)處理的需要?，F(xiàn)該廠過濾器系統(tǒng)圖如圖1 所示。
改造方案為將為3 號機械過濾器改造為活性炭過濾器,再增加兩個閥門,改造后系統(tǒng)圖如圖2 所示。改造前后系統(tǒng)變化很小,操作也很方便。
3 運行方案
當(dāng)發(fā)現(xiàn)清水中有機物增大時,將活性炭過濾器投入使用,具體操作如下: 開3G5 閥門,關(guān)3G4 閥門。如果清水有機物中減少到正常狀態(tài)時,將活性炭過濾器退出運行,具體操作如下:開3G4 閥門,關(guān)3G5 閥門。實際運行效果為表2 所示:
4 結(jié)束語
1) 由于該廠化學(xué)用水水質(zhì)經(jīng)常受到污染,所以必須采取有效措施予以解決。
2) 將現(xiàn)有一臺機械過濾器改造為活性炭過濾器是可行的。
3) 整個改造過程系統(tǒng)變化少,易操作,投資不大,還可以節(jié)約大量酸堿費。
