珠海电厂凝结水精处理系统浅析
The Fine Treatment System for Condensate
water in Zhu．hai Therm al Power Plant
陆瑞源，金伟韧
LU Rui—yuan．JIN Wei—ren
(珠海发电厂，广东珠海519050)
摘要：对珠海电厂一期工程由美国GRAVER WATER公司提供的中压凝结水精处理系统的设计、设备、再生和输送步骤
的特点进行分析，并结合实际运行中出现的问题进行讨论，提出了运行优化措施。
关键词：电厂化学；凝结水精处理；树脂分离；树脂再生；周期制水量
中图分类号：TK223．51 文献标识码：B 文章编号：1671—8380{2005)01～0046—04
1 引言
现代大型火力发电，一中，需要大量高纯水作为
锅炉给水。凝结水精处理系统，对目前国内机组丽
言，是更为重要的一个辅助系统。大容量、高参数发
电厂设置凝结水精处理系统，无论从防止受热面和
汽轮机腐蚀结垢，还是防止凝汽器泄漏，保证机组安
全运行来说都是必要的。本文试图从珠海电厂凝结
水精处理系统的流程、布置方面介绍这种工艺，针对
其工艺的独到之处作出分析，并结合实际运行中出
现的问题进行讨论。
2 系统工艺概述
珠海电厂首期2×700 MW 进口燃煤机组的凝
结水精处理设备是由美国GRAVER WATER公司
生产制造的，设计正常流量是763 m3／h，最大出力
是842 m3／h，系统压差是345 kPa。允许凝结水精
除盐床体的最高运行温度是46℃。
系统设有3台体外再生高速混床，在机组正常
运行情况下，两台混床运行，一台备用，每台床体处
理流量是凝结水流量的50％。精处理系统设有旁
路阀，当温度、压差超过设定值，或者少于两台混床
运行，系统旁路阀自动打开以便保护精处理混床设
备和树脂，保证机组的安全运行。当运行混床出现
流量积算达标、电导率、Na 及SiO2含量超标时需
把备用的混床投入运行，再把失效树脂送到再生系
统进行体外再生。

运行混床所用的阴、阳树脂体积比为1：1，阴、
阳树脂体积均为4 162 L。树脂型号：阳树脂DOW
AMBERJET 1500一H，阴树脂13OW AMBERJET
4000一CL。
配套的常压三塔体外再生系统，由树脂再生分
离佣树脂再生罐、阳树脂再生罐、混合存储罐以及
与之配套的酸碱系统、废水排放系统等组成。
3 树脂输送、再生分离流程
输送程序分两部分，失效树脂首先通过水、气方
式从运行混床输送到再生分离／阴树脂罐，然后进行
输送程序的下部分，即将混合存储罐内的备用树脂
输送到运行混床。
失效树脂在再生分离佣树脂罐内经过多次压
缩气体擦洗和水力分层后靠水力将罐底的阳树脂通
过输送管送至阳树脂再生罐，当输送管道阴阳树脂
界面被检测到时，输送停止，分离界面的混脂保留在
输送管道内。
阳再生罐阳树脂用30％的HC1再生，再生液浓
度为8％ ；再生分离佣树脂罐内阴树脂用50％
Na0H再生，再生液浓度4％。
阳树脂首先被输送至混合存储罐，此时阳再生
罐内会残余一部分树脂。另外，再生好的阴树脂在
用氢氧化钠再生后，也将被输送到混合存储罐内，而
极少量阳树脂转型为比重大的钠型树脂，沉降在床
的底部，作为残余树脂。

阴阳树脂在混合存储罐内经混合后存储备用。
同时回收输送管道内的混脂，再将阳床中的剩余阳
树脂输回阴树脂再生罐。
4 工艺分析
要使高速混床出水水质达到高纯度，并延长运
行周期，除了选用高质量的凝结水精处理均粒树脂、
控制精处理混床的进水水质、提高再生剂的纯度外，
关键是要选择合适的再生设备和设计合理的再生程
序，为此，在设计和应用过程中应尽可能解决好以下
几个问题：
① 阴阳树脂在每次再生前都能做到最有效的分
离。
②使已分离的树脂达到最彻底的再生，且经济
上也是合理的。
③ 对已再生好的树脂充分冲洗，去除残余再生
液体。
④树脂再生好后应注重阴、阳树脂的混合，并尽
量降低送入运行床过程中出现二次分离的可能性。
下面就GRAVER WATER公司提供的设备和
再生程序加以阐述。
4．1 树脂的有效分离
在凝结水精处理系统中，影响}昆床出水水质、运
行周期的诸多因素中，树脂再生采用的方法和具体
操作步骤是最主要的，而再生步骤中尤以树脂分离
最为复杂，也是最为关键，目前各厂家在采用优质均
粒树脂的同时，十分注重树脂的分离技术，传统使用
较为广泛的是“水力二次分离的机械分离法”，
GRA VE R WATER也是采用这种思想，这里有许多
值得我们学习和借鉴的地方，列举如下。
4．1．1 高塔设计
再生分离佣树脂罐采用大直筒式结构，顶部为
倒置的圆台型，垂直高度为6 096 rnIn，简体直径为
2 134 rnIn。该设计使树脂分离时有足够大反洗空
间，保证阴、阳树脂的分离彻底。在树脂膨胀率提高
的同时，也有利于运行过程中粘附在树脂表面的金
属氧化物等污染物和树脂碎屑的去除。同时，细长
大筒身能使阴阳混合树脂交界面积变小，减少了混
合树脂的体积，有效地降低了树脂污染的可能性。
4．1．2 两步分离工艺
在树脂分离这一步上与传统的分离方法比较，
GRA VE R WATER似乎考虑得更为周到，分离分两
步，在调试设定好的反洗流量下，阴阳树脂逐步分
离，均匀沉降，可达到初步的分离效果。第一次分离
会发出报警，操作员认为树脂已分离完全，则跳至分
离二，否则重复分离。分离二是进一步的分离，这时
的反洗流速会有所降低，使树脂层平稳沉降，减少了
分离一因水流的扰动而造成的小颗粒阳树脂被水流
掺带入上部大阴树脂层中。因此，二次分离降低流
速就显得十分科学，也非常有效。
4．1．3 阴、阳树脂的彻底分离
传统的树脂的分离技术是水力二次分离的机械
分离、中间层树脂层抽出法，树脂分层后将阴树脂送
至阴树脂再生塔，阳树脂送至阳树脂再生塔及混和
塔，这时分离塔内仍保留定量阴、阳树脂界面层的混
合树脂HEEL RESIN，也叫安全分离树脂。但阴树
脂出口管的位置是固定的，如果送出大阳树脂量偏
小了，等下一套树脂分离结束后，阴、阳树脂界面层
就自然上移，这时输送阴树脂时就会使送至于ART
的阴树脂内夹有部分阳树脂，引起交叉污染。再生
结束后，这部分阳树脂以RNa型存在，严重影响混
床出水水质和运行周期。
GRA VE R WATER公司采用先将阳树脂从底
部送至阳再生罐的方法，在输送管道设了两个pH
监测装置，它是由电导电极与相关放大电路组成。
其原理是根据阴阳树脂与水混合的体电阻不同，一
般来说阳树脂的水溶电阻率较低，而阴树脂电阻率
较高，因而通过检测阴阳树脂界面处的水溶液电导
变化即能准确判断阴阳树脂界面。当分离罐下部的
阳树脂缓缓输出，分离界面平稳下降，实践观查树脂
几乎不晃动，当表面探测器探测到阴阳树脂界面，即
发出相应的动作指令，控制有关的执行机构如气动
阀门等动作，停止输送阳树脂至阳再生罐。这部分
界面混合树脂先留在该管道上，当阴阳树脂分别送
至混床后，就回收这部分树脂到阴再生罐。这种输
送和锥斗分离技术有点相似，其优点是保证了每套
阳树脂的数量不会发生变化。
阴床的底部构造制约了树脂的完全输送，加上
实际应用中对界面树脂的检测存在有一定的测量误
差，将不可避免地会有极少量阴树脂被送至阳再生
罐，GRA VE R WATER公司精心设计，在阳树脂再
生罐上设置了光电式液位开关，保证残余一部分树
脂，避免交叉污染。当阴树脂送至混床后，就回收这
部分树脂到阴再生罐。
4．2 优化树脂的酸、碱再生
在树脂的酸、碱再生工艺上，国内同类型的精处
理设备是大致接近的，GRVE R WATER公司的产
品有一些设计独特、新颖的地方。① 我们知道，阳树脂处理凝结水的量远远大于
阴树脂，所以，实际运行过程中按阳树脂的交换终点
来控制精处理运行床的周期制水量，这就对阳树脂
再生程序有着更高的要求。GRAVER WATER在
阳树脂进酸前，先进行反洗、空气擦洗。比起在分离
罐，阳树脂得到了更多的反洗、擦洗空间，效果自然
更好，这一步骤进行的设置，使阳树脂再生的质量得
到明显提高。
② 再生好的阴阳树脂在进行?昆脂前进行充分地
淋洗，以免混脂时发生树脂的“混合污染”。所谓“混
合污染”，是指一种树脂所携带的再生残液对另一种
树脂造成的污染，如阳树脂所携带残余液的cl一可
能会对阴树脂造成污染；阴树脂所携带碱液体的
Na 可能对阳树脂造成污染。因此混脂前应进行充
分淋洗，控制淋洗结束时出水电导率小于1 mS／m，
根据再生经验，混合前阴阳树脂淋洗较完全，可大大
减少混合后的淋洗的时间和用水量。
③另外，再生程序设置了浓碱再生法。“浓碱
法”是GRA VE R WATE R公司所创立的。阴树脂
再生时，向阴树脂再生罐注入高浓度的氢氧化钠
(16％)，高浓度的碱和有机树脂的密度差使阴树脂
漂浮在上，而夹杂的阳树脂则沉于底部，然后进行碱
循环冲洗，最后送至混床与阳树脂混合。浓碱分离
法的最大优点是它可以使阴、阳树脂不分颗粒度，彻
底分离，补充了水力分离的不足和克服“交叉”污染。
但是它也有主要缺点，就是加速树脂的疲劳破坏。
平时在对再生分离要求不太高的情况下，一般不采
用此方法。
4．3 树脂的充分混合、清洗和输送
树脂的混合与输送也直接影响到凝结水精处理
系统的运行效果，由于阴阳树脂混合不均匀而引起
的混床出水恶化的事例在我国凝结水精处理应用中
已有很多。针对这个问题，在设计方面，这里也有一
些地方值得介绍。
①在阴、阳树脂混合的步骤中，在进水后，首先
进行加压排水树脂表面上部150 1Tlrn，然后才开启
罗茨风机，充分搅动树脂层，以求达到良好的混合效
果，这样避免了高液位进气搅拌时出现的树脂分层
现象。同时，采用一边搅拌一边进行排水，在水位下
降的同时，混合良好的树脂层也沉积下来，避免了树
脂在沉降过程中产生的二次分层。
②在冲洗前设置了慢速和快速进水。前面已经
混合良好的树脂，先进行慢速进水18 min，以防水
流过大扰乱树脂。然后才进行快速进水。经过充分
混合后的正洗，仅需要10 min就满足出水电率<
0．01 ms／m 的要求。
③ 再生中送脂步骤的最后，从前后两个不同的
方向对床体出口管道的树脂进行彻底冲洗，以确保
不再出现因管段内留有死角或盲点造成树脂滞留，
这也是以防长时间运行后造成每套树脂不均匀的好
方法。
④ 实践运行经验表明，即使在混床内树脂混合
清洗效果很好，但由于树脂从混床送往运行床过程
中没有控制好进水的时间和流量，使阴阳树脂在输
送过程中出现二次分离，影响运行出水水质。这里
先采用压缩空气，再水气合送，随后混床上下同时进
水送脂，较好地解决了二次分层的问题。
⑤ 球形混床的底板是水平设置的，底板与床体
的交接处可能会有树脂输送的死区，如果有部分失
效树脂遗留下来，必将影响下一床树脂的出水水质。
在树脂从运行?昆床输送至再生分离罐程序中，设置
多次输送循环，保证失效树脂的完全输送。
5 精处理运行状况的分析及优化
珠海电厂1，2号机组的精处理设备在调试期间
和电厂代管后的运行过程中，系统运行参数稳定，给
水质量完全符合设计要求。目前机组精处理系统的
运行混床周期制水量设定为149×10 m3，按每台床
体842 m3／h的凝结水流量计算，可正常运行7 d。
投运几年来系统运行参数稳定，出水质量也符合设
计要求，其性能是优越的。
运行过程中我们发现，有个别床树脂出现流量
积数没到设定值时，出水Na ，pH，电导率就超标，
甚至到了一半，树脂就失效。这将破坏了正常的再
生输送工作，明显增加了操作员的工作量，同时也影
响到机组的水质稳定。这种情况的出现也是正常
的，因为精处理混床树脂已投运5年，由于离子交换
树脂通过较长时间的运行和再生，树脂的交联度下
降，含水率上升。体现在实际应用中破碎率增加，工
作交换容量下降。若更换树脂，可恢复到原来的工
作交换容量，相应的运行混床周期制水量上升，操作
员的工作量可减少；但需花费一笔树脂的更换费用。
进一步分析，我们可以通过降低凝结水的pH
值，减少精处理运行?昆床人口的NH4 浓度。因为
凝结水中杂质离子的浓度很小，阳离子最主要的成
份是NH4 。怎样减少凝结水中的NH4 是我们首
先要做的事。可以通过减少热力系统的氨量来降低
凝结水的pH值，同时不造成给水、炉水、主汽热力
系统的酸腐蚀现象出现。假如，凝结水的pH值从9．5下降到9．2，则根据氨水的电离平衡方程式，计
算出凝结水中NH4 浓度将是原来的1／4，在树脂工
作交换容量不变的条件下，周期制水量将是原来的
4倍，这项工作只要作较少的变动即可收到很好的
效益，实施起来也比较方便。
还有，要做好树脂再生、输送工作，严格执行厂
家操作手册里规定的再生、输送程序的要求和注意
事项，其中值得注意的是，树脂反洗分离、混合时如
果控制不好，很容易会跑树脂，将使阴阳树脂配比不
均衡，这也是导致运行周期制水量下降的一个因素。
同时必须做好设备的维护工作，如果混床尚未
失效，而机组因故长期停运，在这种情况下，最好对
尚未失效的树脂加以再生，以保护树脂免受悬浮物、
细菌的侵蚀，并为下一次精除盐混床的投运作必要
的准备。另外，再生时，应注意破碎树脂颗粒、粉沫
的排放。细碎的树脂往往是造成树脂再生时污染的
原因。如细碎阳树脂漂浮在阴树脂层，将造成运行
时床体漏钠。因运行床进出口压差高以及树脂输送
时磨损等原因造成的树脂粉末，可以通过树脂在阴
再生罐内的擦洗和反洗加以清除。
6 结束语
一套比较成熟的设备都有其独到的设计思想和
实施办法，GRAVER WATER公司的这套凝结水精
处理正是具备了这样的特点。在使用中，我们不时
地发现有许多设计精巧、考虑周到的地方，对同类设
备的运行有一定的指导意义。运行中出现的混床周
期制水量有所下降的问题也是可以控制的，需要我
们加强对精处理系统的运行管理和定期检查、跟踪
分析，使精处理的优越性能得到充分发挥。
参考文献
[1] 陈向东．岭澳核电站凝结水精处理系统简介[J]．广西
电力，2002，(3)．珠海电厂凝结水精处理系统浅析.pdf