高塔分离精处理系统在湘潭电厂的应用
刘卫东　　湘潭发电有限责任公司(湖南湘潭411100)
摘　要　介绍了凝结水精处理高塔分离法再生步骤和优缺点、高速混床在湘潭电厂的应用及对于保证树脂铵化运行和提高机组水汽品质的经验。
关键词　凝结水精处理　高塔分离　再生　铵化运行
1　设备概况
　　我厂2 台300MW 机组凝结水精处理系统系引进美国U S. F ilter 水处理集团Perm u t it 公司高塔
分离(完全分离) 技术, 由中电联扬州化水设备厂成套供货, 其中控制设备、分析仪表、差压开关、变送器、滤帽等系进口, 罐体及管道由扬化水厂制造,其他就地表计、泵、风机等为国产。高速混床中压系统, 串在凝结水泵与轴封加热器之间, 每台机3 台混床, 共用1 套再生装置, 阳阴树脂比为3∶2。凝结水泵扬程270m , 额定流量870 tö h。实际上满负荷时凝结水流量一般为900～ 1000 tö h。凝泵出口压力为2. 2M Pa。各主要设备参数如表1。

2　应用情况
　　混床设计为2 台运行, 1 台备用, 正常流量386töh, 设计最高流量456 töh , 设计处理量为772～ 912
tö h。实际运行中, 满负荷时处理水量为900～ 1 000töh , 有时因操作原因, 短时间内高达1 100 töh , 设计值满足不了需要, 而内旁路为全开全关型式, 不可调, 所以实际运行中采用3 台混床同时运行的方式。通过实际运行, 此套装置能实现铵型循环。混床运行40～ 70 d 内(时间由机组启停次数、系统汽水品质、树脂再生度决定) , 单台混床出水电导、钠比进水低, 之后进出水电导差不多, 出水硅比进水硅稍高, 但仍在合格范围内继续运行, 直至出水水质超标, 其间并无预料的钠峰出现。继续运行时间由进水水质、机组启停次数、凝结水泄漏量决定, 当出水电导超标时停运再生。
3　投运精处理对水汽品质的影响
3. 1　启动期间对机组水汽品质的影响
机组启动期间投运精处理能迅速提高水质, 缩短启动时间, 减少排污量。通过试验, 在锅炉上水或汽机冲转期间即投运混床, 可保证启动期间给水、蒸汽含硅量和铁均小于20 Lgö h。
3. 2　高速混床去除水汽系统悬浮杂质的作用
对汽包炉而言, 系统腐蚀产物在系统内循环, 很难通过锅炉排污除去。四氧化三铁颗粒密度与阴树脂差不多, 阴树脂在擦洗过程中, 头2 次排水如泥浆, 洗至5 次以后肉眼仍可见排水呈浅黄色, 浑浊不透明。再生期间, 整个废水池的水与锅炉酸洗前水冲洗期间的水差不多, 呈铁锈色。精处理如一个滤网将系统杂质全部截留, 如无精处理, 上述铁锈将沉积在水冷壁、给水管道和除氧器、汽包内。
3. 3　机组正常运行期间精处理对水汽品质的影响
机组正常运行期间, 精处理对水汽品质的影响也不可低估。机组正常、稳定运行期间, 退出精处理, 蒸汽、给水、凝结水电导在合格范围内都将明显升高, 恢复后又将明显下降。投运精处理期间, 蒸汽、凝结水、给水电导一般为0. 06～ 0. 08 Lsö cm , 退出精处理电导将迅速升高0. 03～ 0. 05 Lsö cm , 重新投运, 电导又将迅速降至0. 06～ 0. 08 Lsö cm。
4　高塔分离法的再生操作步骤
　　高塔分离法再生由以下步骤完成:
a. 失效混脂由混床送至分离塔。
b. 备用混脂由阳塔ö混合ö储存塔送至混床。
c. 分离塔内失效树脂分离并送出。
d. 阴塔内再生阴树脂已输进阴塔内的阴树脂经空气擦洗、顶压后由上至下地排水, 使杂质通过阴塔中部及底部排水管集水器的梯形绕丝同时排出, 通过重复进行空气擦洗—顶压—底ö中部排放, 直至排水清澈为止, 一般
重复8～ 12 次。再生水温度在49℃左右。
e. 阳塔内再生阳树脂。
操作步骤与再生阴树脂相同, 因阳树脂较阴树脂干净, 一般重复擦洗次数不超过5 次。
f. 阴树脂由阴塔输入阳塔ö混合ö储存塔。
g. 树脂在阳塔ö混合ö储存塔内混合并漂洗备用。
上述第3 步——分离塔内失效树指分离并送出
又由以下4 步进行:
第1 步, 分离塔内第1 次树脂反洗分层。
首先空气擦洗, 消除静电抱团现象, 同时松动树脂表面杂质。
进水反洗时通过主反洗进水调节阀、辅助反洗进水调节阀、中部辅助反洗进水阀3 个进水阀由大到小由40～ 2 töh 逐步减小反洗流量, 流量由大于两树脂临界流速到阳树脂临界流速以下, 再到阴树脂临界流速以下。
在树脂交界处设一混脂层, 高度为0. 65m , 设计混脂层阴阳树脂高度比为1∶3, 此混脂层留在分离塔内, 不输出。设此混脂层能有效解决交界面阳树脂中混入少量阴树脂, 阴树脂中混入破碎阳树脂问题, 而铵化法只能解决阴树脂中混入阳树脂问题。
第2 步, 阴树脂输出。
沉降分离后混脂层上部的被分离好的阴树脂通过一个位于分离塔侧壁的喷嘴输送到阴塔, 根部少量阴脂被当作“界面树脂”留在分离塔中, 下次分离时使用, 输送时底部通入1～ 2. 5 töh 的小流量水流, 防止输送时树脂层乱层。
第3 步, 分离塔内第2 次树脂分离。
操作与第1 次分离相同, 将阳脂与少量界面阴树脂再次分离。
第4 步, 阳树脂输送。
将再次分离后的阳树脂从分离塔底部输出, 上部界面树脂保留在分离塔中不输出。
5　系统的优缺点
5. 1　设计及操作工艺的优点
5. 1. 1　分离罐设计独特。分离罐下部是一个长且直的筒体, 直径仅1. 3m , 上部是一个直径2. 1m 的锥
形筒形, 上大下小。此设计有利于形成反洗时均匀的柱状流动, 反洗、沉降及输送树脂时, 将内部搅动减小到最小, 罐内没有会产生搅动及使分离失常的中间集管装置。将分离罐的横截面减到最小, 可以优化高度与直径的比例, 并使树脂交叉污染区的容积减小到较小。
5. 1. 2　分离塔中阴阳树脂过渡区较高。典型设计为1m , 能最大限度地减少待再生树脂的交叉污染。而
浓碱分离法及中间抽出法过渡区高度都较小。分离塔内通过分别输出阴脂及阳脂, 最后留下混脂层, 输送过程中由于混脂层没有搅动, 最大限度减小了交叉污染, 而中间抽出法及浓碱分离法都将混脂层输出, 输送过程将不可避免地增大了交叉污染。
5. 1. 3　阴塔与阳塔的中部排水管收集器上装有间
隙恰比正粒树脂略小的梯形绕丝, 空气擦洗后向下急速排水, 杂质颗粒从集水器除出, 保证每次再生都能将破碎树脂及时排出。同时, 向下排水排杂的方式能有效除去混在阴脂中的金属氧化物, 金属氧化物密度与阴脂差不多, 很难通过反洗除去。
5. 1. 4　分层时流量由约40 töh 逐步减少到2 töh左右, 有利于树脂的充分分离。
5. 1. 5　注意到各个小节, 罐内部及管道设计都考虑尽量减少树脂及药品在其中的隐匿。
5. 2　设计及操作工艺中的不足
5. 2. 1　阴、阳树脂在各自再生罐中再生前和再生后都要进行多次空气擦洗, 易使树脂破碎, 对树脂强
度要求很高。
5. 2. 2　分离塔内树脂分离前, 通过空气擦洗, 罐中水很脏, 破碎树脂及其它杂质经常堵塞顶部排水管集水器的梯形绕丝, 造成下一步树脂分离中排水不畅, 罐内憋压。程序进行中必须将再生系统离线, 手动操作, 进水冲洗顶部排水阀集水器梯形绕丝, 然后再将再生系统投入自控, 操作较麻烦。应将此操作做入程控表中, 作为自动再生中一必要程序。
5. 3　我厂设备存在的问题
5. 3. 1　设计流量达不到运行要求, 必须3 台混床同时投运。
5. 3. 2　分离塔中控制输送阳脂时间的料位计安装位置太低, 势必造成混脂层高度的降低。同时, 料位计插在分离塔中间, 在树脂空气擦洗、反洗、输脂过程中, 料位计易断。基于以上原因, 我厂此料位计一直未投入使用, 未将其编入控制系统。
5. 3. 3　典型设计混脂层高度应有1m , 而我厂只有0. 65m , 难以最大限度保证输送出的树脂中不含有
混脂, 且为了保证减少交叉污染, 分层操作必须十分小心, 以免给运行人员带来不便。
5. 3. 4　内旁路阀为全开全关式, 不能采取凝结水部分处理方式运行。
6　探　讨
　　为保证混床能铵化运行及最大限度利用精处理保证优良的水汽品质, 2 a 来通过对再生及混床投退
各细节的反复试验、摸索, 得出以下结论。
6. 1　保证混床运行的连续性。机组正常运行中不要任意退出精处理, 如果只在机组启动或凝结水恶劣
情况下投运, 树脂将不可能铵化运行。
6. 2　为保证水汽品质, 精处理应在机组并网前投运并随机连续运行。
6. 3　运行中调整好3 台混床运行状态(氢型、氢穿透、完全的铵型)。3 台混床同时氢型运行, 出水水
质相当好, 但pH 难以控制; 3 台混床同时铵化运行,出水水质较差, 一旦1 台混床失效或凝结水水质恶
化, 将可能使混床出水母管水质超标。我厂现定每台混床运行60 d 左右(按设计流量算实际为40 d 左
右) , 应对每台机组每20 d 左右再生1 套树脂。
6. 4　正确判断混床运行周期, 避免过早或过晚再生树脂。
a. 　凝汽器泄漏、频繁启停机组难以实现铵化运行, 应及早再生。
b. 　为保证水汽品质的高纯度, 混床应及早再生。国际规定控制混床出水电导率小于0. 15 Lsöcm , 实际上只要混床保持长期投运, 即使连续运行60～ 90 d, 混床出水仍能小于0. 15 Lsö cm (在此期间可能此混床出水电导稍大于进水电导)。为保证足够良好的水汽品质, 此台混床出水电导即使小于0. 15Lsö cm , 也应及早再生以保证水汽的高纯度和防止阴树脂漏氯。实践证明适当地提前再生, 能进一步提高水汽品质。如我厂1999 年10 月以前, 以控制混床出水电导小于0. 15 Lsö cm 为标控制再生时间, 每台混床2～ 3 个月再生1 次, 能保证精处理出水电导小于0. 15 Lsö cm , 给水、蒸汽电导0. 1～ 0. 12Lsö cm。1999 年10 月后, 控制混床失效标准为混床出水电导率小于0. 10 Lsö cm , 混床出水电导小于进水电导。对1 台机组, 每20 d 左右再生1 套树脂, 每台混床运行60 d 左右(即使树脂还没有失效, 也应及时再生, 以防3 台混床同时铵型运行情况下, 难以应付凝汽器突然泄漏的情况) , 给水、蒸汽电导为0. 6～ 0. 8 Lsö cm , 水汽品质得以提高。如2000 年1月6 日某一时刻2 号机混床电导、pH 值如表2。
表2　2 号机混床电导、pH 值

6. 5　分离塔中输脂操作中细心调整好阳树脂高度及混脂层高度。输脂过程中尽量保持水流的稳定是
再生操作的关键, 否则将影响混床出水水质, 造成混床树脂提前失效, 甚至不能铵化运行。
6. 6　加强对精处理系统操作的管理。精处理系统的操作, 专业技术性很强, 必须加强对精处理岗位人
员的培训。对于混床何时退出再生及再生中树脂分层这一关键操作, 必须由化学专工监督进行。

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