姜永宏
大唐山东电力检修公司 266500
[摘要]为防止大气中CO2及各种杂质对除盐水的污染，发电厂应对除盐水箱采取密封工艺，本文介绍了一种分体式碱性呼吸器，应用情况表明该分体式碱性呼吸器具有效果高、维护方便、对设备形状及结构适应性强等特点。
[关键词] 除盐水箱；除盐水；密封；分体式碱性呼吸器
1、前言
除盐水是机组传递能量的主要工作介质，其品质的优劣直接影响机组的安全经济运行，近年来，随着热力机组蒸汽参数不断提高，尤其是超临界机组的增加，对除盐水的品质要求也越来越高，例如，山东德州电厂（600MW机组）补给水系统配置为二级反渗透+阳阴离子交换+复式除盐，山东聊城电厂（600MW机组）补给水系统配置为二级反渗透+二级复式除盐，其除盐水的品质导电度(25℃)≤0.10μS/cm、SiO2≤10μg/L，Na+≤5ug/l，除盐设备失效终点控制在0.08μS/cm即进入再生程序。目前各大型发电厂除盐水制水系统出水电导率基本可维持在0.10μS/cm以下，但是当高纯度的除盐水进入除盐水箱以后， 随着存放时间的增加，除盐水的电导率逐渐上升同时 pH值逐渐下降 ，主要表现为补给水、 发电机内冷水电导率上升可达到 0 ．7μS／c m ( 2 5 ℃)，p H值也由7．0左右下降到 5．7左右，使得补给水、发电机内冷水明显呈弱酸性。
2、除盐水水质污染的原因
造成除盐水水质污染的原因，主要是空气中CO2和灰尘，通过呼吸口和溢流口进入容器 ，在进水和出水水流扰动帮助下，不断溶解到除盐水中，并在水中发生电离。溶解过程在气体分压定律、 电离平衡和温度等条件的作用下，达到溶解和电离平衡。
平原地带空气中二氧化碳气体的分压为3 0．4 P a ，在除盐水中饱和溶解度为 0．5 2 m g ／L( 2 5 ℃) 左右， 在除盐水中以 C O2、 H+、 HCO3一 三种形式存在,同时近年来各电厂除盐水箱的容量普遍加大，导致除盐水的储存时间加长，空气中灰尘的污染程度也在增强。
3、二氧化碳对热力系统的危害
当水质 p H值在 7～8之间时， 凝结水及给水管道内壁在水中氧气的作用下，表面有一层致密附着力很强氧化层保护膜， 保护管壁不会受到进一步腐蚀 ，当补给水中的游离二氧化碳进入凝结水系统后降低了凝结水的p H值，并能够溶解破坏管道表面致密的氧化保护层， 使其溶解增加凝结水中二价铁离子的含量， 加速管道内壁的氧化腐蚀。二氧化碳不会因为腐蚀而有所消耗 ，它会为加速金属表面的氧化膜溶解提供了一个介质环境，因此控制热力系统中二氧化碳含量是有效防止氧化膜的溶解， 降低腐蚀速度的重要途径。
随着机组容量的增加和采用中性加氧处理的机组增多，如何减少热力系统中二氧化碳的问题也将显得更为重要 。
4、分体式碱性呼吸器的工作原理及工艺设计
4.1 工作原理
当除盐水箱内处于负压 ( 水箱出水>进水或只出不进 ) 时 ， 空气经过吸气口进入CO2 吸收装置 ，经3 0%工业Na OH溶液的中和，并洗涤其中的尘埃和其它酸性气体。除去CO2的气体最终进入除盐水箱，从而防止了大气中的CO2对除盐水箱的污染 ， 其化学反应如下：
CO2 ( 少量) +2 Na OH—Na 2 CO3 +H2O
CO2( 足量 ) + Na OH— Na HCO3
当除盐水箱处于正压(水箱出水<进水或只进不出) 时，除盐水箱中的空气推开吸收装置中的水封单向阀，向外排出。
4.2 工艺设计
( 1 )放置呼吸支管和碱液填料层， 确保 CO 2的吸收效果。为了促使大气中的CO2与吸收器内碱吸收液之间反应充分，空气是经过带有一定密度呼吸管后进入碱吸收液，以密集的气泡穿过碱吸收液，同时在吸收液中放置了一定量的多面球特种填料，该填料有很大的表面积，气泡通过填料层时进一步细化，确保了空气与吸收液的充分接触并发生反应 。
( 2 )安置致空层和大气填料层 ，避免碱液沫被带至水箱为了防止吸收液飞溅或飞沫进入到除盐水箱中。在结构上，连接到除盐水箱的空气管只接到呼吸装置箱盖下，离吸收液有很大一段距离，液态的吸收液是不可能直接吸到除盐水箱中；其次在吸收液中放置了一定量的特种填料，并高出液面，在此填料上有一段缓冲空间，缓冲穿过吸收液的动能，使液沫下沉；在缓冲空间上面还有一层填料，它可再次对吸收液飞沫进行拦截，从而保证吸收液不会进入除盐水箱。
( 3 )设置安全水封器防除盐水箱塌顶、塌边等异常情况。当除盐水箱需要大量向外供水， 除盐水箱内负压(正常工况下水箱的负压一180mmH2O) 迅速增大， 而此时通过吸收装置向除盐水箱补充的空气不足以维持水箱内压力与大气压力平衡，可能会造成水箱塌顶、塌边等到现象。S F安全水封正是为解决这一特殊情况而设计的。S F安全水封连接在除盐水箱的溢流管上，其结构上有一溢流弯管，不影响除盐水箱溢流。其外筒体中有一内管，内管上口接除盐水箱溢流管，下口浸入外筒的水封层中。除盐水箱非供水状态下，外筒和内管之间由水封层隔离，阻止了外部空气通过溢流口进入除盐水箱；当水箱正常供水时，除盐水箱内形成的负压不足以使外筒中的水位下降而使除盐水箱与外界空气接通，外界空气只能通过吸收装置，在吸收装置中完成除碳后才能进入除盐水箱；当除盐水箱向外大量供水时，通过吸收装置进入除盐水箱的空气不能维持箱内气压与外界大气压的平衡，水箱负压急剧升高，超过 S F安全水封的设计值( 水封的破坏值一240 mmH2O )，此时，外筒中水位下降， 外界空气通过 S F安全水封进入除盐水箱，保护水箱筒体( 水箱的负压值≯ 一260 mmH2O) 不受损坏。此外，S F安全水封下部设有放水阀门，当除盐水箱有计划向外大量排水时， 可打开此阀门放水，从而取消水封层，使空气能顺利通过S F安全水封进入除盐水箱，确保除盐水箱安全。
（4）水箱呼吸器的防冻问题。
由于黄岛电厂在冬季最低气温在－100以下，水箱呼吸器及S F安全水封在冬季的防冻措施非常重要。
（5）每台除盐水箱增设安装负压爆破膜1-2只，以降低设备运行风险，防止水箱变形。
（6）在水箱上部空气管安装真空压力表，并通过变送器远传水处理DCS报警。
（7）投运呼吸器后水箱将在负压180mm水柱下运行。
7、效果分析
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8 结论
8.1大容量除盐水箱安装分体式碱性呼吸器能有效隔离空气中二氧化碳和灰尘等杂质，确保水箱出水水质满足标准要求。
8.2分体式碱性呼吸器用于内置溢流管水箱密封改造时，安装工艺相对简单，无须在水箱内进行焊接，但要求各连接处尽量采用硬密封，使整个结构呈现在微真空状态，才能有效保证水箱呼吸器的工作。
8.3 大容量除盐水箱采取必要的工艺考虑后可在负压180mm水柱下安全运行。
参考文献
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[4] 李芳妹、帅玉文等除盐水箱密封装置研制