热电厂制水系统化学加药装置故障分析及处理_蔡越.pdf

2023NO3.ISSN 1672-9064CN 35-1272/TK收稿日期：2023-01-10作者简介：蔡越（1995），男，本科，学士，助理工程师，从事热电厂设备检修工作。热电厂制水系统化学加药装置故障分析及处理蔡越（福建省福能晋南热电有限公司福建泉州362200）摘要某电厂为了解决制水系统化学加药装置故障频发的问题，对已发生故障进行分析，对计量泵、管道系统附件等容易出现故障的部件进行检查和改造，彻底解决制水系统运行不稳定的问题。关键词计量泵隔膜失效化学加药装置滤网热电厂中图分类号：TK05;TM621文献标识码：A文章编号：1672-9064(2023)03031040引言某热电厂化学加药装置主要用于保证制水系统装置包括超滤（UF）、反渗透（RO）系统正常、稳定运行，将配好的药液通过隔膜计量泵为制水系统持续输送常温的化学药剂，如浓酸、浓碱、次氯酸钠、还原剂、阻垢剂、非氧杀菌剂。保证制水系统用水pH值、电导率、氧化还原电位（ORP）处于符合要求的水质条件，保障制水系统设备滤膜使用寿命。准确地对设备加药，可使设备运行时不触发保护跳停值。若化学加药系统故障将直接影响化学制水系统的稳定运行，严重时会导致无法保证锅炉上水所需水量，影响锅炉的正常运行。因此深入分析化学加药系统故障原因及处理方法对提高制水装置的经济效益和安全稳定生产有着重要意义。1制水系统概述某电厂制水系统以某自来水厂供水为水源，采用UF+RO+连续电除盐（EDI）的处理工艺。除盐水设计产水量为600 m3/h，主要用于锅炉的除盐水补给。本系统中重要的脱盐装置是RO系统，RO装置的脱盐率在96%以上，回收率可达到85%。电厂系统设备间环环相扣，制水设备运行正常与否直接影响到后续装置能否稳定运行。制水装置良好运行，为电厂除盐水的正常供给提供了重要保障1。1.1工艺流程制水系统工艺流程见图1。（1）次氯酸钠加药点位于自来水至叠片过滤器入口母管及UF装置反洗水泵出口母管处，用于漂白、消毒、杀菌。（2）碱加药点位于RO给水泵出口母管及UF装置反洗水泵出口母管处，用于控制RO装置进水pH值、UF装置反洗水时进水pH值。若pH值为酸性则不易结垢，如果pH值为碱性则结垢倾向十分明显。图1制水系统工艺流程图能 源 与 电 力312023NO3ISSN 1672-9064CN 35-1272/TK（3）酸加药点位于UF装置反洗泵出口母管处，用于去除超滤膜上的金属离子附着物，如：钙盐、镁盐、铁盐。（4）还原剂加药点位于RO给水泵出口母管处，对液体中的铁、锰、银、镁等金属离子有良好的整合稳定作用，防止其在膜管上聚合，提高膜表面的产水量和过滤质量，提高运行效率。（5）非氧杀菌剂加药点位于RO给水泵出口母管，有快速有效抑菌作用，对病菌形成的黏泥有一定的脱离作用。（6）阻垢剂加药点位于RO给水泵出口母管，主要作用有3个。络和增溶作用：反渗透阻垢剂溶于水后发生电离，生成带负电性的分子链，能够与Ca2+形成可溶于水的络合物或螯合物，从而使无机盐溶解度增加，起到阻垢作用。晶格畸变效应：由反渗透阻垢剂分子中的部分官能团在无机盐晶核或微晶上，占据了一定位置，阻碍和破坏了无机盐晶体的正常生长，减慢了晶体的增长速率，从而减少了盐垢的形成。静电斥力作用：反渗透阻垢剂溶于水后吸附在无机盐的微晶上，使微粒间斥力增加，阻碍它们的聚结，使它们处于良好的分散状态，从而防止或减少垢物的形成。1.2主要设备配置1.2.1UF装置型号：ZeeWeed1500；额定进水量Q1=170180 m3/h，平均产水量Q2=172 m3/h，膜元件外压式中空纤维膜68支/套。用于系统反洗配备如下。（1）酸加药装置（酸为盐酸）：溶液箱V=1 m3，材质为钢衬胶；液压隔膜泵为海王星567-D-N5，1台，Q=505 L/h，变频，P=0.55 kW。（2）次氯酸钠加药装置（次氯酸钠为有效氯浓度为10%12%，游离碱0.1%1.0%，铁含量0.005%）：溶液箱V=1 m3，材质为钢衬胶；液压隔膜泵为海王星525-E-N5，2台，Q=22 L/h，变频，P=0.55 kW；液压隔膜泵为海王星567-D-N5，2台，Q=505 L/h，变频，P=0.55 kW。（3）碱加药装置（碱为液碱）：溶液箱V=1 m3，材质为钢衬胶；液压隔膜泵为海王星520-E-N5，2台，Q=107 L/h，变频，P=0.55 kW。1.2.2RO装置型号：AG8040F-400FR1，34WET；额定进水量Q1=200 m3/h，额定总产水量Q2=168 m3/h。膜元件80CN30-6为聚酰胺复合膜，6根/支，35支/套。为RO系统正常制水，调整pH值、ORP值在正常范围内配备如下。（1）还原剂加药装置（还原剂为亚硫酸氢钠）：溶液箱V=1 m3（带搅拌器），材质为钢衬胶；液压隔膜计量泵为海王星520-E-N5，5台，Q=7.5 L/h，变频，P=0.55 kW。（2）碱加药装置（碱为液碱）：溶液箱V=1 m3，材质为钢衬胶；液压隔膜计量泵为海王星548-S-N5，5台，Q=7.5 L/h，变频，P=0.55 kW。（3）阻垢剂加药装置（阻垢剂为ACUMERTM4035阻垢剂标准液）：溶液箱V=1 m3，材质为钢衬胶；液压隔膜泵为海王星520-E-N5，8台，Q=7.5 L/h，变频，P=0.55 kW。（4）非氧化性杀菌加药装置（非氧杀菌剂为反渗透专用杀菌剂TH-410）：溶液箱V=0.5 m3，材质为钢衬胶；液压隔膜泵为海王星535-E-N5，5台，Q=56 L/h，变频，P=0.55 kW；海王星525-E-N5，3台，Q=22 L/h，变频，P=0.55 kW。1.2.3EDI装置型号：E-cell-3X；额定进水量Q1=168 m3/h，额定总产水量Q2=150 m3/h，模块E-cell-3X，30个/套。2化学加药系统运行中的故障分析及处理2.1计量泵运行中的故障分析及处理该电厂化学加药系统使用的海王星560系列计量泵是1种液压驱动隔膜式计量泵。在稳定的压力、流量设置条件下，其出口流量可以保持1%计量精度。柱塞以固定的冲程往复推送液压油，推动1个柔性、具有化学惰性的隔膜，形成泵送运动。泵的流量由控制系统通过控制隔膜腔旁路的液压油体积进行调节。流量调节可以通过手动或仪表信号自动控制。计量精度由控制杆控制，它在每个冲程自动更换液压油和换气，此外还能兼顾液压油的温度变化。计量精度还由泵进、出口处的2个球阀控制。2.1.1隔膜失效隔膜式计量泵利用特殊设计加工的柔性隔膜取代活塞，在驱动机构作用下实现往复运动，完成吸入到排出过程。故障分析：若隔膜破损或隔膜活动异常，无法被计量流体与驱动润滑机构之间的隔膜隔离，无法完成吸入到排出过程。故障处理：更换隔膜片，保证计量泵隔膜能在吸入过程与输出过程都达到设计极限位，做功达到设计值。2.1.2泵出入口单向阀有缺陷泵正常运行时，泵入口单向阀开启，出口单向阀关闭。泵进口管道介质靠外部压力压到泵内介质腔室，并压向泵内液压油腔室，把液压油腔室压至极限，此为吸入过程；随着活塞柱做功，液压油腔室压至介质腔室，介质腔室压力变高直到高出出口管压力，泵出口单向阀开启，入口单向阀关闭，此为输出过程2。故障分析：如果单向阀损坏，会导致膜片停止运行或者运动幅度不足，从而引起泵出力不足或不出力。单向阀阀芯若被卡住无法回座，会导致介质腔内无法注满介质，当介质腔室需压向液压油腔室时，吸入的介质又重新流回到管道内。介质腔内介质无法达到所需的输出量，做功不足使得输出压力不足，泵出口流量无法满足运行要求。若天气变冷，室内温度降低达到药液结晶温度，使得药液产生结晶，结晶颗粒较小滤网无法拦截，顺着管道流向单向阀，吸附到单向阀阀芯处，使得阀芯无法正常回座，阀芯与阀座间配件间隙大，单向阀密闭性差，导致泵运行中吸入、输出做功异常。故障处理：检查单向阀阀芯与阀座配合有无间隙、阀芯有无磨损，可以用水压检查密封性；也可以用低压气检查密封情况，如用嘴包裹清洗干净的单向阀外部向内吹气，应密封严密无气体漏出，若密封性不良应当更换单向阀；阀体密封失效或阀体损坏，若密封性不良应当更换单向阀；阀芯被异物卡住无法回座，有异物卡住应把异物清理干净并检查密封性能。2.1.3计量泵启动后泵轴不转动故障分析：应对电机进行检查，检查电机电压、电流是（3）酸加药点位于UF装置反洗泵出口母管处，用于去除超滤膜上的金属离子附着物，如：钙盐、镁盐、铁盐。（4）还原剂加药点位于RO给水泵出口母管处，对液体中的铁、锰、银、镁等金属离子有良好的整合稳定作用，防止其在膜管上聚合，提高膜表面的产水量和过滤质量，提高运行效率。（5）非氧杀菌剂加药点位于RO给水泵出口母管，有快速有效抑菌作用，对病菌形成的黏泥有一定的脱离作用。（6）阻垢剂加药点位于RO给水泵出口母管，主要作用有3个。络和增溶作用：反渗透阻垢剂溶于水后发生电离，生成带负电性的分子链，能够与Ca2+形成可溶于水的络合物或螯合物，从而使无机盐溶解度增加，起到阻垢作用。晶格畸变效应：由反渗透阻垢剂分子中的部分官能团在无机盐晶核或微晶上，占据了一定位置，阻碍和破坏了无机盐晶体的正常生长，减慢了晶体的增长速率，从而减少了盐垢的形成。静电斥力作用：反渗透阻垢剂溶于水后吸附在无机盐的微晶上，使微粒间斥力增加，阻碍它们的聚结，使它们处于良好的分散状态，从而防止或减少垢物的形成。1.2主要设备配置1.2.1UF装置型号：ZeeWeed1500；额定进水量Q1=170180 m3/h，平均产水量Q2=172 m3/h，膜元件外压式中空纤维膜68支/套。用于系统反洗配备如下。（1）酸加药装置（酸为盐酸）：溶液箱V=1 m3，材质为钢衬胶；液压隔膜泵为海王星567-D-N5，1台，Q=505 L/h，变频，P=0.55 kW。（2）次氯酸钠加药装置（次氯酸钠为有效氯浓度为10%12%，游离碱0.1%1.0%，铁含量0.005%）：溶液箱V=1 m3，材质为钢衬胶；液压隔膜泵为海王星525-E-N5，2台，Q=22 L/h，变频，P=0.55 kW；液压隔膜泵为海王星567-D-N5，2台，Q=505 L/h，变频，P=0.55 kW。（3）碱加药装置（碱为液碱）：溶液箱V=1 m3，材质为钢衬胶；液压隔膜泵为海王星520-E-N5，2台，Q=107 L/h，变频，P=0.55 kW。1.2.2RO装置型号：AG8040F-400FR1，34WET；额定进水量Q1=200 m3/h，额定总产水量Q2=168 m3/h。膜元件80CN30-6为聚酰胺复合膜，6根/支，35支/套。为RO系统正常制水，调整pH值、ORP值在正常范围内配备如下。（1）还原剂加药装置（还原剂为亚硫酸氢钠）：溶液箱V=1 m3（带搅拌器），材质为钢衬胶；液压隔膜计量泵为海王星520-E-N5，5台，Q=7.5 L/h，变频，P=0.55 kW。（2）碱加药装置（碱为液碱）：溶液箱V=1 m3，材质为钢衬胶；液压隔膜计量泵为海王星548-S-N5，5台，Q=7.5 L/h，变频，P=0.55 kW。（3）阻垢剂加药装置（阻垢剂为ACUMERTM4035阻垢剂标准液）：溶液箱V=1 m3，材质为钢衬胶；液压隔膜泵为海王星520-E-N5，8台，Q=7.5 L/h，变频，P=0.55 kW。（4）非氧化性杀菌加药装置（非氧杀菌剂为反渗透专用杀菌剂TH-410）：溶液箱V=0.5 m3，材质为钢衬胶；液压隔膜泵为海王星535-E-N5，5台，Q=56 L/h，变频，P=0.55 kW；海王星525-E-N5，3台，Q=22 L/h，变频，P=0.55 kW。1.2.3EDI装置型号：E-cell-3X；额定进水量Q1=168 m3/h，额定总产水量Q2=150 m3/h，模块E-cell-3X，30个/套。2化学加药系统运行中的故障分析及处理2.1计量泵运行中的故障分析及处理该电厂化学加药系统使用的海王星560系列计量泵是1种液压驱动隔膜式计量泵。在稳定的压力、流量设置条件下，其出口流量可以保持