空冷機組粉末樹脂覆蓋過濾器的調試要點分析

高燕寧，龍 瀟，任漢濤，王 平

(河北省電力研究院，石家莊 050021)

0 引言

直接空冷技術應用了空氣冷卻熱交換技術，將汽輪機排汽用空氣來冷卻，而排汽受冷后直接冷凝成凝結水，與濕冷機組相比，直接空冷機組可以大幅度降低火力發電廠取水量(約65%～90%)，因此該技術在北方缺水地區已得到了廣泛應用。然而，采用直接空冷技術后凝結水的溫度會高于濕冷機組的凝結水溫，夏季最高時能夠達到80℃，這就導致了常規凝結水精處理技術即高速混床技術難以滿足凝結水處理的需要，為此，在直接空冷機組的設計中大多采用粉末樹脂覆蓋過濾器處理技術進行空冷機組的凝結水處理。為保證空冷系統的凝結水水質穩定，凝結水精處理設備初期的調試工作至關重要。文中以河北某熱電廠2 MW×330 MW空冷機組凝結水精處理系統為例，對粉末樹脂覆蓋過濾器系統的調試技術要點進行分析探討。

1 系統簡介

河北某熱電廠建設規模為2 MW×330 MW亞臨界直接空冷供熱機組，并留有擴建2 MW×330 MW亞臨界直接空冷機組的條件。凝結水精處理的主系統流程為:主凝結水泵出口凝結水→粉末樹脂覆蓋過濾器→低壓加熱器系統。

該工程每臺機組精處理系統設置1套可處理2×100%凝結水量的粉末樹脂覆蓋過濾器系統，并設置100%的旁路。每臺機組設置1套鋪料及清洗系統，并各設1套廢水收集、輸送系統，儀用壓縮空氣由熱機儀用壓縮空氣系統引接。主要設備有2臺過濾器、2臺反洗水泵、2臺保持泵、1臺鋪膜泵、1臺鋪膜注射泵、1臺鋪膜箱、1臺樹脂混合箱以及所有管道、閥門、控制系統和儀表等。反洗泵1臺運行，1臺備用，其流量和揚程根據系統功能要求確定。樹脂混合箱不小于2 m3，樹脂注射泵不小于4 m3/h，揚程不小于30 m，鋪膜箱不小于1 m3，保持泵流量不小于80 m3/h，揚程不小于30 m，水泵采用低速電機，并配備變頻器。反洗水泵流量不小于100 m3/h，揚程不小于60 m。反洗水泵采用低速電機。過濾器濾芯采用進口頗爾濾芯，過濾器精度5 μm。凝結水精處理系統設計參數見表1，覆蓋過濾器設計參數見表2。

表1 凝結水精處理系統設計參數

表2 覆蓋過濾器設計參數

2 粉末樹脂覆蓋過濾器原理及特點

粉末樹脂過濾器是由覆蓋過濾器發展而來的，其設備結構、鋪膜及運行方式都與覆蓋過濾器相同，因此，它具有覆蓋過濾器的過濾和吸附作用，它能夠對水中懸浮物和膠體硅予以有效去除。同時，由于粉末樹脂過濾器的覆蓋層選用了強酸、強堿性的粉末離子交換樹脂而使其具有了化學除鹽的效果。

粉末樹脂覆蓋過濾器具有單臺出力大，占地小，主廠房易于布置，系統簡單，設備投資較少等特點。在凝結水精處理中粉末樹脂的理論交換容量可達到60% ～95%，遠遠高于固定床的20% ～50%，由于樹脂量有限，粉末離子交換樹脂對有機物、膠體物質的去除率極為有限，而粉末樹脂過濾技術因兼有過濾和除鹽的雙重特點，粉末樹脂在合適pH條件下，膠體硅的去除率可達99%，對鐵雜質的去除率在95%以上。

3 系統調試

3.1 系統水沖洗

在將鋪膜輔助箱、鋪膜箱內雜物清理干凈后，啟動反洗水泵，各自的排污門分別打開，大流量水沖洗至出水澄清。然后啟動注射泵和鋪膜泵，分別打開過濾器的排污門沖洗到過濾器的管路，沖洗出水澄清后，關閉排污門。給過濾器注水，滿水后打開鋪膜回水管上的閥門，沖洗至澄清。

3.2 水壓試驗

對承壓系統以工作壓力的1.25倍進行試壓，保持5分鐘后降至工作壓力進行全面檢查，整個系統以嚴密不漏為合格;對不承壓設備進行灌水試驗，滿水后保持24 h進行檢查，以嚴密不漏為合格。

3.3 濾元初反沖洗

將兩個過濾器充滿水，濾元浸泡12 h后，排水至罐體下部弓形板與罐體連接處，交替進行壓縮空氣爆膜與反沖洗3次，每次進氣3 s，反洗1 min，如此重復三次。按上述步驟再將濾元浸泡12 h后，排水至罐體1/3和2/3高度處分別進行濾元初反洗。

3.4 鋪膜

檢查確認鋪膜輔助箱和鋪膜箱排放閥關閉，鋪膜輔助箱和鋪膜箱進水閥開，啟動反洗水泵，向鋪膜輔助箱和鋪膜箱加水。當鋪膜箱液位到達設定液位，加入纖維粉和樹脂粉，啟動攪拌器進行攪拌30 min。當樹脂粉和纖維粉攪拌均勻后，打開過濾器鋪膜進口閥，過濾器鋪膜出口閥，啟動鋪膜泵，打開注射泵出口閥，啟動注射泵出口閥。

檢查確認樹脂已被全部送入過濾器中，停鋪膜箱攪拌器，關注射泵出口閥，停注射泵。鋪膜循環繼續進行，直到回水澄清透明后，打開保持泵出口閥，啟動保持泵，關閉鋪膜管線上的過濾器鋪膜進口閥，過濾器鋪膜出口閥，關閉鋪膜泵。

3.5 爆膜

爆膜開始前檢查確認:過濾器出口閥、入口閥處于關閉狀態，過濾器已完全從該系統中解列;廢水池液位處在低液位;反洗氣罐的壓力值0.8 MPa;凝補水箱液位處于2.5 m以上。通過調試確定爆膜、反洗過程中的罐體內液位、用水量、用氣量、耗用時間。

3.6 投運與停運

兩臺過濾器為一用一備。打開升壓閥將過濾器壓力升至運行壓力后，關閉升壓閥，開啟進出水閥，過濾器投入運行。當投入一臺過濾器時，過濾器旁路門關閉。當過濾器出入口壓差大于0.175 MPa或水質超標時，將過濾器旁路門打開，投運備用過濾器，然后停運失效過濾器，過濾器旁路門關閉。

4 調試中的技術要點

4.1 正確安裝調試濾元

濾元的安裝應在設備水壓試驗與系統管道嚴密性試驗后，系統調試前進行。嚴格安裝濾元，是防止運行中粉末樹脂漏入熱力系統，造成水氣品質惡化的關鍵。

4.2 重視設備內部檢查

由于每臺過濾器內部安裝380根過濾器濾元。濾元材質外徑 Φ51.56 mm，有效長度為1750 mm，采取中心穿固定桿的方式固定于過濾器布水板上。在安裝和運輸的過程中經常有松動或脫落，所以在設備調試前要仔細檢查并加固，避免脫落部件進入后續系統。

4.3 嚴格控制爆膜水位

為了保證爆膜效果，應采用三段式爆膜即將水位分別放至濾元頂部、距頂部1/2處和濾元底部3個部位進行爆膜。在調試過程中要精確測定過濾器放水至三個水位的所需時間，并設定進控制步序。

4.4 合理掌握濾料配比

樹脂粉及纖維粉是粉末樹脂過濾器系統中的消耗品，各種材料用量的多少直接影響到系統運行費用，也關乎出水的水質。機組啟動初期，凝結水中固體懸浮物和雜質含量較多，宜選擇單獨使用纖維粉進行鋪膜，即保證過濾器的處理效果，也可以節約一定的運行成本。待水質達到設計要求時采取比例為1:1的陽(銨型)陰(氫氧型)混合樹脂和纖維粉一起使用，控制樹脂與纖維粉的比率在4:1～8:1之間。

4.5 科學把握溫度變化

在夏季投運的機組凝結水溫度較高，當水溫超過65℃時，強堿陰樹脂的降解速度會明顯增大。在凝結水水質較好而水溫高的情況下，則可以減少耐溫性能差的強堿陰樹脂，而單獨使用銨型陽樹脂與纖維粉作為濾料。這樣既能保證凝結水水質，又解決了高溫情況下粉末樹脂過濾器退出運行的問題。

4.6 避免污染、做好保護

調試階段盡量避免濾元被污染。在粉末樹脂過濾器的調試過程中，無論是打壓、試水都應當采用除鹽水，否則會造成濾元污染。同時，在機組停運期間，要做好系統停爐保護工作;啟機沖洗階段的排污，使用定排進行，可以降低雜質含量，縮短機組啟動時間，有效保護粉末樹脂過濾器系統。

5 結束語

粉末樹脂覆蓋過濾器系統調試工作需要根據系統特點，結合工程建設的實際情況，綜合考慮各種影響因素，才能安全經濟的完成。只要把握調試要領，抓住關鍵環節，粉末樹脂覆蓋過濾器系統就能最大限度地發揮粉末樹脂覆蓋過濾器的優勢，完全滿足空冷機組對凝結水精處理的需要，更好的改善機組的水汽品質。

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