Стартовая >> Архив >> Генерация >> Магнитный фильтр-сепаратор в схеме очистки производственного конденсата

Магнитный фильтр-сепаратор в схеме очистки производственного конденсата

ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ БЛОКОВ ТЭС

БУЛЫГИН А. В., инж.,
ВИНОГРАДОВ В. Н., ВИХРЕВ В. В., кандидаты техн. наук,
Ивановский энергетический институт

Опыт эксплуатации современных ТЭС показал, что все потоки, направляемые в питательный тракт, необходимо обезжелезивать. Особую актуальность приобретает очистка возвратных промышленных конденсатов ТЭЦ, поскольку концентрация продуктов коррозии в них в пересчете на железо значительно превышает нормативное его содержание в питательной воде.
Продукты коррозии стали, соединения железа в виде окислов различной степени дисперсности могут быть удалены из воды при механической фильтрации через зернистые материалы. Однако это позволяет удалить лишь относительна крупные частицы, поэтому в наиболее совершенных схемах конденсатоочистки процесс обезжелезивания продолжается на следующих ступенях фильтрования.
Для удаления из конденсата окислов железа малой дисперсности, содержащих ферромагнитную фракцию, применяются электромагнитные фильтры, электромагнитные флокуляторы, магнитные фильтры-сепараторы (МФС) различной конструкции.
Применение электромагнитных фильтров для обезжелезивания высокотемпературных производственных конденсатов ограничено условиями охлаждения обмотки, кроме того, они требуют больших затрат электроэнергии, обмоточной меди и дорогостоящей шариковой загрузки.
Названных недостатков лишены фильтры-сепараторы, выполненные на основе постоянных магнитов. Единственным их минусом является сложность регенерации и удержания окисного шлама магнитными полюсами. При решении этих проблем МФС с постоянными магнитами могут найти широкое применение в схемах очистки вод с высоким содержанием железа.
В Ивановском энергетическом институте разработана конструкция МФС на основе постоянных феррито-бариевых магнитных шайб с зернистой загрузкой, которая позволяет решить проблему регенерации. В корпусе фильтра 1 диаметром 1500 мм (рис. 1) подвешено 37 магнитных стержней 2 длиной примерно 1 м. Каждый из стержней состоит из набора феррито-бариевых магнитных « стальных немагнитных шайб, нанизанных в определенной последовательности на трубу диаметром 25 мм из немагнитной нержавеющей стали, Межстержневое пространство заполнено катионитом КУ-2-8 в Н-форме.
Верхняя часть фильтра снабжена полой камерой 3, свободной от магнитных полей. Регенерация |МФС осуществляется восходящим потоком конденсата, при котором катионит освобождается от продуктов коррозии, сорбированных стержнями и самим фильтрующим материалом.
Фильтр данной конструкции прошел промышленные испытания в схеме очистки возвратного конденсата Новорязанской ТЭЦ, он был установлен между угольными обезмасливающими и натрий-катионными фильтрами.
Схема магнитного фильтра-сепаратора
Рис. 1. Схема магнитного фильтра-сепаратора

Гистограммы распределения железа в конденсате
Рис. 2. Гистограммы распределения железа в конденсате на входе (1) и выходе (2) из МФС

Результаты контроля эффективности обезжелезивания МФС приведены на рис. 2 в виде гистограмм. По оси абсцисс отмечены концентрации примесей железа на входе и выходе из МФС, а по оси ординат — число измерений, соответствующих интервалу концентраций 50 мкг/кг. Выбраны следующие интервалы концентраций железа: от 0 до 50; от 50 до 100; от 100 до 150; от 150 до 200 и от 200 до 250 мкг/кг. Определяющим принято значение концентрации в середине интервала.
Гистограммы построены по результатам 62 наблюдений. Из них следует, что наиболее вероятное содержание железа на входе в МФС находилось в интервале 100—150, а на выходе — в интервале 50—100 мкг/кг. Средняя эффективность обезжелезивания составила 40%, наблюдалось увеличение ее до 80—90% при неустановившемся режиме изменения нагрузок. Значения pH очищенного конденсата находились в пределах 6,5—7,5, эпизодически возрастая до 8,5.
Сравнительно невысокая средняя эффективность процесса объясняется низким содержанием ферромагнитной фракции в общем объеме железосодержащих примесей конденсата. Определение его было выполнено по методу, представленному в книге Сандуляка А. В., Федоткина И. М. Магнитное обезжелезивание конденсата (М.: Энергоатомиздат, 1983). Установлено, что содержание магнитной фракции в возвратном промышленном конденсате данного объекта не превышает 25%.
Выполнена проверка полноты регенерации, т. е. удаления продуктов коррозии при взрыхляющей промывке МФС. Для этого были отобраны пробы фильтрующей загрузки до и после взрыхления с поверхности фильтрующего слоя (соответственно пробы № 1 и 2) и из глубины межстержневого объема (соответственно пробы № 3 и 4). Результаты анализа на содержание железа в загрузке приведены в таблице.
Установлено, что катионит в момент отбора пробы перед взрыхлением способен к дальнейшей сорбции продуктов коррозии; наиболее эффективно загрузка эксплуатируется в зоне расположения полюсных шайб; эффективность взрыхляющей промывки достаточно высока. Остаточное содержание продуктов коррозии в пересчете на Fea03 составляет 0,05% сухой массы загрузки. Скорости движения конденсата в межстержневом пространстве в -процессе работы составляли 35—100 м/ч, а при регенерации — 15-4-20 м/ч.
Для оценки гидравлического сопротивления МФС определялся перепад давления на фильтре в зависимости от нагрузки. Результаты расчета показывают, что за месяц эксплуатации максимально допустимый перепад давлений (его можно принять равным 2 кгс/см2) не достигается.
Научное и практическое значение имеет информация о том, какие именно соединения железа сорбируются в МФС. Из анализа данных, полученных по методу мессбауэровской спектроскопии, следуют следующие выводы.

  1. В процессе работы МФС сорбирует как сильномагнитные формы железоокисных соединений (FeOOH.), так и слабомагнитные (FeOOH).
  2. Благодаря использованию в новой конструкции МФС фильтрующей загрузки (катионит КУ-2-8) решаются задачи регенерации фильтра, сорбирования немагнитных форм железа, исключения срыва потоком воды окисного шлама, задержанного магнитными полюсами.
  3. Установка МФС в промежутке между угольными и Na-катионитными фильтрами позволяет предотвратить попадание железоокисной взвеси в ионитную загрузку Na-кaтионитных фильтров.
 
« Критерий взрываемости в методе оценки взрывоопасных свойств пыли топлива   Материалы ядерных энергетических установок »
электрические сети