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3.6 浮顶密封法
水箱内加一套浮顶,使其箱内水面与空气隔开。浮顶像活塞一样,随着水箱水位的下降或上升而浮动,从而达到防止箱内水质劣化的目的。浮顶有硬浮顶和软浮顶之分。硬浮顶有金属浮顶和钢架发泡EPS 浮顶,均因受制于价格及安装、维护等问题,在国内市场上鲜见。
软浮顶,其主体覆盖物是一层具有足够强度和气密性的膜,使气液两相隔绝,膜下固定若干浮块,使膜浮于液面。膜的外缘用几层刚性的环固定,在环的周边再固以橡皮环,保证装置外缘与容器壁滑动接触和密封。浮顶上因定绳索牵动了浮标式液位计标尺运动,指示液位。因浮顶与箱壁采用"活塞环"方式—密封橡皮设计,浮顶能上能下运动自如。全部零部件可由人孔门运入箱内,在容器底部拼装,无需搭脚手架,浮顶也无须自带支撑。目前市场常见的就是这种浮顶。
优点:基本上解决液面全密封问题,密封效果好。
缺点:除盐水箱不能从上部进水,底侧部、底部进水均可。
4 除盐水箱密封装置的选择
富电总厂除盐水箱的进、出水为高进低出,水箱内壁不光滑,上下圆锥度较大,考虑到密封方法的适用性和我厂的具体实际情况,优选碱性物质吸收法用于我厂除盐水箱的密封,会对除盐水箱水质的二次污染起到一个很好的预防作用。
5 除盐水箱碱化吸收密封工艺
5.1 碱化吸收密封工艺原理及流程
当水箱处于负压时,空气经过吸气口进入一定体积的碱液箱(见图1),经氢氧化钠溶液中和除去其中的CO2 后进入除盐水箱(CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O)。而当水箱进水处于微正压时,水箱内的气体经逆止阀排出,使水箱内压力始终保持与大气压力平衡,确保除盐水箱储水、供水的正常运行,从而防止了大气中CO2 对除盐水箱的污染。其流程为:水箱进入的大气经NaOH 溶液中和去除CO2,并洗涤尘埃和其它酸性气体。水箱溢流口采用U 型密封,使水箱维持全封闭运行。在水箱溢流管适当位置接一三通,装上动作灵敏可靠的反向空气逆止阀(即水箱负压时逆止阀关闭,正压时开启)。
图1 除盐水箱密封示意图
5.2 设计目标
为了使除盐水免受空气中CO2 污染,确保向机组供应合格的除盐水(DD≤0.2μS/cm),设计中除盐水箱加装呼吸器后,当水箱进水电导率不大于0.15μS/cm 时,除盐水箱出水电导率不大于0.2μS/cm。同时确保在机组大流量补水时或水箱静置7 天的条件下,碱液除碳器工作正常,除盐水箱出水导电度仍不大于0.2μS/cm。
5.3 密封装置设计参数的确定
(1)碱箱体积,碱液合理高度与CO2 被中和吸收率的关系,通过小型实验和理论计算来确定碱箱体积、碱液合理高度;
(2)被吸入空气的体积流量、流速与除盐水箱出水流量对应关系;
(3)负压止回阀与碱液除碳器内空气小孔分布匹配诸要素。
5.4 密封装置设计说明
(1)碱箱体积,碱液合理高度
富电总厂各机组补水量,夏季一般在60 t/h~120t/h,冬季一般在150 t/h~250t/h,最大补水量可达300t/h。因此设计密封装置碱液罐体积、碱液高度应按最大供水量300t/h 考虑。
每小时供水300t,其吸入空气的体积为300m3,其中含CO2 的质量数为:0.046%×300m3×1303g/m3=180g/h。在此条件下,设计碱液罐的使用周期为15 天,因此折合吸收CO2 的质量数为:180g/h×15d×24h=64.8kg,与碱液接触CO2 按100%吸收需30%NaOH 溶液质量数为:
118 kg/30%=393 kg,按碱液20%的富余量则需30%NaOH 溶液的体积数为:472 kg/398.4
kg/m3=1.18m3,考虑到碱液罐体积的一定富余量碱液罐按1.5m3 设计。
参考国内外一些设计经验和小型模拟实验,碱罐的高度按2.0m 设计,内填加碱液高度为1.5m~1.8m,即可满足密封吸收要求。
(2)将四台除盐水箱溢流管距地面2.5m 高架空汇集于一条直径为273mm 的母管上引入室内排水沟内,并形成U 型水封,防止直接与大气相通。架空管道沿走向有千分之五到千分之十的坡度,并进行外保温处理,防止冬季管道内积水结冰。在水箱溢流管汇集的母管上部适当位置接一三通,装上动作灵敏可靠的反向空气逆止阀(即水箱负压时逆止阀关闭,正压时开启)。
(3)碱液罐的材质为1Cr18Ni9Ti,安装于室内,冬季有防冻措施。废碱液排放至酸碱中和池,达标排放。
(4)将四台除盐水箱上部人孔封严,防止空气、灰尘、雨水等进入,污染水质。
6 结束语
此方法虽未完全将除盐水箱与空气隔绝,但经碱液密封吸收装置去除了影响最大的CO2,剩余的氧气在后续处理中可以通过其它物理、化学方法去除。因此大型除盐水箱经采用碱液密封改造后,可向机组提供合格的除盐水。该方法系统简单,运行可靠,维护量小,投资少而效益高。该方法除防止空气中CO2 污染外,也可同样推广到大机组凝结水处理后凝结水箱的密封,经完善后亦可运用于发电机氢内冷水箱的密封。
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