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　　华能上海石洞口第二电厂两台600MW超临界机组分别于1992年7月和1992年12月正式投产,至今已安全运行近4年。每台机组配备了一套由美国Graver公司提供的凝结水精处理装置,该装置包括凝结水精处理混床、体外再生系统和控制系统。它的特点如下:
       1)每台机组各配备了3台直径为3m的球型体外再生高速混床,不设前置过滤器,正常运行时2台运行,1台备用。设计压力为4.2MPa、设计最大凝结水处理量为2×880t/h。设有最大流量下的100%旁路。当系统压差大于0.34MPa或凝结水温超过60℃时,旁路阀自动全开。旁路阀只设全开、全闭两档,打开后无自动关闭功能,需手动复置。
       2)再生系统为体外再生3罐系统:包括阳再生—擦洗—分离罐、混合—贮存罐及阴再生罐。为防止交叉污染,阴再生罐设计得较细长。再生工艺设有Seprex(Graver公司对其浓碱浮选法采用的专利名称)和二次反洗分层法两种程序,可根据需要选择其中一种方式。
       3)每台机组配备了4套混合树脂。阳、阴树脂的比例为1.5∶1,其中阳树脂为美国Dow公司的HGR—W2,阴树脂为Dow公司的550A均粒树脂;每套树脂中阳树脂的量为3.99m3,阴树脂的量为2.66m3,整个混床设计树脂层高为915mm。
       4)阳树脂的再生剂为市售的31%的工业盐酸,用水稀释到6%进行再生。阴树脂的再生剂为市售32.5%的用隔膜法生产的高纯度氢氧化钠,用热水稀释到7%或16%(Seprex)进行再生。
       5)凝结水精处理系统、再生系统(包括酸、碱计量泵,计量箱)、控制系统(包括MCC盘)都集中布置在汽机房"0"m层,酸、碱储存箱和输送泵布置在补给水处理区域;精除盐器取样及仪表集中布置在取样间。
       6)凝结水精处理系统的运行和再生都采用可编程逻辑控制器(PLC)控制,运行人员可根据需要选择不同的运行及再生方式;树脂输送和再生均可自动进行,但在关键处设有人为干预步骤;运行人员也可根据需要在PLC盘上进行"软"手操,也可以到设备现场就地操作电磁阀进行"硬"手操。

1　运行情况
1.1　机组冲管阶段
       机组冲管调试阶段中考虑到系统较脏、冲洗水量需求大,为了缩短冲洗时间,需要尽早投入精除盐器,但同时又考虑到对阴树脂的保护,所以在冲管最初阶段两台精除盐器只装入阳树脂进行过滤除浊、除铁,另一台精除盐器装入混合树脂,当系统冲洗水中含铁量较大时,只投1台装阳树脂的交换器进行过滤除铁,待冲洗至铁含量较低后,再调换一台加有混合树脂的交换器进行除盐,这样既保证了机组点火时对水质的要求,又有效地保护了阴树脂免受铁的污染。冲管时,由于精除盐器的及时投运,大大地缩短了冲洗时间,给水水质合格较快,大大减少了除盐水的消耗。
1.2　机组大小修后的启动阶段
       每次机组大、小修后启动时,根据除盐水量的储存情况,一般均要求先排放冲洗。在贮有足够的除盐水时,要求冲洗到分离器出水含Fe小于200μg/L才回收至凝汽器;在除盐水量偏紧时,要求冲洗到分离器出水含Fe小于500μg/L才回收至凝汽器。这样可以大大减轻精除盐器的运行负担。深床式高速混床虽无前置过滤器,但启动时的过滤除铁效果仍可达到90%以上,混床的投运可大大缩短给水系统冲洗合格时间。但每次启动后,由于总的除铁量较大,且停运时形成的腐蚀产物在形态上与运行时形成的不同,所以参加启动的该套树脂失效再生时,需比正常时失效的树脂要多擦洗10次以上,才能擦洗干净。
1.3　正常运行
       机组正常运行时,混床在氢型状态下运行,其出水氢电导率可达0.08μS/cm以下,Na⁺小于5μg/L、Fe小于5μg/L,完全满足机组对给水水质的要求。但在氢开始穿透时,经常发生出水氢电导率或钠离子随出水中氨的泄漏而一起升高,所以平时混床的失效标准为氨穿透时出水pH值上升,当出水氢电导率大于0.1μS/cm或出水Na⁺上升至2μg/L以上,或出水中Na⁺浓度明显大于进口凝结水中的Na+含量。每台运行精除盐器都设有连续取样分析装置,可连续测定出水的pH、Na⁺、氢电导率等,化学运行人员每4h巡检记录查表一次,每8h取样分析出水pH、Na⁺,两台机组的精除盐器投运至今未发生过失效后继续较长时间运行而影响水质。
1.4　凝汽器微量泄漏时的原水质量
       我厂1号机组凝汽器自投产至今,在1994年2月1日～2月15日发生了凝汽器管微量泄漏,引起凝结水K_+H上升至0.3～0.5μS/cm,2月15日长江口海水倒灌引起泄漏绝对量增加,凝结水K_+H上升至1.2μS/cm,由于精除盐设备的正常投运,即使凝结水K_+H上升至1.2μS/cm,精除盐出水的K_+H仍小于0.2μS/cm,2月15日1号机组的汽水品质如附表所列。
       从上表看凝汽器微量泄漏量时,精除盐器能有效地除去离子态杂质,但对于胶体硅的去除率几乎为零。另外凝汽器微量泄漏时对精除盐器的整个运行周期将产生明显的影响,运行周期比正常运行时下降了30%～40%,出水水质比正常时差。由此充分说明,对于有海水倒灌现象的直流炉电厂,即使凝汽器使用了钛管,凝结水设有100%精除盐设备仍十分必要。

2　存在问题及解决办法
2.1　交叉污染
       我厂凝结水精处理混床再生时,虽在阴床再生程序中设有Seprex和二次反洗分层方法以防止交叉污染,但氨穿透时经常发生出水氢电导率随之上升,Cl^-含量升高,表明树脂在再生时存在阴树脂混入阳树脂中的交叉污染现象,分析其原因是由于分离罐阴树脂输出口在分离罐的一侧,从分离罐输送阴树脂到阴罐时,在输送口的对面有一层倾斜的阴树脂无法输送干净,即使提高底脚阳树脂量或加大输送底部反洗流量也无法将阴树脂输送彻底。对于阳树脂混在阴树脂中的交叉污染现象,可采用阴罐阴再生后的二次反洗分层法来消除,效果明显,对于更高要求的减少交叉污染程序,可采用Seprex浮选法来分离,可以做到在氨穿透初期不发生Na+泄漏。从目前情况看,如要混床达到氨型运行标准,应着手对阳再生罐进行改造,即在输送阴树脂时,将目前的单管输送改为内部母管、支管方式进行输送;并从运行操作方式上改输送时定流量反洗为先用小流量,后逐渐增大流量的输送方式,使阴树脂彻底输送干净后,再进一步查找影响混床氨型运行的其他一些原因。
2.2　运行罐进出口蝶阀密封圈泄漏
       我厂凝结水精除盐系统为中压系统,树脂输送时泄压后,进、出口隔绝蝶阀的两侧的压差较大,正常运行时要达到3.3MPa,如蝶阀的选型和安装不当就会引起密封圈吹坏,造成大量泄漏,运行无法泄压而影响失效树脂的再生,且阀门的检修又要求停凝泵,泄压放水,将影响机组的长期安全运行。调试时,由于未掌握该阀门的性能,曾多次发生密封圈泄漏,影响树脂的再生,不得不停机检修;后经运行与检修人员共同分析了该阀门的安装结构后,认为主要由于密封圈安装不正确引起,密封圈安装时,未施加足够的预紧力将密封圈压住,少量泄漏后引起密封圈吹坏,经改进检修工艺后,蝶阀的泄漏率大大下降。
2.3　运行罐进口蝶阀的高压差保护
       系统设计时,为了防止进口电动蝶阀在大压差情况下自动开启,引起凝结水流量波动和阀门的损坏,在运行罐进口电动蝶阀两侧设有高压差保护开关和自动注水阀。在高压差时,自动注水阀打开,使球罐压力慢慢上升,只有当进口电动阀两侧压差小于0.1MPa时,该阀才缓慢开启。但有时在输送操作中电动门有少量泄漏时,就关闭进口手操门进行泄压,此时就失去了高压差保护和自动注水功能,造成球罐无法注水升压,手操门在大压差情况下强行开启,引起凝结水流量的剧烈波动和阀门的损坏。为了解决此问题,将进口电动阀的压差保护和注水引入口从手操阀与电动阀之间的管段上移至进口母管上,保证了在任何情况下均可保护两只进口阀门。经改造后未发生过一起因精除盐系统树脂输送而引起凝结水流量波动,并进一步减少了阀门的损坏。
2.4　树脂捕捉器的孔径
       由于超临界机组对给水中微量有机物的要求较高,要求树脂捕捉器能有效捕捉到漏过排水装置的少量细碎树脂,所以要求捕捉器的孔径应小于排水装置的孔径。但是实际运行中发现,漏过排水装置的少量碎树脂从未被捕捉器档住,后经解体发现,Graver公司设计的捕捉器孔径比排水装置孔径略大,只能保证在大量树脂泄漏时才能起到作用,失去了常规捕捉器的意义。经与外方多次交涉,外方同意了我方的观点,并赔偿了孔径略小于排水装置孔径的捕捉器。经调试后,运行效果良好,能及时捕捉到少量碎树脂。
2.5　运行罐排水装置的选择
       因我厂使用的凝结水精处理设备是Graver公司的早期产品,其排水装置设计时采用母管、支管式,其中母管埋入底部衬胶层下,连接法兰与螺栓孔也在衬胶层下,支管通过法兰与母管连接,中间用橡胶作垫片来调整间距与密封,由于橡胶弹性较大,曾几次发生树脂从缝隙中漏出,后来通过调换成不锈钢调节环和带加强纤维的橡胶垫,并用力矩扳手进行均匀拧紧后,漏树脂现象已基本消失。
2.6　精除盐器运行压差波动
       精除盐装置设有100%旁路阀,当运行罐压差大于0.34MPa,或凝结水温度超过60℃时,旁路阀自动打开。在调试初期,由于凝结水量的波动,造成精除盐系统进、出口压差剧烈波动,引起旁路阀的频繁动作。经分析认为是由于流量波动的冲击,引起压差的波动,后来在压差取样管路上加装了缓冲器后,就消除了压差波动较大引起的旁路阀误动现象。
2.7　凝结水控制系统的布置
       凝结水精除盐装置的控制系统直接布置在汽机房"0"m层,PLC控制盘无单独小室,调试时多次受到顶部其他设备泄漏水的淋湿造成接线短路引起设备损坏,后来经加装防淋棚,并将进水套管用防水胶密封,才解决了上述问题。
2.8　树脂强度
       我厂所用的树脂为HGR-W2和550A均粒树脂,其中550A耐磨、耐渗透强度都较好,运行至今未发现阴树脂有明显的破碎或裂纹。但HGR-W2性能较差,尤其是2号机组所用的阳树脂,破碎程度比1号机严重,其原因是在2号机组调试阶段曾补充过一部分自购的HGR-W2阳树脂,由于制造厂家未严格按我厂提出的耐渗透强度供货,造成其耐渗透强度比要求低10%左右,实际使用时其破碎情况较明显。所以在中压凝结水精除盐混床中应尽量使用均粒树脂,并且在树脂采购时应详细说明工况及耐渗透强度等要求,以防树脂在运行中大量破碎。
2.9　酸碱输送管道的布置
       两台机组精除盐再生所需要的酸、碱均通过管道从补给水区域送来,酸、碱管道布置在汽机房"0"m层地沟内,经常被积水淹没,造成衬胶管接口处腐蚀而引起漏酸。另外,由于管道被水淹没,少量泄漏不易被发现,只有大量泄漏时才能发现,严重威胁同沟的其它管道。为了安全,后来将酸、碱管道改成架空形式穿过汽机房,并在每对酸管道的法兰处加装防溅塑料护圈,改造后使用至今再未发生过漏酸现象。

3　精除盐装置的运行与维护管理
       在设备调试初期,精除盐设备的出水水质和周期制水量波动较大,曾发生过几次再生后运行1～2天就失效的情况,经查找原因后,认为影响周期制水量的一个主要原因在于操作。通过观察,发现不同操作者的操作方法和责任心有所不同。机组调试阶段,由于化水人员要三班制运行,所以每套树脂要由三个班以上的不同人员进行再生,造成再生质量受到较大影响,严重地影响了出水水质和周期制水量,后来通过内部调整,将两台机组的凝结水精除盐装置改成专人再生,并以混床的出水水质和周期制水量来考核再生质量。实行专人再生后,混床的出水水质和周期制水量大大提高,周期制水量稳定在17万t左右,出水水质也有较大提高。
       在设备的检修、维护方面,我们要求检修人员对关键、易坏设备实行定期点检,对运行罐的进、出口蝶阀做到每次大、小修都必须进行检查与调换密封圈,尽量做到将设备的缺陷消除在发生前,保证了设备的长期健康运行。

4　小结
       从我厂近4年的实际运行情况看,凝结水精处理设备健康状况及运行情况良好,出水水质优良,满足了超临界机组对水质的要求,确保了机组的长期稳定运行,但要确保正常运行,还须做好下列工作:
       1)首先,加强运行人员的业务技术培训和工作责任心教育,只有具有高业务素质和高度敬业精神的员工才能管理好凝结水精处理设备。
       2)要确保机组凝汽器具有较高的严密性。如果凝汽器经常发生泄漏,就会大大缩短混床的运行周期和出水水质。
       3)要提高设备的检修质量,保证良好的健康状况,才能确保100%的投入率。
       4)要加强程控设备和在线仪表的维护管理,提高程控投入率,只有通过大力提高自动化程度,才能在人员较少的情况下,管理好精除盐设备。