水环式真空区域去除氨味的优化改造

水环式真空区域去除氨味的优化改造

王树芳

（福建省晋南热电有限责任公司福建泉州362000）

摘要：鸿山热电有限公司2台600MW汽轮发电机组的每台机组分别配置了3台水环式真空泵，运行中设备区域存在氨味较重，影响人身健康等问题，据此分析查找原因并提出了解决方案，优化目前的运行方式，对设备、系统进行部分改进。改造后成果显著，提高设备可靠性，保障人身安全。

关键词：给水加药；罗茨泵真空泵组；

引言：火力发电厂的给水除氧有化学除氧和物理除氧两种方法。化学除氧可以彻底除氧，但是费用较高，还会生成盐类，故电厂中较少单独采用这种方法。物理除氧即热力除氧采用加热方法，它能够去除水中的大部分气体。对于亚临界压力机组，热力除氧已能够基本满足要求；对于超临界压力机组，则在热力除氧的基础上，再做补充化学除氧。

鸿山热电厂给水系统的除氧采用热力除氧和化学除氧相结合的方法，即在给水系统设置热力除氧器作为除氧的主要措施，同时向给水中加入化学除氧剂联氨（N2H4）作为除氧的辅助措施。向给水中加氨不仅可中和水中CO2等酸性物质，防止酸性腐蚀，而且可提高给水PH值，以增强金属表面钝化膜在水中稳定性。

1.目前水环式真空泵区域存在的主要问题及源头排查

水环式真空泵区域及附近排水沟经常能闻到较重的氨味，由于排水沟相连相通，先从地沟排查氨味的来源。考虑精处理反洗水通过地沟排至机组排水槽，加药间的排水同样是在同一路地沟，加药间的排水不可避免带有氨味，所以是否氨气通过排水沟传到真空泵区域，因此采用试纸沿着排水沟测试排水的PH度，由于氨水呈弱碱性，试纸可以直观地呈现结果，因此检查方式可靠有效。

通过排查，排水沟区域有部分积水呈中性，排除排水沟内水的流动将氨气带至真空泵区域的可能性。

测试水环式真空泵分离器的排水后，发现排水呈弱碱性，因此可以断定水环式真空泵泵体内有析出氨气，造成排水会呈弱碱性。

机组正常运行中机组的真空主要依靠循环水凝结低压缸排汽形成，水环式真空泵只是将其中的不凝结气体和漏入的空气和部分水蒸气抽出，由于水环泵中气体压缩是等温的，故可以抽除易燃、易爆的气体。由于没有排气阀及摩擦表面，故可以抽除带尘埃的气体、可凝性气体和气水混合物。由于氨气极易溶于水，所以应该是水环式真空泵抽出的氨气再经过分离器后排水就会有氨味。

2.给水系统加氨原理介绍及原因分析

给水加氨处理的实质就是用氨来中和给水中的游离二氧化碳，并把给水中的PH值提高到水质标准规定的碱性范围，从而将凝结水——给水系统中钢和铜合金材料的腐蚀速度控制在较低的范围，以保证给水中铁和铜的含量符合规定标准。

2.1氨的性质及其在水汽系统中的理化过程：

在常温常压下，氨是一种有刺激性气味的无色气体，极易溶解于水，其水溶液称为氨水。氨在高温高压下不会分解、易挥发、无毒，因此可以在各种压力等级的机组中使用。

在水汽系统中ＮＨ３、ＣＯ２和Ｈ２Ｏ之间存在着复杂的平衡关系。在热力设备运行过程中，水汽系统中有液相的蒸发和汽相的凝结，以及抽汽等过程。氨又是一种易挥发的物质，因而氨进入锅炉后会挥发进入蒸汽，随蒸汽通过汽轮机后排入凝汽器。在凝汽器中，富集在空冷区的氨，一部分会被真空泵抽出，尚有一部分氨溶入了凝结水中，随后，当凝结水进入除氧器后，氨会随除氧器排汽而损失一些，剩余的氨则进入给水中继续在水汽系统中循环。如果机组中有凝结水精处理系统，则氨将在其中全部被除去。因此，在加氨处理时，估计加氨量的多少，要考虑氨在水汽系统中的实际损失情况。

为了维持高温给水中较高的pH值，则必须增加给水的含氨量，这就可能使水汽中的氨浓度过高，从而将使处理凝结水的混床设备的运行周期缩短。由于氨的分配系数较大，所以氨在水汽系统各个部位的分布不均匀。氨水的电离平衡受温度的影响很大。如温度从25℃升高到275℃，氨的电离常数从1.8×10-5降到1.12×10-6。因此使水中OHˉ离子的浓度降低。这样，给水温度升高后就显得不够，不足以维持必要的给水pH值。为了维持高温给水中较高的pH值，则必须增加给水的含氨量，这就可能使水汽中的氨浓度过高，从而将使处理凝结水的混床设备的运行周期缩短，通过调取运行历史数据，混床的运行周期较之前短，再生频率也较高。再生时排放的废水量也多，处理再生废水的费用加大，无形中提高了运行费用。

鸿山热电厂的给水和凝结水加氨采用自动加药方式，给水加氨根据给水流量和水汽取样系统的给水比电导率信号控制加药量；凝结水加氨根据凝结水流量和除氧器进口比电导率模拟信号控制加药量。

每台机组设1套组合式加氨装置，为机电控一体化装置。每套加氨装置包括2台氨溶液箱、2台凝结水加氨计量泵（1用1备）、2台给水加氨计量泵（1用1备）、1套氨气吸收装置、1套自动配氨系统。加氨点设在启动上水管、除氧器下降管和凝结水精处理系统出水母管上。

由于鸿山热电厂是大流量抽凝供热机组，供热用户的蒸汽不回收，因此运行中机组需要大量补水，所以给水系统的PH值会有一定的波动，自动加氨的设计存在着加氨量过大的情况，即在PH值不超标的情况时加氨量过大。

3.解决方案

经过上述的分析，真空泵区域氨味重的根源是运行中给水的加氨量偏大，所以从运行和设备上制定优化措施：1、供热机组运行中补水量大，PH值的波动可能造成加氨量偏大，所以适当微调PH值的下限，调配氨水时采取固定时间和压力的方式，保证配药的准确性。2、对真空泵分离器的排水管进行改造，排水管不直排至地沟，使用PVC塑料管引流至排污坑，管口伸入排污坑液面下。由于氨气溶于水的溶解度为1：700，管口伸入液面下可以避免氨气的溢出。排污坑的废水由排污泵排至工业废水处理系统，确保废水处理达标。

4.改造优化的效果评价

根据试验结果及改造验收标准，改造达到了预期效果：

1.通过连续一段时间监测精处理系统的混床运行情况，优化后周期制水量略有提高，再生周期会延长；

2.通过排水管的引流消除真空泵区域的氨味异常情况，汽机房整体环境得到改善，人员的职业健康得到保障。

参考文献：

[1]鸿山热电厂600MW机组化学运行规程.

[2]鸿山热电厂600MW机组集控运行规程.