行业丨图解火电行业辅控系统—水系统工艺

    火力发电厂实质上是一个能量转化的工厂，水在其中的主要作用就是传递能量和作为冷却介质。在水汽循环流动过程中,由于设备和管道系统水的排放、蒸发、泄漏等，会造成水、汽损失，为保持平衡,必须向系统中补给所需水量。普通水（地表水或地下水）含有大量钙、镁、钠的重碳酸化物、氯化物、硫酸化物、硅酸等，它们会影响热力设备导热特性,降低设备的工作寿命,必须要除去这些物质。

• 凝汽器冷却水或冷却塔补给水

• 凝结水精处理系统：凝汽器出口水经过精处理进入低加。

• 锅炉补给水:经过化学处理的水进入凝结水补水箱

• 锅炉内水处理

• 工业冷却水(其他冷却器和转动机械的轴承冷却水)

• 除尘/除灰/通风用水

• 生活/消防用水

• 生产回水处理（含腐蚀产物和油，一般采用过滤方法回收）

• 废水处理

• 锅炉补给水处理系统

• 汽轮机凝结水精处理系统

• 锅内水处理系统：加药,使锅内结垢软化或溶解,通过锅炉排污排出。

处理过程大致分为：预处理,预脱盐,精脱盐。

• 预处理：澄清池,无阀滤池,叠片式过滤器,加药装置,多介质过滤器,活性炭过滤器等等。

• 预脱盐(膜分离法)：反渗透装置,加药装置等。

• 精脱盐(离子交换法)：浮动床,混床,阴床,阳床,加氨装置等。

    在高参数，大容量的热力电厂中，通过膜分离法实现锅炉补给水预脱盐。主要包括电渗析，反渗透，超滤等设备，这一过程能将水中98%的盐类除去。

    利用选择透过性离子交换膜，在直流电场作用下，使溶液中电解质离子产生选择性定向迁移，达到水和离子分离的技术。

反渗透原理：在一定温度下，两种不同浓度的溶液分别置于半透膜(只允许溶剂通过而溶质不能通过的膜)两侧时，溶剂会自动从低浓度一侧流向高浓度一侧，这种现象叫做渗透。渗透是自发进行的，当在浓溶液上外加压力(大于渗透压)时，浓溶液中的溶剂就会通过半透膜流向稀溶液一侧,这种现象叫做反渗透。

超滤原理：超滤是一种利用压力的活性膜，在外界推动力作用下截留水中的胶体，颗粒和分子量相对较高的有机物质，而水和小的溶质颗粒透过膜的分离过程。

主要设备：清水箱、过滤器、阳床、除碳器、阴床、混床、酸/碱储存罐、计量箱、中间水箱, 泵、阀门和风机等。

 离子交换原理

阴、阳离子交换树脂对水中的各种阴、阳离子进行置换。

除碳器：除去天然水中的CO2 ,防止水质呈弱酸性。

水中碳酸化合物有如下关系：

气体在水中溶解度服从于亨利定律，即在一定温度下，气体在水中的溶解度与液面上该气体的

分压成正比。因此只要与水相接触的的气体中CO2分压低，溶解于水中游离的CO2解析出来，达到

除去的目的。

除碳器有鼓风式和真空式除碳。

• 鼓风式：水从上部进入，空气由风机从底部送入，空气中CO2分压低，水中CO2会析出排至大气。

• 真空式：利用真空泵将除碳器上部抽真空，使水达到该压力下沸点而除去溶于水的气体。

• 蒸汽经过汽机后凝结水中的悬浮物和热力管道中的腐蚀产物。

• 水中的微量离子，如铁和铜(凝汽器主要由黄铜制成)。

• 在机组启动过程中，能大大缩短水汽质量达到合格的时间。

• 能大大提高锅炉给水的质量，减少带入锅炉的盐类和腐蚀产物，提高蒸汽品质。

• 在凝汽器泄漏时，能获得处理故障的时间。

• 氢离子交换器(前置过滤)：在混床前设置氢离子交换器，去除凝结水中的氨和腐蚀产物，同时避免高PH值的凝结水接触阴性树脂。

• 高速混床系统：包括高速混床、树脂捕捉器、再循环单元、旁路单元等子系统。混床内顶部树脂以阴树脂为主，底部以阳树脂为主，能达到良好的除盐效果。树脂捕捉器用来捕集随水带出离子交换器的树脂颗粒的装置。

    包括锥体分离再生装置（阴树脂再生兼分离塔、阳树脂再生/混合兼储存塔、树脂隔离罐、仪表、阀门、管道等）

    包括酸碱系统（酸碱槽、酸碱计量箱、酸碱喷射器或计量泵）、热水箱单元、冲洗水单元、罗茨风机单元、阀门、树脂等。)

• 升压：开启PA007升压旁路气动球阀，防止中压水对混床的冲击。

• 当混床压力升到设定值，打开混床进口蝶阀PA001和再循环阀PA006，进入再循环。

• 当循环到出水合格时，打开混床出水阀PA002，关闭PA006再循环阀，投入运行。

• 当混床出水水质超标或累积制水量达设定值时，失效混床解列，备用混床自动投入运行，失效树脂送到再生系统进行再生。

    树脂分离、采用锥斗分离技术：锥底配水集水装置、“二次分离”技术、树脂界面检测系统、“固化”的多次（最多可达20次）树脂擦洗、正洗、反洗等。

• 注入酸用于阳树脂再生；

• 注入碱用于阴树脂再生；

• 阴离子树脂正洗；

• 阳离子树脂正洗；

• 输送再生后的树脂到混床