简述华电富电总厂除盐水箱密封装置改造的可行性分析
李长志
中国华电集团富拉尔基发电总厂
[摘 要] 本论文详细阐述了富电总厂四台除盐水箱设计采用碱液吸收法密封的原理和实际改造的可行性分析，并介绍了除盐水箱密封的重要性和常用的密封方法的优缺点。
[关键词] 除盐水箱；密封装置；碱性物质吸收法；反向空气逆止阀；可行性分析
1 概述
富电总厂化学补给水系统共有四台除盐水箱，两台400m3、两台1000m3，肩负着富电总厂六台机组正常运行补给水作用。由于建厂设计时除盐水箱没考虑密封装置，经化学二级除盐系统制出的高纯除盐水在没有密封装置的除盐水箱中被空气中的CO2 等污染，造成除盐水质变差，引起机组水、汽系统的结垢、腐蚀和生产成本提高等影响。2004 年，我厂安全性评价中，华电专家已提出四台除盐水箱需增装密封装置，以减少空气中CO2、灰尘等对除盐水质的影响。鉴于目前省内其它电厂还没有类似成功改造经验，因此结合国内外一些成功经验和我厂实际情况对四台除盐水箱增上密封装置技术改造进行可行性分析，以防止除盐水二次被污染。
2 除盐水箱密封的必要性
火力发电厂随着装机容量的增大和化学监督技术的进步，对水、汽品质的要求也越来越高，除盐水箱的贮存过程使得水质劣化问题显得较为突出。除盐水一旦被空气中二氧化碳、氧和灰尘极微量或短时间污染，就会使其品质急剧下降，进而造成热力设备的结垢、腐蚀。
因此对除盐水箱实施密封是十分必要的。
空气中的二氧化碳进入除盐水后立即生成碳酸(H2CO3)。由于碳酸是化合物，因此用任何物理的方法都不易清除。不管是真空除气器、凝汽器或热力式除氧器，它们能将水中氧含量降至10μｇ/Ｌ以下，但却不能将水中的二氧化碳含量降至2ｍｇ/Ｌ以下。向水中加氨后，虽然ｐH 值升高了，但部分因CO2 和NH3 富集遭受腐蚀，使水中的Fe、Cu 等含量居高不下，而且还会提高生产成本，浪费水处理药品。
CO2+H2O=H2CO3
CO2+H2O+NH3=(NH4)2CO3
富电总厂现有的4 台除盐水箱，顶部均是直通大气，机组正常运行时，除盐水箱水位维持在6ｍ以上，除盐水在水箱中平均停留时间在20h～28h，水中溶解的二氧化碳和氧气均达到饱和状态。制水混床出口水进入除盐水箱时的电导率在0.2μS/cm 以下，而机组的补给水电导率已在0.5μS/cm～0.6μS/cm（加氨处理前），远远超出要求值（≤0.2μS/cm，25℃）。
另外我厂机组启动次数相对较频繁，启动初期机组补水量非常大，随补给水带入系统的二氧化碳和氧气量也较大，造成的腐蚀也较运行阶段严重。因此应尽快解决除盐水箱密封问题，使其隔绝空气，保证补给水的品质。
3 除盐水箱密封方法
目前国内外有关水箱的密封方法较多，本文对一些常用方法的优缺点进行分析探讨。
3.1 缓冲水隔离法

将水箱的进、出水管接在箱底部的一个接口上。当水箱充满水后，由于水箱仅对进出水流量差值起一个补充作用，所以箱底部管流量很小，箱中液位变化也很小，箱中的存水起了一种缓冲隔离作用，使箱内最上部易被空气污染的一段纯水不会立即流出，减轻了箱中出水水质变坏倾向。
该工艺在系统极其平稳运行时，对出水水质变坏有一定控制作用。但是水箱存水就是考虑进出水量不平衡而进行调节。对除盐水箱来说，水箱要贮存离子交换器再生时对外供水量，要贮存再生自用水。由于机炉补水不稳定要贮存缓冲耗水，在正常运行时，箱内水位也要较大幅度地变化，尤其对调峰机组而言，其箱内液位变化更是频繁，因此箱内的缓冲水区不易保证。即使缓冲区能够稳定存在，溶解得氧和二氧化碳的扩散作用仍然存在，在一定时间后，整个箱内的存水会无法避免地变坏。
优点：该法无需额外装置，无设备成本。
缺点：该工艺的作用是有限的，不能根本解决问题，只能在设计阶段考虑，对运行电厂不能应用，因为底部进水涉及基础结构。
3.2 密封液密封法
将比重小于1 的密封液倒入箱中，密封液浮在水面上，将水与空气隔开，以达到密封保持水质的效果。
为了防止密封液随箱内水流出，在箱出水管上应采用倒虹吸管，由于空气与密封液接触，因此密封液也会被空气中尘埃所污染，因此应该定期更换。
优点：该法工艺简单，密封效果好，而且不受容器形状限制。
缺点：该法对密封液要求较高，它应该有良好的化学稳定性，而且应不含能溶于水且影响水质的任何成分。降低密封液成本是该工艺的主要问题，国内外市场比较少见。
3.3 氮气密封法
将箱内水面上空气全部更换为干净氮气，使箱内水不与外界空气接触，从而达到保持水质的目的。
优点：该方法根本上杜绝了外界空气的箱内存在，因而达到了预期的效果，在西方国家的设计中常能见到该种密封方案。
缺点：这种工艺对容器上设置的安全措施可靠性要求很高。否则会因为安全装置失灵造成箱体内压力上升或处真空态而造成损坏。由于水箱要在一定压力下工作，因而对箱体的制造也有严格的要求。氮气在液位变化时要大量消耗氮气，因此该工艺的运行费用较高。
3.4 塑料球密封法
将特制塑料球放在水箱内浮在水面上，隔绝了箱内水面与空气的接触，以达到保持水质的目的。
在实际运行中存在问题较多，如放置数量计算问题，球体形成的覆盖层的外径与箱体内径的封边问题、容器的形状问题等，所以此类产品几乎不可能达到设计中"最佳排列"。另外，如果液面不是静态的，液面波动也会引起球本身的运动，从而引起除盐水水质的波动。
优点：该方法工艺简单，便于清扫。
缺点：密封效果不尽理想，塑料球易随水箱溢流管流出。
3.5 碱性物质吸收法
主要是通过碱性物质将空气中的二氧化碳进行吸收，使其不能进入除盐水箱，常用的碱性物质有碱石棉和液体工业碱，在水箱通空气管上连接一容器，将碱石棉或液体工业碱放入其中，定期进行更换，冬季要考虑防冻问题。水箱溢流口采用U 型密封，使水箱维持全封闭运行。
优点：阻止了二氧化碳进入水箱。
缺点：水箱运行状态要求严格，维护量大，特别是冬季应考虑防冻，碱性物质不及时进行更换会引起水质波动。