給水加氧處理后凝結(jié)水樹脂處理系統(tǒng)的研究

范日新（廣州粵能電力科技開發(fā)有限公司，廣東 廣州 510000）

給水加氧處理后凝結(jié)水樹脂處理系統(tǒng)的研究

范日新（廣州粵能電力科技開發(fā)有限公司，廣東 廣州 510000）

凝結(jié)水樹脂處理是保證凝結(jié)水水質(zhì)的重要手段，可以保證鍋爐給水的水質(zhì)要求，維持系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。對凝結(jié)水樹脂處理系統(tǒng)進(jìn)行分析研究，探討系統(tǒng)運行中存在的問題，并對存在問題進(jìn)行針對性分析探討，是保證和提升系統(tǒng)高效穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。

給水加氧處理；凝結(jié)水；樹脂水處理

隨著電廠大容積、大參數(shù)的機(jī)組不斷投入和運行，對于鍋爐給水的水質(zhì)提出了更加嚴(yán)格的要求，國家對于水汽質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)也隨之提高。凝結(jié)水作為鍋爐給水的重要組成部分，其水質(zhì)直接影響著機(jī)組的安全運行。凝結(jié)水是指鍋爐產(chǎn)生的過熱蒸汽在汽輪機(jī)做完功后，經(jīng)循環(huán)冷卻水冷卻后凝結(jié)成的水。凝結(jié)水在一定情況下存在一些污染，比如凝汽器滲漏或泄漏、金屬腐蝕產(chǎn)物的污染、鍋爐補(bǔ)給水帶人少量雜質(zhì)等。凝結(jié)水處理精制系統(tǒng)在電廠中應(yīng)用十分普遍，其主要目的是去除水中存在的金屬腐蝕物和各類微量的溶解性物質(zhì)。經(jīng)過凝結(jié)水處理技術(shù)的發(fā)展，該工藝主要包含兩個方面：過濾和混床工藝。近年來，隨著我國大型電廠的興建和發(fā)展，各類先進(jìn)的凝結(jié)水精處理系統(tǒng)得到普遍的發(fā)展，因此，如何保證此裝置安全穩(wěn)定的運行是事關(guān)電廠安全運行和經(jīng)濟(jì)效益的大事。本文通過對凝結(jié)水處理系統(tǒng)中存在的問題進(jìn)行探究，并針對出現(xiàn)的問題對凝結(jié)水樹脂的清潔方式提出改進(jìn)措施，以提升系統(tǒng)運行的效率和穩(wěn)定性。最后結(jié)合相關(guān)的實踐應(yīng)用對樹脂清潔方式改進(jìn)的效果進(jìn)行說明。

1 凝結(jié)水精處理系統(tǒng)常見問題

(1)裝置的程序控制系統(tǒng)運行效果不盡如人意。通過分析各大電廠的系統(tǒng)運行效果，可以看出實際中樹脂的分離和再生效果和預(yù)設(shè)的程序存在一定的差距，很難達(dá)到設(shè)計的要求。經(jīng)常需要依靠人工調(diào)節(jié)相關(guān)的閥門以實現(xiàn)樹脂的再生混合工序控制。大大影響系統(tǒng)的運行效率。主要是由于裝置中系統(tǒng)的參數(shù)調(diào)校存在問題，不能很好與實際過程形成匹配。

(2)樹脂泄露問題。樹脂泄露問題也是困擾電廠凝結(jié)水處理系統(tǒng)穩(wěn)定運行的主要問題。樹脂泄露直接導(dǎo)致給水泵的過濾網(wǎng)堵塞，發(fā)生安全事故。主要是由于裝置在運行過程中，凝汽器的真空作用抽吸導(dǎo)致樹脂逆流至凝結(jié)水系統(tǒng)中或者樹脂從再生系統(tǒng)中發(fā)生泄露情況。

(3)樹脂再生時間長、耗水量大問題。在系統(tǒng)運行中可能會遇到此種情況。一般來看樹脂再生時間長主要是汽水系統(tǒng)對于樹脂的污染程度較大，樹脂的凈化精制效率下降導(dǎo)致，導(dǎo)致多次重復(fù)樹脂的再生操作頻次，引起巨大的耗水量。

(4)精處理高速混床后樹脂捕捉器壓差高。在機(jī)組的運行過程中，當(dāng)凝結(jié)水的水質(zhì)達(dá)到要求時，可以進(jìn)行高速混床的應(yīng)用。在正常的運行中，高速混床后的樹脂捕捉器的進(jìn)出口壓差一般小于0.02Mpa，最大不會超過0.1Mpa。如果該壓差超過0.01Mpa，說明樹脂的污染程度較大。在運行中，常常存在新再生的樹脂或者新投入運行的系統(tǒng)也存在此種問題，常常是由于制造廠商在設(shè)備的加工制作中，未對混床出水母管至樹脂捕捉器這段管路以及樹脂捕捉器進(jìn)行清理，導(dǎo)致樹脂捕捉器內(nèi)部及篩管底部可能有短焊條、塑料、碎鐵屑及大量碎的氧化皮等雜物存在，污染樹脂。因此，針對新運行的裝置，要嚴(yán)格檢驗樹脂捕捉器的清潔度。

(5)精處理再生系統(tǒng)中負(fù)壓的再生效果差。

在機(jī)組試運行過程中，精處理高速混床運行周期變短，制水量變少，進(jìn)而導(dǎo)致再生頻繁。據(jù)相關(guān)的設(shè)計，體外再生采用負(fù)壓再生的方式進(jìn)行。該方法實施的重點是合理的調(diào)節(jié)再生和置換的液位。在實際應(yīng)用中，開始階段，酸堿液位可以維持在樹脂的上層，保證系統(tǒng)可以進(jìn)行穩(wěn)定運行。但隨著時間的增加，酸堿液位逐漸降低，最終低于樹脂的高度，影響再生的效果。

(6)凝結(jié)水處理裝置前一般未設(shè)置過濾系統(tǒng)，在系統(tǒng)的啟動運行中，其水質(zhì)往往較臟，水中含有的雜質(zhì)含量也較多。進(jìn)入離子交換樹脂后，會嚴(yán)重堵塞樹脂的孔道，造成樹脂的污染。樹脂的顏色加重，交換容量和再生效率均較低。雖然可以利用酸堿浸泡的方式進(jìn)行再生，但費事費力，其再生的效果不能得到有效的保證，影響下次凈化的效果。

2 凝結(jié)水精處理系統(tǒng)問題的處理措施

(1)加強(qiáng)凝結(jié)水處理控制系統(tǒng)的設(shè)計和改進(jìn)。在實際應(yīng)用中，該控制系統(tǒng)往往是以時間步驟和順序為核心運行的。該設(shè)計的系統(tǒng)運行時無法很好的完成樹脂分離和混合的過程，影響生產(chǎn)的穩(wěn)定性。主要的原因是樹脂分離過程中的水力分離一般不適合采用固定的流量和時間進(jìn)行控制，實際中需要采用水力分層的操作，需要根據(jù)樹脂觀察窗口的實際情況來定。因此，可以將此系統(tǒng)的控制原則改為以單一固定時間參數(shù)為核心，同時專業(yè)人員加強(qiáng)對于凝結(jié)水處理系統(tǒng)的前期調(diào)試，優(yōu)化整個系統(tǒng)的設(shè)計。同時，對系統(tǒng)發(fā)生故障時的應(yīng)急方案進(jìn)行設(shè)計，保證第一實際解決問題，降低損失。

(2)對于樹脂泄露導(dǎo)致安全事故的問題，需要加強(qiáng)防護(hù)措施，在采取措施的基礎(chǔ)之上，加強(qiáng)對于設(shè)備的常規(guī)維護(hù)和檢查。不斷地改善凝結(jié)水精處理技術(shù)，提升凝結(jié)水精處理運行的信息化程度，例如可以將混床的進(jìn)出口閥門和凝泵采用計算機(jī)進(jìn)行連接，這樣可以在發(fā)生泄露后凝泵跳閘，進(jìn)出口閥門關(guān)閉，減緩危害程度。如果發(fā)生樹脂泄露后，為防止進(jìn)一步影響系統(tǒng)運行，需要立即關(guān)閉電動門，包括除氧器中的電動門及旁路電動門。清洗凝汽器后，要手動拆除過濾網(wǎng)后進(jìn)行清理。

(3)樹脂再生過程中，清洗環(huán)節(jié)是最為重要的步驟。一般情況下采取正洗的方式進(jìn)行操作。由于樹脂中存在鐵銹、膠體等物質(zhì)，密度小于樹脂而浮在樹脂的上部，采取正洗的方式不僅不能有效的洗掉污染物，還在一定程度上加大耗水量。因此，可以改變沖洗方式，采取反洗，將頂部上水改為底部上水，不僅可以提升效率，還可以降低耗水量。

(4)一般情況下，導(dǎo)致酸堿液位下降的主要原因為再生罐體或者部分閥門、法蘭發(fā)生輕微泄漏。為了取得良好的再生效果，配合廠家對再生系統(tǒng)的罐體、閥門、管路等進(jìn)行了嚴(yán)密性檢查，確保不發(fā)生任何泄漏，保持罐內(nèi)的水位不變，保證再生的效果。

(5)針對2.6的問題，可以在高速混床投運初期，采用普通的凝膠型樹脂代替進(jìn)口的均粒樹脂進(jìn)行使用。相對于特種的進(jìn)口樹脂，普通的凝膠型樹脂在結(jié)構(gòu)和性能上存在一定的差異。試運期間因水質(zhì)較差，失效樹脂的空氣擦洗次數(shù)也比較多，經(jīng)過實踐分析，可以看出普通樹脂幾個運行周期下來，樹脂磨損將近50%。但在出水品質(zhì)、再生效率等方面可以達(dá)到運行要求。

3 實例分析

某發(fā)電廠CP3機(jī)組（容量600MW，超臨界壓力）給水實施加氧處理后，凝結(jié)水精處理系統(tǒng)（CPP）樹脂再生合格率低，周期制水量在5～60萬噸之間波動，出水水質(zhì)難以保證。分析其原因是樹脂的清潔度不夠，隨著凈化水量的增加，樹脂內(nèi)截留了大量的鐵、金屬氧化物等懸浮物顆粒，這些顆粒包裹在樹脂的表層，使得樹脂不能進(jìn)行有效的離子交換，影響其再生效果。另一方面也增加了陰樹脂的比重，造成陰、陽樹脂再生前分離的困難，增加了交叉污染，致使CPP出水中危害的氯離子含量高。

改進(jìn)措施：減少陰塔空氣擦洗。在陰塔先執(zhí)行“3外5內(nèi)”左右的擦洗方式。然后把全部陰陽樹脂送至陽塔用水反洗陽塔水反洗。樹脂送入陽塔后，從陽塔頂部進(jìn)水到淹沒樹脂位置。再從底部進(jìn)水反洗。

改進(jìn)清洗方式后，再生合格效率達(dá)到100%，50萬噸以上周期制水量率達(dá)90%，全部水質(zhì)指標(biāo)優(yōu)良和穩(wěn)定。另外，碎樹脂顆粒隨著反洗水流排除。

4 結(jié)語

通過凝結(jié)水樹脂處理系統(tǒng)進(jìn)行分析，對存在的問題和相關(guān)改進(jìn)建議進(jìn)行探討，極大地提高了該系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，有利于快速改善機(jī)組試運行期間的水汽品質(zhì)。同時，可為以后的調(diào)試工作提供一定的參考依據(jù)，有助于調(diào)試工作的深入開展。

[1]何艷紅,譚新聞,朱來葉,等.凝膠型陽樹脂與大孔型陰樹脂組合在凝結(jié)水精處理系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].熱力發(fā)電,2015,44 (5):118-124.

[2]慕林青.電廠凝結(jié)水精處理樹脂分離系統(tǒng)調(diào)試研[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)月刊,2016,35(15).

[3]沈建華,徐斌,周閩.耐高溫混床樹脂在凝結(jié)水精處理系統(tǒng)中的應(yīng)用[C]∕2015國際空冷凝汽器會議.2015.