某電廠電除鹽系統(tǒng)發(fā)生的問題分析及處理

謝　峰(江蘇利港電力有限公司，江蘇無錫214444)

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某電廠電除鹽系統(tǒng)發(fā)生的問題分析及處理

謝峰
(江蘇利港電力有限公司，江蘇無錫214444)

摘要：作為制水工藝的最后一道工序,電除鹽(EDI)系統(tǒng)一旦發(fā)生問題,影響相對(duì)較大,輕則影響制水水質(zhì)和制水能力,重則造成制水設(shè)備停運(yùn),影響機(jī)組的正常供水,甚至造成機(jī)組停運(yùn)。文中針對(duì)某電廠EDI運(yùn)行中發(fā)生的問題進(jìn)行分析、處理及解決。且為電廠EDI系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)提供了借鑒范例。

關(guān)鍵詞：EDI；出水水質(zhì)差；電阻率；硅

雖然電除鹽（EDI）技術(shù)在國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)等純水領(lǐng)域的使用的越來越多。使用時(shí)間也超過了十年,但國(guó)內(nèi)對(duì)其研究理論居多，實(shí)際運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗(yàn)的有關(guān)報(bào)道較少，文獻(xiàn)[1]總結(jié)了電廠EDI運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)，提出影響出水水質(zhì)的污染因素之一是模塊的污染問題；文獻(xiàn)[2]總結(jié)了在電廠運(yùn)行中碰到了二級(jí)反滲透出水二氧化碳高對(duì)EDI系統(tǒng)造成污染的問題，提出提高模塊電流的再生方法。某電廠的采用全膜法為工藝制取鍋爐補(bǔ)給水，該電廠的水源為長(zhǎng)江水，水處理工藝流程為地表水→平流斜板沉淀池→超濾→一級(jí)反滲透→二級(jí)反滲透→電除鹽系統(tǒng)，EDI系統(tǒng)分為4組，每組18個(gè)模塊，單組模塊的產(chǎn)水量為57 m3/h。該系統(tǒng)2006年調(diào)試結(jié)束后，EDI系統(tǒng)的出水電阻率一直保持在17 MΩ·cm以上，硅為3 μg/L左右。系統(tǒng)運(yùn)行至今總體良好,但運(yùn)行維護(hù)中也發(fā)生了一些問題。

1　運(yùn)行中發(fā)生的問題和解決方法

1.1模塊出水電阻率和硅含量異常變化

2012年7月4日，運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)在進(jìn)水水質(zhì)及系統(tǒng)操作參數(shù)沒有變化的情況下，31號(hào)EDI系統(tǒng)的出水電阻率在3 h內(nèi)逐步下降10 MΩ·cm，出水硅上升至12 μg/L。EDI的脫鹽機(jī)理是離子交換與電脫鹽相結(jié)合的機(jī)理，如果出水水質(zhì)變差，EDI模塊內(nèi)的樹脂一定處于失效狀態(tài)，電脫鹽及再生能力肯定下降。根據(jù)以上理論分析，首先安排檢查各個(gè)模塊的電壓電流，檢查發(fā)現(xiàn)8號(hào)直流調(diào)壓模塊的電壓偏高，電流偏低，該套EDI系統(tǒng)設(shè)計(jì)為調(diào)壓壓電源帶2個(gè)并聯(lián)EDI模塊，電流偏低，說明2個(gè)模塊中可能有一個(gè)模塊斷路，分別測(cè)量對(duì)應(yīng)的15號(hào)、16號(hào)EDI模塊的電阻，發(fā)現(xiàn)16號(hào)EDI模塊電阻很大，判斷模塊被燒壞。更換模塊后恢復(fù)正常。

2014年8月5日，34號(hào)EDI的出水電阻率開始下降，如圖1所示。

圖1　2014年33號(hào)和34號(hào)EDI出水電阻變化曲線

從圖1可以看出，34號(hào)EDI的產(chǎn)水電阻率逐步緩慢下降，到8月11日左右，新投運(yùn)的產(chǎn)水電阻率最低低至5 MΩ·cm以下。為了保證出水的電阻率，運(yùn)行人員把調(diào)壓模塊的單模塊工作電流從2.5 A逐步提高到3 A，8月11日，再次把模塊電流提高到4 A，經(jīng)過5 h的連續(xù)運(yùn)行，34號(hào)EDI的產(chǎn)水電阻率緩慢上升到9 MΩ·cm。

比較并聯(lián)運(yùn)行的33號(hào)EDI，33號(hào)EDI出水水質(zhì)正常,故可以排除進(jìn)水水源的問題。檢查電源模塊的電壓電流都正常。33號(hào)、34號(hào)EDI的出水硅指標(biāo)都沒有明顯變化，這說明EDI系統(tǒng)的脫硅能力尚可以保證。如圖2所示。2014年4月份，1號(hào)EDI整流模塊的電壓和電流約為130 V，4 A，計(jì)算電阻約為32.5 Ω，8月11日，電壓電流分別為280 V，6 A，計(jì)算電阻約為46.6Ω。內(nèi)阻明顯增大。初步判斷EDI內(nèi)部受到污染。安排清洗后，出水電阻率恢復(fù)正常。

圖2　2014年33號(hào)和34號(hào)EDI出水硅的變化曲線

在34號(hào)EDI出水水質(zhì)變差的過程中，出水pH緩慢地上升，如圖3所示。在清洗之前pH上升，這是因?yàn)楫?dāng)出水電阻率變差后，運(yùn)行人員提高了模塊電流，模塊電流提高后，電解出更多的氫和氫氧根離子，推測(cè)認(rèn)為EDI內(nèi)部陽樹脂污染更嚴(yán)重，陽樹脂和陰樹脂再生程度差異更加明顯，陰樹脂交換出更多的氫氧根，使淡水側(cè)出水pH升高，清洗后，電流逐漸恢復(fù)正常。這與在EDI出水電阻率變差期間，出水鈉離子檢測(cè)明顯變大是相符的。

圖3　2014年34號(hào)EDI出水pH的變化曲線

2013年11月24日，31號(hào)EDI出現(xiàn)間隙性測(cè)量硅偏高，經(jīng)檢查該系列的出水電阻率正常。上面已經(jīng)提到，EDI的去離子機(jī)理是離子交換與電脫鹽相結(jié)合的機(jī)理。出現(xiàn)硅失效一般是陰樹脂失效的表現(xiàn)，但不會(huì)出現(xiàn)間歇性偏高情況。所以判斷應(yīng)為儀表或取樣管道出現(xiàn)問題，儀表人員反復(fù)校正儀表后，確認(rèn)儀表分析正常。安排人員更換取樣管后，人工和在線儀表硅測(cè)量值均恢復(fù)正常。

2　濃水循環(huán)流量低

相比其他電廠運(yùn)行的EDI系統(tǒng)，該電廠EDI系統(tǒng)的濃水循環(huán)流量下降快，而且清洗效果不好，通過進(jìn)行濃水流量清洗試驗(yàn)，該廠找到在一定程度恢復(fù)濃水流量的有效方法[3]，但仍無法徹底恢復(fù)模塊的濃水流量。該廠34號(hào)EDI濃水流量下降的曲線如圖4所示。圖5顯示EDI的濃水循環(huán)泵出口管處微生物污染。

圖4　2013年34號(hào)EDI濃水流量下降的曲線

結(jié)合圖4及圖5進(jìn)行分析，濃水流量下降的主要原因應(yīng)為模塊濃水側(cè)受到了微生物的污染。圖6顯示濃水隔網(wǎng)上有明顯的污染物。圖7顯示污染物靠近進(jìn)水口的處污染物最多。污染物表觀顏色為淡黃色。圖8為污染物在5%的氫氧化鈉溶液中浸泡3 min以后的情況。圖9為5%的氫氧化鈉溶液浸泡3 min再用5%的鹽酸浸泡后濃水隔網(wǎng)的情況、圖10為1%的氫氧化鈉溶液浸泡3 min再用1%的鹽酸浸泡后濃水隔網(wǎng)的情況。

圖5　EDI的濃水循環(huán)泵出口管處微生物污染

圖6　濃水隔網(wǎng)上的污染物圖片

圖7　濃水隔網(wǎng)上的污染物圖片圖

圖8　5%的氫氧化鈉浸泡膜片時(shí)污染物溶出情況

從圖9與圖10對(duì)比可以看出5%的氫氧化鈉溶液浸泡＋5%的鹽酸對(duì)污染物的去除效果明顯好于1%的氫氧化鈉溶液浸泡＋1%的鹽酸對(duì)污染物的去除效果。進(jìn)水側(cè)的樹脂外觀圖如圖11所示。出水側(cè)的樹脂外觀圖如圖12所示。

圖9　5%的氫氧化鈉溶液浸泡和5%的鹽酸浸泡后的濃水隔網(wǎng)外形圖

圖10　隔網(wǎng)處的污染物在低濃度酸堿浸泡后難以被快速溶出

圖11　進(jìn)水側(cè)的樹脂外觀圖

從圖11、圖12可以看出模塊內(nèi)部破碎的樹脂顆粒較多，并且多集中在整個(gè)樹脂包的出水側(cè)，但占據(jù)模塊內(nèi)部總樹脂量比例仍然很少，碎樹脂的增加會(huì)增加濃水側(cè)的壓差，一定程度上影響濃水側(cè)的流量。盡管已經(jīng)找到了模塊的污染原因，但由于EDI模塊對(duì)清洗液有著嚴(yán)格的控制要求，清洗仍需要進(jìn)行進(jìn)一步地試驗(yàn)。

圖12　出水側(cè)的樹脂外觀圖

3　結(jié)束語

（1）EDI系統(tǒng)的出水水質(zhì)變差，有模塊燒壞的原因，有儀表的原因、有模塊內(nèi)樹脂受污染的原因，具體問題且具體分析，本文給出了分析問題的思路和解決問題的方法。

（2）當(dāng)EDI模塊內(nèi)部樹脂受到污染時(shí)，EDI出水pH可能會(huì)上升，此時(shí)出水鈉會(huì)上升，電阻率會(huì)下降，對(duì)淡水側(cè)進(jìn)行清洗可有效解決樹脂污染造成EDI出水水質(zhì)下降問題。

（3）模塊濃水流量下降主要是微生物污堵造成，樹脂顆粒破碎也是影響的因素之一。但由于EDI系統(tǒng)本身對(duì)清洗液的濃度有著嚴(yán)格的要求，微生物污染的有效清洗仍需要做一些試驗(yàn)研究工作，微生物污染有效恢復(fù)這也是膜法以后要面臨的一大課題。

參考文獻(xiàn)：

[1]沈健，曹韻，李媛媛，等.河源電廠電除鹽設(shè)備運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)與優(yōu)化[J].中國(guó)電力，2013，46（9）：47-51.

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[3]謝峰，陸建，潘傳慶，等.電除鹽濃水流量下降的清洗試驗(yàn)[J].電力科學(xué)與工程，2012，27(7)：76-78.

謝峰（1975），男，江蘇徐州人，工程師，從事電廠化學(xué)設(shè)備管理工作。

Analysis and Treatment of Issues Arisen in the Electro-deionization System of One Power Plant

XIE Feng
(Jiangsu Ligang Power Generation Co. Ltd., Wuxi 214444, China)

Abstract：The electro-deionization (EDI) system is responsible for the water preparation process' final procedure. Failure of EDI may not only affect the water quality and production capability, but also lead to undesired outage of the associated water production equipment; consequently, the whole plant may even have to be shut down. In this paper, we firstly analyzed the problems encountered by the EDI operating in one power plant thoroughly; then, solution measures were proposed. This work can provide valuable reference for similar EDI systems in other power plants.

Key words：EDI; bad out-water quality; resistivity; silicon

作者簡(jiǎn)介：

收稿日期：2015-11-02；修回日期：2015-12-15

中圖分類號(hào)：TM621.8

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號(hào)：1009-0665（2016）02-0093-03