Тема 9. Загрязнения пара и способы борьбы с ним
9.1. Электромагнитный фильтр (эмф)
Электромагнитный способ обезжелезивания конденсата может быть реализован по двум вариантам. Первый вариант – установка электромагнитного фильтра в схеме конденсатоочистки как единственного обезжелезивающего аппарата. Второй вариант – установка электромагнитного флокулятора перед механическим фильтром (сульфатным или целлюлозным) для повышения эффективности обезжелезивания.
Магнитное поле в корпусе ЭМФ создается соленоидной катушкой, питаемой постоянным током. Катушка соленоида крепится на опорном кольце цилиндрической части корпуса фильтра. Охлаждение катушки естественное. Обвязка ЭМФ выполнена трубопроводами с антикоррозионным покрытием, арматура снабжена электропроводами.
На местный щит выведены ключи дистанционного управления арматурой ЭМФ с сигнальными лампами электроприводов задвижек; кнопки управления контактора питающего устройства магнита; кнопка схемы размагничивания; вольтметр, контролирующий наличие напряжения на магните, и амперметр, определяющий токовую нагрузку на фильтр. Фильтр оборудован манометрами и дифференциальным реле давления для измерения перепада в слое загрузки.
На блочный щит управления (БЩУ) выведены световые сигналы состояния фильтра: «ЭМФ включен», «Размагничивание ЭМФ», «ЭМФ отключен». Появление перечисленных световых сигналов сопровождается технологической сигнализацией.
По окончании монтажа ЭМФ корпус проверяют на гидравлическую прочность, затем загружают шарики. Для удаления с поверхности шариков консервирующего (маслянистого) покрытия их промывают раствором смачивателя ОП-10 или ОП-7 с последующей отмывкой горячим и холодным конденсатом.
Перед включением фильтра в работу проверяют основные характеристики соленоидной катушки: сопротивление соленоида и сопротивление изоляции обмоточного провода. Перед подачей конденсата на очистку включают питание катушки соленоида, в противном случае фильтр будет работать с неуплотненным слоем шариков и низким эффектом обезжелезивания.
В течение рабочего цикла ЭМФ ведут контроль за эффективностью обезжелезивания, отбирая пробы до и после фильтра и определяя в них содержание железа. Контролируют также перепад давления на фильтрующей загрузке. Показателем завершения рабочего цикла является увеличение перепада давления более 0,15 МПа и снижение степени обезжелезивания (менее 30 %). Средняя продолжительность цикла 16–20 суток.
По результатам наблюдений за работой ЭМФ Среднеуральской и Рефтинской ГРЭС установлено, что в пределах рабочего цикла ЭМФ при стабильной работе блока эффективность обезжелезивания находится на уровне 40 %. Значительное повышение эффективности обезжелезивания (до 60 %) отмечается при содержании железа в конденсате (рис.15.1)
Рис.9.1. Зависимость эффективности обезжелезивания железа
в исходном конденсате
Эффективность работы ЭМФ повышается при совмещении в технологическом процессе с сульфоугольными фильтрами (СУФ) и фильтрами смешанного действия (ФСД).
9.2. Особенности осветления турбинных и производственных конденсатов
Питание паровых котлов осуществляется в основном конденсатом пара, потери которого восполняются химически обработанной водой.
В котельных ТЭС стремятся получить возможно больший возврат конденсата в цикл, так как это упрощает водоподготовительную установку, не говоря уже об улучшении условий работы парового котла.
Турбинный конденсат, пройдя внутренний технологический цикл ТЭЦ, загрязняется солями кальция, натрия, магния, продуктами коррозии пароконденсатного тракта и т.д. Производственный конденсат в отличие от турбинного загрязнен продуктами низкотемпературной коррозии в форме тонкодисперсной взвеси гидрооксидов металлов, не удаляемых полностью при фильтровании. Конденсат, который может быть загрязнен соединениями, образующими при термолизе минеральные или органические кислоты, не должен использоваться в цикле ГЭС. К числу таких соединений прежде всего относятся органически связанные галоиды, сера, селен, мышьяк, фосфор, азот и другие элементы.
В связи с множеством загрязняющих примесей (органического и неорганического состава) методы очистки могут быть различными, поэтому целесообразно рассмотреть технологию очистки от наиболее часто встречающихся в практике загрязнений, т.е. от минеральных солей, продуктов коррозии и нефтепродуктов.
Схема очистки конденсата определяется не только специфическими загрязняющими примесями, но и рабочими параметрами котлов ТЭС или котельной. Так, для котлов низкого и среднего давления схема может иметь только одну ступень механической очистки, а для котлов высокого и сверхвысокого давления необходима еще и вторая ступень – ионитная очистка.
Очистка конденсата от продуктов коррозии применяется для предотвращения образований железоокисных накипей в котле.
В связи с многообразием форм и состояний присутствующего в конденсате железа очистка его предусматривается через различные сорбенты.
Оптимальными схемами очистки конденсата от продуктов коррозии в котельных считаются в настоящее время следующие: фильтрование через механические фильтры, загруженные коксом (устанавливаются при необходимости), фильтрование через катионитные фильтры, загруженные сульфоуглем (при температуре конденсата менее 60 °С) или катионитом КУ-2 (при температуре 100 °С). Используются также конструкции Н-катионитного фильтра второй ступени.
Высота фильтрующего слоя при обезжелезивании применяется равной 0,8 м. Периодически предусматривается регенерация катионита серной кислотой, ее периодичность устанавливается при эксплуатации в зависимости от содержания железа в обрабатываемом конденсате. Технологические и расчетные данные для катионитного фильтра, работающего в схеме обезжелезивания конденсата приведены в отдельных таблицах.
Обезмасливание конденсата осуществляется при загрязнении конденсата мазутом, смазочными маслами и другими нефтепродуктами.
Практически обезмасливание производят методом отстоя загрязненного конденсата. Отстоявшийся нижний слой подается на механические (осветлительные фильтры), загруженные нефтяным или каменноугольным коксом, дробленым антрацитом или термоантрацитом (допускается использование отработанного активированного угля) с размером зерен 1–3 мм при высоте слоя 1–1,2 м. Фильтруется конденсат со скоростью 5–7 м/ч.
Остаточное содержание масла после механических фильтров составляет 4–6 мг/дм3. Для более полного удаления масла (до остаточной конденсации 1–2 мг/дм3) на механическом фильтре на поверхности фильтрующего слоя создают пленку из хлопьев гидроксида алюминия Al(OH)3.
Для более полного удаления масла и гидроксида алюминия фильтр периодически промывают горячим раствором щелочи. После механического фильтра конденсат поступает в сорбционный фильтр, загруженный активированным углем (марок БАУ, КАД и др.) с размером зерен 1–3,5 мм насыпным весом 200–250 кг/м3 и высотой фильтрующего слоя 2,5 м. Сорбционная емкость активированного угля по «маслам» составляет 25 % его сухой массы (при слое в 1,5 м). Свежий активированный уголь удаляет масло до следов, в среднем в фильтрате содержание масла не превышает 0,5 мг/дм3.
Производственные конденсаты освобождаются от минеральных солей на одноступенчатом Н-ОН-ионизировании. В Н-катионитных фильтрах используют катионит КУ-2, в ОН-анионитных – АВ-17.
Контрольные вопросы
Основной принцип работы ЭМФ?
Какие примеси в турбинном и производственном конденсате и их особенности?
Назовите методы очистки конденсата?