凝结水精处理系统提前投入可行性和性价比研究

性价比研究高建成，刘天涯，刘博（中国能源建设集团西北电力试验研究院有限公司，陕西西安7100）摘要：对于火力发电厂而言，凝结水精处理存在的意义就是以牺牲寿命为代价而改善系统水汽岛质的设备， 因此，理论上来说其投入运行的时间越早，越能体现设计意图和设备价值。在实际调试和运行中往往由于各种原

因使得精处理设备不能提早投入运行，不但浪费了大量的除盐水、燃油、燃煤等消耗性原料，延长了启动时间， 更重要的是短时间排放大量废水对零排放的设计机组而言无疑是灾难性的，甚至可能会造成环保事件。关键词：精处理；提前投入；可行性；性价比；节能中图分类号：TM621.8 文献标识码：B1概述求的回收标准是铁浓度小于1 000 Pg/L,其余各类化 学监督导则皆引用了该标准要求的参数。在铁浓度大 对于火力发电机组而言，凝结水精处理就是以牺牲

于1 000 Pg/L之前的所有冲洗水要全部排放，依据

寿命为代价而改善系统水汽品质的设备，根据现行的各 笔者十余年来的基建调试经验而言，冲洗水要达到

种化学监督导则，凝结水精处理投入的必要条件是铁浓 这个基础对不同机组而言动辄需要排放3 000-5 000 t 度小于1 000 Ug/L,有的企业标准甚至更小，单方面追

除盐水，甚至更多；运行电厂机组停机10天以上再 求回收高标准水质似乎已成为潮流。然而，在实际调试

次启动的冲洗效果稍好，但也在2 000 t除盐水以上。

和运行中往往由于各种原因使得精处理设备不能提前投 因为冲洗时防止除盐水造成二次腐蚀，需要提高水体 入运行，不但浪费了大量的除盐水、燃油、燃煤等消耗 的氧化还原电位，因而添加了氨水甚至联氨调整pH 性原料，延长了启动时间，更重要的是，短时间排放大 值在9〜10之间，这样的水质并不符合排放标准。何况，

量废水对零排放的设计机组而言可能会造成环保事件。随着《水污染防治行动计划》（简称“水十条”）和《土 笔者经过多年的潜心研究，并结合现场实际工作经 壤污染防治行动计划》（简称“土十条”）的颁布执行，

验，提出了精处理提前投入的可行性要结合材料科技的

越来越多的电厂要求废水零排放，这在调试试运初期 发展、性价比与设备状况，而不能把回收水质作为唯一 仍然是个系统性的难题，即使商业运行电厂，短时间

条件的新思路。本研究认为凝结水精处理提前投入能有 大量的废水排放也面临着巨大的压力和浪费。因此， 效提高设备使用价值、节省大量除盐水等消耗性原料， 无论是从经济性、环保性等各方面而言，提高设备的

进而提高设备的性价比，最重要的是大幅减少了废水排

使用效率、节省成本、减少废水排放都是一个迫在眉 放，大幅减轻了环保压力，避免了可能发生的环保事件,

睫的问题。并且改善了电厂周围生态、环境友好状态。3精处理的典型配置及不能提前投入的

2精处理投入时机把握的现状原因分析根据DL/T 8—2015《电力基本建设热力设备化 3.1精处理典型配置及作用学监督导则》以及目前可查阅的导则要求，在吹管期间

对于我国北方水资源比较贫乏的广大地区而言， 应该投入精处理，但是投入精处理的前提条件是铁浓度

大幅节水的空冷机组基本上就是唯一的设计选择。空 小于1 000 Pg/L。整套启动前的冷态、热态冲洗全部要

冷机组凝结水的主要污染物的特点决定了凝结水精处

作者简介：高建成（1980-）,男，高级工程师，主要从事电厂化学环保与环境水处理方面的研究与调试工作。 收稿日期：2019-07-12。• 2 •清洗世界第8期理的工艺方案。例如，直接空冷机组的主要污染物是铁 腐蚀产物、SiO2, C02 ；混合式间冷机组的主要腐蚀产

物是铁和铝。因此典型的精处理装置应具有除铁和硅的 能力，如前置过滤器+高速混床。其中前置过滤器的作 用主要是去除水中的腐蚀产物等机械杂质，也是去除铁

杂质颗粒(微米级别)的主要手段；高速混床的作用主 要是去除溶解在水中的盐类，并附带有过滤除去机械杂 质的能力。3.2精处理不能提前投入的原因及分析(1) 辅机招标拖后和供货延迟，安装没有按时完成。

众所周知，对于基建电厂庞大的系统、繁多的设备而言， 不可能同时同批招标供货，一般而言需十个左右批次。 凝结水精处理设备一般在电厂基建招标序列中排的比较

靠后，再加上设备厂家供货不及时等原因，导致设备到 厂的时间相当滞后。(2) 安装滞后，设备调试没有完成。精处理设备到

货后，现场基本上处于安装的高峰期，特别是热工、电 气设备全厂同批供货后情况更严重，安装单位往往把有 限的人力资源安排在更为重要的主机工作面，精处理设

备安装、单体调试优先级别较低，所以导致系统不能及

时调试、试运。(3) 根据冲洗水质要求，不能及时投入。化学从业 人员没有与时俱进，深入了解材料制造技术的飞速发展

和设计意图，局限于化学监督导则的要求，使得己经调

试好的设备不能及时运行。4精处理提前投入的可行性随着科技的飞速发展、材料制造成本大幅降低，近 年来越来越多的电厂为精处理系统前置过滤器和高速混 床额外配备启动滤元和启动树脂。启动滤元和树脂仅仅

只应用于机组试运的短暂期限，机组正式投产后即弃之 不用，而其目的也是针对试运初期较差的水质和保护热

力系统设备，需提前及早投入精处理设备。目前，大多 数化学从业人员并没有充分认识到这一设计意图，仍然 按照针对传统正式滤元和树脂的进水要求，过度的保护

了本用于牺牲的临时材料，白白浪费了大量除盐水，加 大了废水排放压力，而使得启动滤元和树脂并没有起到

应有的作用，造成了水资源等消耗性原料和设备相对闲 置的双重浪费。对已经进入商业运行的机组而言，虽然己经没有启

动树脂和启动滤元，但是水质也同时大幅改善，即使距 离铁浓度小于1 000 Pg/L目标尚远，但对于前置过滤

器本身而言，已毫无困难。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300 Pg/L。当水中铁浓度小于500 Pg/L时，

经过再生可以恢复。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o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，

即可保证铁离子不会对树脂造成不可复苏的铁污染。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》中&2.1.2 d要求裸混床工

艺，当凝结水含铁量降至500 Pg/L以下时，可投入运行， 从导则方面证实了该研究的应用。而前置过滤器的厂家

说明书中描述一般为除铁效率大于99%,经过计算，理 论上经过过滤器的入口铁即使50 000 Pg/L,过滤器岀

口也会达到500 Ug/L,符合标准。根据DL/T 333.2—2013《火电厂凝结水精处理系统

技术要求第2部分：空冷机组》中9.1.1.2表要求，当 前置过滤器的除铁率在80%~90%,除铁效率为良好，

按此计算除铁器出口铁含量小于500 Pg/L时，凝结水

铁含量在25 00〜5 000 Pg/L之间。可见，凝结水Fe含 量在4 000-5 000 Pg/L左右时提前投入精处理是可行的。5精处理提前投入的性价比无论是对基建机组还是商业运行机组而言，冲洗水 的大量排放不仅是对除盐水的大量浪费，对废水处理系 统短时间造成巨大冲击，而且使得凝结水精处理设备闲

置，属于双料浪费。特别是随着环保要求的日益严格， 现在的电厂大多要求废水零排放，对于正常运行的机组 而言，小于3%甚至小于1.5%的补水率所产水的废水

经过循环利用是可以实现废水零排放的，但是启动初期

短时间大量废水的攒集是非常棘手的问题，废水处理系

统的处理负荷根本无法承担，而废水处理系统的废水池

缓冲能力有限，势必会带来一系列问题；而对于新建机 组来说，系统还没有完整运行，短时间冲洗产生的大量

废水根本无法消耗，就会造成更大的问题，甚至造成环 保事件。精处理提前投入基本不会影响凝结水精处理系统核

心设备(过滤器+高速混床)的寿命。退一步讲，提前

投入也只对过滤器滤芯有一定的影响，和高速混床关系

不大。而过滤器滤芯一般为调试时期启动滤元，非正式

设备，短暂使用后即需要更换，不必考虑其寿命问题。 如果是正式设备，过滤器滤芯堵塞可在线化学清洗，清

洗后即可恢复，一般一次化学清洗的费用在5〜10万元。机组提前投入精处理按照缩短1天时间核算：节约 除盐水费用为80t/hX24hX18元=34 560元；节约废

水处理费用为80 t/hX24 hX 1元=1 920元；节约电资 源为 0. 元 /kw.hX24 hXl 000 kW= 1 2960 元；节约

的燃油4 t/hX24hX6 000元=57 6000元；节约的燃煤 20 t/hX24 hX500元=240 000元；前置过滤器按照折

旧损失计算20 000元X 10%= 2 000元。可见，单台机组提前投用精处理在缩短1天启动

第35卷高建成等.凝结水精处理系统提前投入可行性和性价比研究• 3 •时间的基础上可节约863 440元，其中未包含节约的

建议在组织技术研讨会后在试运指挥部的授权下，当凝 结水Fe含量小于5 000 ug/L时投入精处理，完全投入 过滤器后过滤器的出口铁小于500 ug/L,可投运高速 混床。如果在铁含量于5 000 Ug/L左右时不确定，首 次试运行可于Fe含量在2 000-3 000 Ug/L时投入，此

废水处理所需药品费用和人工成本。综上所述，从性价比而言，在机组启动初期提前投

入精处理，些许费用和节省的除盐水、煤、油等消耗性

原料、启动时间、环保压力等相比，其优势更加凸显。时水质外观已经基本澄清。6精处理提前投入后水质指标优良的典型 案例关于提前投入时间点，笔者建议在现场实际进度可

(2) 从性价比而言，精处理提前投入所消耗的滤芯

化学清洗费用、滤芯的折旧费与节约除盐水、燃油、电 能等耗费、机组启动时间及废水排放处理的环保压力相

比，其优势更加凸显。控前提下，可于锅炉上水前1天启动凝泵进行再循环， 从而净化凝结水。正在试运的机组短暂停机2~3天时，

(3) 提前投入点可于锅炉上水前1天启动凝泵进

行循环，投精处理进行水质净化；正在试运的机组停机 2~3天时，凝泵可不停运，此时，根据情况建议凝结水

一般凝泵可不停运，此时，根据情况建议凝结水精处理 系统可不退出运行。笔者在多年的深入研究理论和设备 发展历史的基础上，在富平电厂吹管期间，提前投入精 处理，取得了不错的效果。精处理系统可不退出运行。(4) 本文建议含有前置过滤器的精处理(包含只有

除铁过滤器无高速混床精处理系统)可提前投入，若精

依据有关导则要求，锅炉点火前冷态冲洗要求铁小 于200 Ug/L。富平某电厂点火吹管前首先开始炉前冷

处理为裸混床，必须按照导则要求，当凝结水铁含量小 于500 Pg/L时投用，防止水质铁含量过高导致树脂污

态冲洗，凝汽器水位达到高水位后启动凝结水泵排放冲 染；如若由于机组启动时间、并网时间等其他因素导致 需提前投入，可在衡量性价比后执行。洗，并每小时化验铁一次，刚开始为5 000 Pg/L以上， 水质深黄。冲洗2 h后，铁降到4 800 Pg/L,水质浅黄，

并且连续2小时铁含量下降较慢，到4 200 Pg/Lo为了 参考文献：[1] DL/T 8—2015电力基本建设热力设备化学监督导则[SJ.

北京：中国电力出版社，2015.节省除盐水，减少排放量，充分发挥前置过滤器启动滤 元的作用，笔者提前投入精处理前置过滤器并关闭排放，

水在凝汽器一凝结水泵一轴封加热器一精处理前置过滤 [2] DL/T 333.2—2013火电厂凝结水精处理系统技术要求(第

2部分：空冷机组)[S].北京：中国电力出版社，2013.器一低压加热器一除氧器一凝汽器之间闭式循环，发现 当铁小于2 000 ug/L时，水质澄清透明，且水质在3 h 之内从4 800 ng/L降到650 ng/L,此时投入精处理高

[3] 中主编.发电厂水处理工程[M].中国电力岀版社，

199&速混床。[4] 姚军.有关凝结水精处理系统进口铁含量的探讨[J].科技

与创新，2016(7).7总结(1)提前投入精处理，可加快改善水质，避免过多 除盐水浪费，达到节能环保的目的，同时可缩短机组启

[5] 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.[6] 高建成.神华神东电力陕西富平热电有限公司精处理系统

调试报告[R].中国能源建设集团西北电力试验研究院有限

动时间，在技术层面是可行的。鉴于目前导则的规定， 公司，2017.OOOOOOOOOOOCXXXXXXXXKXXXxXKXXXXXXXXXXXXXXXXOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOCXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO欢迎殺稿欢迎行闻欢迎投教广告