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高速混床投运时炉水pH 降低的原因分析

发布时间：2011/3/31 阅读次数：3051 字体大小: 【小】【中】【大】

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我们分析认为凝结水精处理混床树脂采用体外再生、空气擦洗方式处理，经常处于失效、再生、运行的反复循环之中，树脂不断膨胀、收缩，再加上高速混床运行在中压条件下，树脂强度越来越低，势必造成树脂的破碎。粒度不均、强度差，有小颗粒或破碎树脂因树脂捕捉器未能截留而漏入热力系统。在机组高温高压碎小树脂分解成无机酸和低分子有机酸，使炉水pH 偏低。特别是有凝结水精处理的电厂，由于操作不当或反洗强度偏大，常常导致一小部分树脂漏入热力系统，进一步在热力系统分解为有机酸，并导致热力系统特别是低压缸的腐蚀现象。
阴、阳树脂在再生时分层效果差。特别是由于高速混床反洗时常有少量树脂跑掉，由于阳树脂的密度比阴树脂的大，跑漏的常常是阴树脂，从而导致混床内阴树脂短缺，在分层部位的阴、阳树脂湿真密度相差不大，导致阴树脂中含阳树脂，阳树脂中含阴树脂。在再生时发生交叉污染。特别是造成阳树脂中阴树脂转化为氯型，在凝结水为氨性水的情况下，经混床置换出氯离子，在炉水中浓缩导致pH 降低。
根据分析研究，我们了解到单一混床中，由于运输和水力因素作用，阴阳树脂分布应该是下层阳树脂较多，阴树脂较少，上层反之。国内电厂基本上采用碱性水工况，当碱性水直接进入高速混床，混床上部混和树脂中的阳树脂很快被中和而失效，随后上层阴树脂就直接接触碱性水，这对离子交换很不利，因为进水中的OH-浓度要比其它阴离子高的多，从而限制了其交换容量的发挥。当上层阴树脂和进水反应平衡时，阴离子几乎不进行氯离子的交换。
而我国大部分的电厂仍采用含氯离子较高的工业碱作为阴树脂再生剂，因此在碱性水工况下，高速混床不仅不能除去进水中的氯离子，还常常向水中释放氯离子。再加上阴阳树脂分布应该是下层阳树脂较多，阴树脂较少，更加重了这种释放程度，由于下层阴树脂还有交换能力，大量氯离子漏入后，就以HCl 的形式存在，尽管在给水中加入了大量的氨水，将其中和为NH4Cl，但进入热力系统后，会在高温高压下分解，挥发出NH3，导致炉水酸性化，pH 下降。
3 水汽和树脂试验情况和分析
根据上述分析和现场运行的实际情况，我们有目的的选取高速混床在100%和0%的运行状况，针对性选取给水、高混出水、凝结水和炉水的两种情况下的水样进行离子色谱分析。
试验显示高速混床0%运行时，给水氯离子为1.42μg/l，高混出水为1.07μg/l，凝结水为0.39μg/l，炉水为17.95μg/l。高速混床100%运行时，给水氯离子为1.03μg/l，高混出水为2.28μg/l，凝结水为1.24μg/l，炉水为3344.98μg/l。从以上数据可以看出。在100%运行时，高混出水的氯离子明显比凝结水有所增加。而浓缩后的炉水更高达3344.98μg/l。因此我们又验证了调研和前面分析的炉水pH 降低的原因。
我们采集了高混的阴阳树脂和表层阳树脂的树脂样品进行分析，结果显示阳树脂的湿真密度为1.108，而阴树脂的湿真密度为1.09，两者相差很小，在实际运行中很难通过分层分开。表层阳树脂的粒度分布不均匀，磨后圆球率为86.6%，低于正常阳树脂的95.14%。因此我们推断交叉污染是造成炉水pH 降低的原因之一。
另外我们分析可能还存在高速混床阴阳树脂混合不均匀和阴树脂再生度偏低的情况。
4 处理建议
根据上述分析和试验情况，我们建议在进一步试验和探讨的基础上，开展以下工作：
（1）检查树脂捕捉器的运行情况，确认是否有树脂漏入热力系统。
（2）通过试验观察高混树脂的分层情况，需要时可以采用进碱的方式，提高分层效果。
并观察炉水PH 的变化情况。同时考虑采用高品质的再生用酸碱。提高树脂的再生度。
（3）通过采集混床内不同部位的树脂样品进行阴阳树脂比例检查，确认是否存在混床阴阳树脂混合不均现象。同时采取改进混合操作步骤和程序，更换细小树脂，添足树脂数量，提高树脂的密度差，改善混床树脂的混合不均问题。
（4）认真检查混床及其再生设备是否存在缺陷，防止出现再生和运行偏流问题存在。
5 实际运行后的水质情况

经过试验分析，我们发现树脂捕捉器运行正常，没有树脂漏入热力系统，因此可以排除漏树脂造成炉水pH 偏低。
通过采集混床内不同部位的树脂样品进行阴阳树脂比例检查，确认是确实树脂有粒度不均和部分树脂偏小现象。同时出现分层分离不理想现象因此采取改进混合操作步骤和程序，更换细小树脂，添足树脂数量和比例，提高树脂的密度差方法，改善混床树脂的混和不均问题。
在凝汽器不泄漏的情况下，选用尽量不采用投运100%高速混床方案，减少氯根影响，效果明显改善。
在2004 年全部对两台机组的高速混床树脂进行了更换，树脂由国产全部更换为进口均粒树脂，在运行后的几个月里，树脂再生分层明显提高，出水优良，炉水pH 偏低现象得到完全改善。

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