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电厂超临界机组锅炉补给水处理系统设备的调试

发布时间：2011/4/8 阅读次数：1872 字体大小: 【小】【中】【大】

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文章编号：1671—8909(2008)08—0006—06
电厂超临界机组锅炉补给水处理系统设备的调试
李长海宫仁贵程斌
(西北电力建设调试施工研究所，陕西西安710032)
摘要：介绍大别山电厂l号机组锅炉补给水处理系统中叠片过滤器、超滤装置、阳离子交换器、阴离子交换器和混合床的调试过程以及调试过程中的注意事项。
关键词：火电厂；锅炉补给水；调试
中图分类号：TK223．5+1 文献标识码：B
Debugging the equipment of boiler make·—-up water treatment
system of supercritical unit in power plant
L／Changhai，GONG Rengui，CHENG Bin
(Northwest Power Construction Test Regulation Reasearch Institute，Xi’an，
Shanxi，710032，China)
Abstract：To expound the process and needing attentions in the debugging of filter，uhrafihration sys—
tern，cation exchanger，anion exchanger’and mixed—bed of boiler make—up water treatment system
of NO．1 unit in Dabieshang Power Plant．
Key words：power plant；make—up water；debugging
湖北黄冈大别山电厂一期2×600MW工程l号机组锅炉为超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉，配套HG一1970／25．4一YM4锅炉，汽轮机为一次中问再热、单轴、四缸四排汽、凝汽式，型号为50STF60／N640—24．2／566／566。
为了使补给水处理系统设备能正常运转，制出合格的除盐水，找出最佳运行参数，使设备出力能达到设计要求，同时尽可能选出最优的再生工况，对锅炉补给水系统进行了调试。
1 锅炉补给水处理系统工艺
大别山电厂浮桥河水库水质较稳定，含盐量常年在80mg／L左右；原水含悬浮物较少，为2．62 mr,／
L左右；硬度为0．95 mmoL／L左右；胶体硅所占的比例较高，为2．83 mg／L左右。根据超临界直流炉机组给水质量要求，对锅炉补给水预处理系统按超滤处理考虑，锅炉补给水处理系统流程为：生水箱一生
水泵一叠片过滤器一超滤一超滤水箱一超滤水泵一阳离子交换树脂床一除二氧化碳器一除二氧化碳水箱一除二氧化碳水泵一阴离子交换树脂床一混合床一除盐水箱。
叠片过滤器与超滤装置为串联连接方式，两列设备同时运行，不设备用。一级除盐设备(阳离子交换器、除二氧化碳器、阴离子交换器)为串联连接方式，两台混合离子交换器采用并联连接方式，正常工况下，一级除盐设备一列运行，一列备用；混合离子交换器一台运行，一台备用，锅炉补给水处理系统正常出力为2×80 m3／h。
2 锅炉补给水处理系统调试
2．1叠片过滤器调试
大别山电厂锅炉补给水系统设置2套自清洗过滤器，每套过滤器采用4个3 in(7．62 cm)的过滤单元，过滤精度为100 um，每台产水量为120 m3／h。
叠片过滤器分为过滤状态和反洗状态两种运行状态，产水周期为30 min，与超滤装置反洗时间同步。
2．2超滤系统调试^(1～2)超滤装置采用全流过滤、定时频繁反洗的全自动连续运行方式。超滤装置设置了2套，每套装置设计出力为80 m3／h，回收水率为90％。其运行情况为：运行20一30 min，反冲洗30 s。超滤膜可通过定期反洗和化学清洗，以恢复超滤膜的透水能力。
当超滤装置的进出口压差超过0．06 MPa时报警，等待化学清洗。化学清洗频率为2—3个月。
2．2．1超滤系统冲洗
为了保证膜元件安装后不被系统管路中的杂物损坏，超滤系统装膜前对超滤系统中每一条管路，包括进水管、反洗水管及化学清洗管路等进行了冲洗。
系统冲洗干净后，为了保证下一步超滤膜元件安装后的首次反洗用水，在超滤水箱中保有不低于2 m液位的清水。
2．2．2超滤膜的安装
超滤膜为德国产Membrana内压式中空纤维膜，每套安装18根膜元件。超滤膜与外壳为一体化结构。超滤膜元件安装后，因超滤膜在出厂时已充人保护液，立即进行了彻底冲洗。冲洗时，首先切换系统至上反洗进水，下反洗排水，启动反洗水泵，反洗至出水清澈，再切换至下反洗进水，上反洗排水，反洗至出水清澈，冲洗结束。
2．2．3超滤系统反洗
原水在通过超滤膜时，水中杂质在滤膜表面截留。所有截留的杂质都会在膜的表面沉积而增加膜的过滤阻力，导致过滤流量下降，需通过滤膜的反洗来除去截留的杂质，恢复膜通量而保证出水能力。
反洗时，对每一组滤筒进行反洗，反洗水为过滤后的水，反洗水量为过滤水量的2．5～3．0倍，流量控制
在160～185 m3／h左右。
反洗时，反洗水要加氯，以杀死附着在超滤膜面的细菌、微牛物和藻类。根据厂家设计：加氯反洗一般控制氯离子质量浓度为5 mg／L，流量为185 m3／h左右，反洗水泵出口压力为0．15 MPa，反洗时间为
60 s；脱氯反洗流量为185 m3／h左右，反洗水泵出口压力为0．15 MPa，反洗时间为24 s。结束时，反洗出水水质比较干净。
2．2．4超滤系统清洗
超滤系统运行一段时间后，水中的杂质会使膜的分离性能下降，即发生膜污染，导致膜的透水量或分离能力下降。此时，应采用化学清洗剂对超滤膜进行清洗，以恢复膜通量和截留率。化学清洗需要根据原水水质和超滤膜的污染物类型来选择(如酸清洗金属氧化物，碱清洗有机物)，常用两种清洗剂联合、连续使用，以增强清洗效果^[3]。
大别山电厂超滤系统化学清洗采用循环清洗，每种药剂清洗为原水侧进药，浓水侧回流。清洗分两个阶段：第一阶段用质量分数30％的NaOH调pH至12，加入NaCIO溶液，使总氯质量浓度达200 mg／L，并加热至35℃进行碱／氯洗循环清洗25 min，然后浸泡25 min，最后将清洗液全部冲掉，冲洗至中性；第二阶段配盐酸酸洗液，用氨水调pH至2．0，并加热至35℃进行酸洗25 rain，然后浸泡25 min，酸洗完后排放酸液，并用除盐水彻底冲洗至中性。
2．2．5超滤系统出水水质
超滤系统出水水质为SDI≤2，浊度<0．4 NTU，悬浮物质量浓度<1 mg／L。
2．2．6超滤系统调试问题及分析
设备供应商提供的清洗方式为碱／氯洗和酸／氯洗单独进行。投运初期，单独清洗后可以较好地恢复其产水率为90％左右。但运行一段时间后，洗后系统差压在再启运20 rain内迅速升至0．06 MPa以上，产水率降为75％左右。进行多次单独清洗后，差压仍然在短时间内很快上升，产水率也下降至80％左右。经分析，认为彬氯洗和酸／氯洗单独进行不能有效同时去除有机物和金属氧化物，改用彬氯洗和酸洗联合清洗工艺后，洗后系统差压上升较慢，而且产水率降低速度有了明显的减缓。
2．3阳离子交换器的调试^[4]2．3．1阳离子交换器内部的检查
(1)配水装置：支母管上的法兰连接紧密无间隙；支管应保持水平，开孔均匀；与布水装置连接的衬胶应完整、无破损。
(2)出水装置：与多孔板连结间隙小于0．25 mm；水帽无破损，缝隙小于0．3 mm；水帽材质316L；手试紧固程度(不可动)。
(3)中间布水装置：支母管上的法兰连接，紧密无间隙；支管材质316L；母管保持水平；T形绕丝支管间隙小于0．3 mtn；支管的支撑与固定牢固；布酸装置连接的衬胶部分完整无破损。
2．3．2阳离子交换树脂的装填
阳离子交换树脂为江苏苏青公司产的强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，型号为001×7。阳离子交换器直径为2 200 mm，树脂层高度为2 200 mm(带压脂层)，采用水力装填。先装填阳离子交换树脂6 100 kg，反洗观察其高度约至中排以下，继续装填阳离子交换树脂600 kg至中排以上200 mm。装填树脂的过程中，交换器中排以下有一定水位，并派专人负责监视每袋树脂的包装商标及颜色。绝对不允许将塑料袋、麻绳、树脂标签卡等装入交换器内，且阳离子交换树脂和阴离子交换树脂不可装错，更不允许混在一起。
2．3．3阳离子交换树脂的反洗
手动操作进行大反洗，洗出细小的树脂颗粒和密度小的颗粒。
2．3．4制备软化水
冲洗阳离子交换器，至出水硬度小于50 p。mol／L时，回收于除盐水箱。此软化水可用于树脂的首次
再生。
2．4除二氧化碳器的调试
除二氧化碳器的主要作用是除去水中的游离二氧化碳(简称除碳)，以降低阴离子交换器的负荷，同时能降低运行费用。
2．4．1除碳风机内部检查
检查除碳风机，确认转动方向是否正确。检查除碳器的承载格栅，确认无裂纹、无缺损。
2．4．2多面球的装填
多面球采用人工装填，搬运和储存过程中应小心避免损坏袋子，防止其泄露和受污染。装载过程中派专人负责小心、缓慢、少量倾倒，且不能将任何包装物(塑料袋、包装纸、线头、合格证等)倒入罐内。
2．4．3 中间水箱的冲洗
封闭人孔后，启动除碳风机，用阳离子交换树脂床出水冲洗除碳器，通过中间水箱底排进行底部冲洗，同时溢流排放，直至水清澈。继续排放至无水，安排人员进入除碳器水箱，进行人工清理，最后用面团彻底清理干净底部残渣。
2．5阴离子交换器的调试
2．5．1 阴离子交换器内部的检查
阴离子交换器，检查项目如下：(1)配水装置同阳离子交换器；(2)布碱装置与阳离子交换器的中排装置同；(3)出水装置与阳离子交换器的出水装置同。
2．5．2阴离子交换树脂的装填
阴离子交换树脂为江苏苏青公司产的强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂，型号为201×7。阴离子交换器直径为2 500 lnln，树脂层高度为2 800 rain(带压脂层)，采用水力装填。先装填阴离子交换树脂8 700 kg，反洗观察其高度约至中排以下，继续装填700 kg至中排以上200 inin。装填树脂的过程中，交换器中排以下有一定水位。
2．6混合床的调试
2．6．1混合床内部检查
(1)布水装置同阳离子交换器的布水装置。
(2)进碱装置与阳离子交换器大致相同。
(3)中间排水装置与阳离子交换器中的中排装置大致相同。
(4)出水水帽与多孔板连结间隙应小于0．25 irlln，水帽无破损，缝隙小于o．3 mm，水帽材质为316L，紧固程度为手试不可动。
2．6．2混合离子交换床树脂的装填
混合离子交换器的直径为1 800 mm，混合床树脂层高度为：阳离子交换树脂层500 mm；阴离子交换树脂层l 000 InIn。采用水力装填。先装填型号为001 X7 MB的阳离子交换树脂约1 000 kg，反洗后将高于中排中部的树脂用小铲子盛到袋子中拿出。继续装填型号为201×7 MB的阴离子交换树脂约l 800 kg，装填树脂的过程中交换器内有一定水位，并派专人负责监视每袋树脂的包装商标及颜色。绝对不允许将塑料袋、麻绳、树脂标签卡等装入交换器内，且阳离子交换树脂和阴离子交换树脂不可装错，更不允许混在一起。
2．7酸、碱喷射器的抽吸试验
2．7．1酸喷射器的抽吸试验
将阳离子交换树脂床水位通过中间排水门排放至无水排出。将酸计量箱注满清水，全开阳离子交换树脂床进酸门、阳离子交换树脂床中排门、阳离子交换树脂床酸喷射器出口门，启动自用除盐水泵，开启再生水泵出口门和阳离子交换树脂床酸喷进水门。
通过控制阳离子交换树脂床酸喷射器进水门的开度，将阳离子交换树脂床喷射器人口流量控制在(5m／h)×3．14×(1．1 m)2=19 m3／h左右，打开阳离子交换树脂床酸计量箱出酸门。当喷射器抽吸量大于7 era／rain以上时，认为抽吸试验合格。
混合床酸喷射器入口流量为(5 m／h)×3．14×(0．9 m)2=12 In3／h。当喷射器抽吸量大于5 em／min以上时，认为抽吸试验合格。
2．7．2碱喷射器的抽吸试验
当阴离子交换树脂床碱喷射器入口流量为(5 m／h)×3．14×(1．25 m)2=24．5 m3／h时，喷射器抽吸量大于7 cm／min认为抽吸合格(抽吸量指计量箱液位下降的速度)。具体操作同酸喷射器。
当混合床碱喷射器入口流量为(5 m／h)×3．14×(0．9 m)2=12 m3／h，喷射器抽吸量大于5 cm／min以上时，认为抽吸试验合格。
2．8一级除盐水的制备
2．8．1阳离子交换树脂床的再生
阳离子交换树脂床首次再生用酸量为正常的2倍，质量分数为5％，再生流量为12～19 t／h。再生结束后，关闭酸计量箱出口门，喷射器流量不变，进行置换后正洗。正洗至出水酸度稳定、P(Na+)≤300ug／L时，即可投入运行。阳离子交换树脂床的再次再生应视一级除盐出水水质的情况，决定是否需要。
2．8．2 阴离子交换树脂床的再生
阴离子交换树脂床首次再生用碱量为正常量的2倍，质量分数为4％，再生流量为15—25 t／h。再生结束后，关闭酸计量箱出口门，喷射器流量不变，进行置换后正洗。正洗至电导率7≤5us/cm；二氧化硅质量浓度P(SiO2)≤100ug／L。阴离子交换树脂床的再次再生视一级除盐出水水质的情况，决定是否需要。
2．8．3一级除盐出水水质
一级除盐系统出水硬度为0；电导率为4 uS／cm；二氧化硅质量浓度为50ug／L。
2．9二级除盐水的制备^[5]2．9．1 阳离子交换树脂的再生
阳离子交换树脂床首次再生用酸量为正常的2倍，酸质量分数为3％左右，再生流速为5 m／h，流量为12 t／h。
2．9．2阴离子交换树脂的再生
阴离子交换树脂床首次再生用碱量为正常的2倍，碱质量分数为2％左右，再生流速为5 m／h，流量为12 t／h。
2．9．3正洗
再生后，阴离子交换树脂正洗。阴离子交换树脂正洗后，可大正洗。当大正洗至出口水y≤10us／cm时，可进行混合。
2．9．4树脂混合
混合前，应将混合床内水垫层放至树脂层面上150～200 mm处。混合时，慢慢开启混合床的压缩空气门，维持人口表压0．1 MPa，使阴、阳离子树脂充分混合(空气量不宜过大，否则会使树脂过分膨胀影响混合效果)，混合时间不超过3 min。
2．9．5混合后树脂正洗
混合后进行正洗，当出口水y≤l uS／cm；P(Si02)≤20ug/L时，可投入运行。
2．9．6二级除盐出水水质
二级除盐水出水水质：硬度为0；p(SiO：)为10ug/L；电导率为0．12 uS／cm。
2．9．7混合床调试问题及分析
(1)混合床树脂装填的数量是按照树脂的湿视密度和设计院设计的装填体积进行计算、装填的。
但是，阳离子交换树脂装填后，反洗时常发现树脂层高度超过中排，须将高于中排中部的树脂用小铲子
盛到袋子中拿出。
(2)混合床树脂首次再生合格后，第二天树脂又出现了分层。分析原因为树脂混合时间不够，没有混合好。补救措施是采用0．1 MPa的压缩空气混合3 min。正洗合格后，静置观察没有再出现分层现象。
3 调试过程中存在的问题及建议
(1)调试过程发现，当两套超滤装置同时运行，启动两台生水泵的时候，一台生水泵电机会过流。
检查后发现，每台生水泵的变频压力点都取自各自的出口电接点压力表上，其运行方式为稳压运行；当两台同时启动时，各自的压力点不平衡，发生流量严重偏流现象；其中一台生水泵的电流会超出其额定电流。同设计院、设备厂家、业主单位沟通后，把三台生水泵的变频压力取样点都移至生水泵出口母管上，但故障依旧。
建议增加工频远控启停指令。当启动第二台生水泵时，运行方式应自动切换为一台工频一台变频(目前没有设置远控工频启停指令)。
(2)系统加药调试过程中发现，生水泵出口母管杀菌剂浓度过高。把加药泵冲程和频率调到较小(<10％)时其浓度依然较高。检查后发现，杀菌剂加药泵共两台，加药点在超滤反洗水管及超滤给水管，加药泵为同一型号，但两条管路中的介质流量差异较大(反洗水量>200 t／h，给水量<100 t／h)，导致超滤给水管路中加杀菌剂的剂量无法调整到合适药量。
建议将给水加杀菌剂泵更换为小出水力的计量泵。
(3)调试过程中多次出现手动碟阀阀体指示开度与实际不符的情况。即指示为开，实际为关，且阀杆可自由操作。拆开检查后发现，阀杆与阀体操作不一致，重新检修后故障解决。
建议将设备上此类阀门更换，以确保操作有效，保障设备安全稳定运行。
(4)一级除盐设备再生过程中发现，阴离子交换树脂床出口门从发出开指令到阀门开到位整个过程所需时间为70 S，开到位时间过长。
建议更换阀门。另外，阴离子交换树脂床和阳离子交换树脂床上的气动阀门需要气压在0．5 MPa以上才能开到位，建议以后在运行的时候，需将电磁阀柜里的气压调到0．5 MPa以上。
(5)建议将中间水泵、生水泵及除盐水泵出口手动门更换为电动门，以利于更完善地实现程控操作。
4调试结论
该电厂锅炉补给水处理系统设计较合理，设备性能优良，出水水质良好，能够满足机组各种运行工况的需求。
参考文献
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