超超臨界機組凝結水精處理系統調試探析

張家虎

（廣州粵能電力科技開發有限公司，廣東 廣州510080）

0 引言

超臨界和超超臨界參數機組與常規亞臨界參數機組相比，不僅具有更高的熱效率，而且具有良好的運行靈活性和負荷適應性，顯示出顯著節能和改善環境的雙重功效，作為世界上先進的潔凈煤發電技術主導著電力行業的發展方向。為確保高參數機組的安全經濟運行，必須設置凝結水精處理系統，而調試是其投運前必不可少的環節。本文就某電廠一期4號機組凝結水精處理系統的調試過程及試運期間發現的問題進行了分析和探討。

1 凝結水精處理系統概述

某電廠一期4號（2×1 036 MW）超超臨界燃煤機組凝結水精處理系統采用帶2×50%前置過濾器的高速混床系統，高速混床串于凝結水泵和軸封加熱器之間，每臺機組設置4×33．3%凝結水量的高速混床，每臺混床出口均設有一臺樹脂捕捉器，正常情況下，3臺混床連續運行，1臺備用，前置過濾器和高速混床均設置100%旁路系統。每套混床系統設置1臺再循環泵。2臺機組共用1套體外再生系統（高塔分離再生系統）。每臺前置過濾器的最大出力為1 140 m3／h，每臺高速混床的最大出力為760 m3／h。

2 精處理系統調試

2．1 罐體內部檢查

打開各罐體的人孔門，進行內部檢查，檢查的主要項目有：（1）電火花試驗以確認襯膠設備的完整性，檢查后未發現有漏電處。（2）檢查各罐體的進水（布水）裝置和排水裝置（水帽），確認配水裝置是否均勻、部件是否完好和材料是否得當。檢查發現1、4號混床內部分水帽松動，由安裝單位作緊固處理。

2．2 水壓試驗

水壓試驗的壓力一般為工作壓力的1．25倍，超超臨界機組高速混床水壓試驗要求≥4．0 MPa，并至少保持30 min。用凝結水泵對前置過濾器和混床升壓，進行水壓試驗，最高壓力為4．0 MPa，前置過濾器和高速混床均有漏點，于是聯系安裝單位消缺。

2．3 聯鎖保護試驗及問題分析

前置過濾器系統聯鎖保護：（1）凝結水溫度＞50℃或壓力＜1．00 MPa或壓力＞3．60 MPa或旁路壓差＞0．35 MPa，并延時2 s，前置過濾器旁路100%開，前置過濾器解列。（2）前置過濾器進出口壓差＞0．25 MPa，延時2 s，前置過濾器旁路開到50%，相應前置過濾器解列。

高速混床系統聯鎖保護：（1）凝結水溫度＞50℃或壓力＜1．00 MPa或壓力＞3．60 MPa或旁路壓差＞0．35 MPa，并延時2 s，混床旁路100%開，混床解列。（2）樹脂捕捉器進出口壓差＞0．10 MPa，延時2 s，混床旁路開到相應開度，相應混床解列。

精處理系統聯鎖保護對精處理系統的安全、穩定運行起著重要的作用，一定要保證其聯鎖保護的有效性。另外，筆者認為，前置過濾器可以增加流量聯鎖保護，混床可以增加流量聯鎖保護和出水水質聯鎖保護。

3 程序調試

3．1 混床系統樹脂輸送程序

3．1．1 失效樹脂送至分離塔

樹脂在混床內失效后，分2步（即氣力輸送和氣／水力輸送）將混床內的失效樹脂送至分離塔，壓縮空氣壓力為0．3 MPa，水流量為30 m3／h，輸送時間為24．5 min。氣／水力輸送后，對混床進行排水，保證混床內水放凈，再對輸送管道進行雙向沖洗，沖洗水流量為10 m3／h。

3．1．2 貯存罐樹脂送至混床

貯存罐樹脂輸送至混床分3步，即氣力輸送、氣／水力輸送和淋洗輸送。壓縮空氣壓力為0．3 MPa，上部進水流量為30 m3／h，下部進水流量為10 m3／h，輸送時間為21．2 min。輸送完成后，對輸送管道進行雙向沖洗，再對混床注水到排氣管溢出為止。

混床樹脂輸送至貯存罐步序與失效樹脂輸送至分離塔類似，陽罐樹脂輸送至混床步序與貯存罐樹脂輸送至混床亦類似，這里不再一一贅述。

3．2 樹脂分離并輸送至陰陽罐

3．2．1 分離塔失效樹脂的擦洗

首先對分離塔充水，滿水后注入壓縮空氣（0．3 MPa）進行壓力排水，排水至樹脂面150～200 mm處，卸壓。啟動羅茨風機進行空氣（0．08 MPa）擦洗，解決樹脂抱球問題，除去部分渣漬。擦洗完成后，反洗進水到頂部視鏡底沿后注入壓縮空氣，同時打開底部排水門，將擦洗后污水排走，排水到樹脂面時，停止排污。重復擦洗直到出水基本干凈為止。

3．2．2 失效樹脂的分離及送出

失效樹脂采用水力分離，進水由反洗流量調節閥和高速沖洗水閥控制。失效樹脂擦洗后，打開反洗流量調節閥和高速沖洗水閥進行大流量反洗，總流量為61 m3／h，此流量下陰陽樹脂被升到錐體部分，通過流量調節閥逐漸減小反洗流量至陽樹脂臨界沉降速度以下，最后將流量降至陰樹脂臨界沉降速度以下，使陰陽樹脂徹底分層。反洗沉降后，將分離塔中完全分離的陰樹脂從分離塔的側面輸送到陰罐中，然后輸送陽樹脂至陽罐，其終點由光電開關控制。

3．3 樹脂再生

陰陽樹脂分離送至陰陽罐后，分別在陰陽罐內進行空氣（0．08 MPa）擦洗，擦洗完成后進行水力反洗，然后通壓縮空氣（0．3 MPa）進行氣力沖洗。沖洗完成后分別進酸、堿再生，酸質量分數為2%～4%，堿質量分數為4%～6%。樹脂再生完擦洗至出水完全清澈，漂洗至出水電導率小于10μS／c m，再生結束。

3．4 陰樹脂至陽罐

陰陽樹脂再生完后，分2步即水／氣輸送和淋洗輸送，將陰罐中的樹脂送至陽罐。輸送時壓縮空氣壓力為0．3 MPa，陰罐上部進水流量為20 m3／h，下部進水流量為10 m3／h。陰罐樹脂送完后，將輸送管道從2個方向沖洗，沖洗水仍注入陽罐。

3．5 樹脂、空氣混合并漂洗備用

陰樹脂送至陽罐后充水，充水后重力排水至陽罐樹脂面上200 mm處，開啟羅茨風機通空氣（0．08 MPa）混合10 min，然后邊進氣邊中部排水進行混合，至樹脂基本不再被攪動為止?；旌掀粗岭妼市∮?．1μS／c m時，備用。若在設定時間內最終漂洗不合格，并經人工確認為樹脂分層不好或進酸堿再生效果不好所引起，則將混脂從陽罐送回分離塔重新分離再生。

4 精處理系統的投運

機組啟動初期，凝結水中含有大量的雜質、油類等，如含有這些物質的凝結水進入前置過濾器，將會給過濾器內的濾元造成不可恢復的破壞，使得濾元再也無法清洗干凈，故此時的凝結水經過濾器旁路。當前置過濾器入口凝結水濁度及總鐵含量均＜1 000μg／L時，才允許進入過濾器。

按常規凝結水混床投運方式，待凝結水含鐵＜1 000μg／L，機組負荷達10 MW以上時再投運，此時有較多雜質帶入鍋爐。為充分發揮凝結水精處理系統的作用，鍋爐點火前，就投入了凝結水精處理系統。考慮到投運初期精處理系統主要發揮著除硅、吸附和過濾懸浮細小固體雜質顆粒的作用，在整套啟動初期，應結合水質實際狀況，在保證蒸汽品質合格的前提下將混床出水指標適當放寬，避免頻繁再生。主要控制指標為：Fe≤20μg／L、SC≤0．50μS／c m。當水汽逐步正常后，混床各指標按正常狀態進行控制。

5 精處理系統投運后水汽品質分析

某電廠4號機組于2012年8月8日點火，點火前投運精處理系統，投運一天內凝結水Fe濃度變化趨勢如圖1所示。

圖1 精處理投運后對凝結水的影響

由圖1可知，投運后凝結水Fe含量雖有波動，但下降趨勢明顯。凝結水經前置過濾器后，Fe濃度有明顯下降，再經混床后，Fe濃度降到更低。

表1為168 h試運期間精處理混床出水水質。

表1 168 h試運期間精處理混床出水水質

由表1可知，精處理系統各混床出水水質優良，電導率均＜0．20μS／c m，基 本 都 在 0．10μS／c m 以 下；總 鐵 基 本都＜5μg／L；硅均＜10μg／L；鈉均＜3μg／L，基本都保持在1μg／L以下，滿足超超臨界機組水汽品質的要求。

表2為168 h試運期間精處理系統除鐵和除硅效率。

表2 168 h試運期間精處理系統除鐵和除硅效率

由表2可知，精處理系統除硅效率在40%～70%，除鐵效率則達到84%～99%，除鐵效率明顯高于除硅效率。精處理系統中設置有前置過濾器，前置過濾器有很好的除鐵作用，同時混床也能夠除掉一部分鐵，而硅主要依靠混床去除，所以精處理系統的除鐵效率高于除硅效率。

6 調試及試運期間遇到的問題及解決方法

（1）試運期間，1號、2號前置過濾器曾因閥門內漏而無法卸壓，將閥門反復開關沖洗幾次后，恢復正常?？赡苁菃映跗谒|較差，有雜質卡在了閥門處，導致閥門無法關嚴所致。（2）前置過濾器反洗時，水花容易飛濺到地面設備上。建議對前置過濾器反洗排水管道排水口進行彎管改造，避免反洗時水花飛濺。（3）試運期間，凝結水總流量曾達到3 200 m3／h，遠遠超過精處理系統最大流量2 280 m3／h，不得不人工開啟旁路。建議增加前置過濾器及混床流量聯鎖保護。（4）2號混床投運后，出水水質較其他混床差，從觀察窗發現2號混床內樹脂出現分層，混床樹脂混合不好導致效果不好。要求將2號混床重新進行二次混脂。（5）凝補水取樣管有異味。經分析，給水加氨有一路加在凝補水管道上，而凝補水取樣管正好位于加氨點下側，加藥管中氨漏入凝補水管中導致凝補水污染。將凝補水加氨手動門關緊后，恢復正常。

7 結語

超超臨界機組是近年來我國火電機組的主要發展方向。經過以上諸多調試后，運行實踐表明該電廠4號機組凝結水精處理系統設計合理，設備性能優良，出水水質良好，能夠滿足機組各種運行工況的需求。

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