Voimalaitoksen vedenkäsittely, Sekaioninvaihtimen korvaaminen elektrodeionisaatiolaitteistolla

Abstract

Tiivistelmä

Työssä käsitellään voimalaitoksen höyrykattilan vedenkäsittelyä ja lisäveden valmistuk-sessa käytettävän sekaioninvaihtimen korvaamista sähköisellä ioninvaihtimella eli elekt-rodeionisaatiolaitteistolla. Uudistuksella pyritään pienentämään vedenkäsittelylaitoksen käyttökuluja ja mahdollisesti parantamaan lisäveden laatua.

Uuden kattilan valmistuttua on lisäveden saannin riittävyys erikoistapauksissa ollut hieman epävarmaa. Hyvälaatuinen syöttövesi on kuitenkin tärkeää kattilan toiminnan, luotettavuuden, turvallisuuden, kunnossapitokustannusten vähentämisen, hyötysuhteen ja höyryn laadun takia. Erityisen tärkeää on poistaa korroosiota, lietteen muodostusta ja kattilakiveä aiheuttavat epäpuhtaudet.

Ioninvaihto on lisäveden täyssuolanpoistossa perinteisesti käytetty menetelmä. Perintei-sesti ioninvaihtoa on käytetty esikäsittelyn jälkeen varsinaisena täyssuolanpoistomenetelmänä, mutta käänteisosmoositekniikan kehityttyä ioninvaihto on siirtynyt lisäveden-valmistuksen viimeiseksi vaiheeksi varmistamaan lisäveden alhainen johtokyky ja sili-kaattipitoisuus. Elektrodeionisaatiotekniikka on kehitetty korvaamaan ioninvaihtoa, jotta koko prosessista saataisiin jatkuva ja kemikaaliton.

Työn teoriaosuudessa perehdyttiin voimalaitoksen vedenkäsittelyyn teoriassa. Tutki-musosuudessa puolestaan käsiteltiin ioninvaihdon ja elektrodeionisaation teoreettisia eroja. Näiden teoriatietojen perusteella myös selvitettiin, mitä ioninvaihtimen korvaa-minen elektrodeionisaatiolaitteistolla vaatisi, mitä hyötyjä siitä olisi ja minkälaisissa tapauksissa se olisi järkevää.

Tutkimuksessa todettiin, että sekaioninvaihtimen korvaaminen EDI-laitteistolla on mahdollista ja myös kannattavaa, jos vedenkäsittelylaitos on jatkuvassa ajossa. Nykyi-nen kokoonpano on kuitenkin toimiva, joten sen muuttaminen ei ole välttämätöntä. Tällä hetkellä vedenkäsittelylaitoksen tulevaisuuden käyttötapa ei ole vielä selvillä. Sen mahdollisuutena on jatkaa toimintaa entiseen tapaan, ryhtyä käsittelemään sillä lauhteita ja syöttövettä tai säilöä se varalle.

Työn tuloksia ei suoraan voi soveltaa kaikkiin voimalaitoksiin, koska vedenkäsittely on yksilökohtaista jokaisella laitoksella.

Abstract

This study discusses power plant water treatment and replacing a mixed-bed ion exchanger with an electrodeionisation unit. With this renewal is aimed to decrease operating costs and to enhance the quality of make-up water.

After the new boiler was constructed, the sufficiency of make-up water has been unreliable under certain circumstances. The good quality of make-up water is important to the boiler’s functioning, reliability, safety, maintenance costs, efficiency and steam quality. It is important to remove impurities that cause corrosion, create sludge and format deposits.

Ion exchange is a method that is used traditionally in manufacturing make-up water. Traditionally it has been the primary demineralizing process, but after the development of reverse osmosis ion exchange has become a secondary process in ensuring the low concentration of silicate and the low conductivity of make-up water. The electrodeionisation technique has been developed to replace ion exchangers in order to achieve a continuous and chemical-free process.

The theory part of this study discusses power plant water treatment generally and the explanation part of this study discusses the differences between ion exhange and electrodeionisation in theory. Based on this theoretical information, it was also determined what the replacement of an ion exchanger with a electrodeionisation unit would take, how it would be beneficial and in which cases it would be wise.

It was found found that replacing an ion exchanger with an electrodeionisation unit is possible and also reasonable if the water treatment plant is in continuous use. The current composition of water treatment plant is still functional and it is not compulsory to renewal it. It is necessary to resolve the purpose and the way of using of the present treatment plant before carrying out any conclucions about investments.

The results of this survey cannot be directly applied to other power plants, because water treatment is an individualized process in every boiler.