戴世峰

（上海電力股份有限公司 吳涇熱電廠，上海 200241）

0 引言

上海吳涇熱電廠改造2臺(tái)300MW超亞臨界燃煤機(jī)組采用中壓凝結(jié)水精處理系統(tǒng)，每臺(tái)機(jī)組精處理系統(tǒng)包含2臺(tái)50%高速混床，現(xiàn)場(chǎng)預(yù)留1臺(tái)混床的位置。整個(gè)凝結(jié)水精處理系統(tǒng)包括高速混床和體外再生系統(tǒng)。8、9號(hào)機(jī)組分別擁有獨(dú)立而且系統(tǒng)結(jié)構(gòu)完全相同的高速混床，共用1套體外再生系統(tǒng)，通過輸送管道完成從高速混床至再生系統(tǒng)再至高速混床的樹脂輸送過程。8號(hào)機(jī)組2臺(tái)高速混床于2010年4月正式投運(yùn)，5個(gè)月后9號(hào)機(jī)組2臺(tái)高速混床也相繼投產(chǎn)運(yùn)。4臺(tái)高速混床自投運(yùn)一段時(shí)間后，相繼出現(xiàn)了樹脂紊亂翻滾的問題。從投運(yùn)初期的凝結(jié)水處理量來(lái)看，4臺(tái)高速混床的凝結(jié)水周期制水量在4萬(wàn)t左右。按照華東電力設(shè)計(jì)院的設(shè)計(jì)規(guī)范，高速混床需要滿足400t／h流量連續(xù)運(yùn)行8天，周期處理凝結(jié)水量約8萬(wàn)t，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于老廠改造的4臺(tái)高速混床投運(yùn)初期的處理量。

1 高速混床結(jié)構(gòu)

進(jìn)水管位于床體頂部中央，進(jìn)水流經(jīng)弧形擋板擴(kuò)散后，通過多孔板上的進(jìn)水帽，均勻進(jìn)入樹脂工作區(qū)。進(jìn)水裝置設(shè)計(jì)成平面多孔板，板上裝有60只進(jìn)水帽。

多孔板分別由5塊牌號(hào)為SS304的不銹鋼拼板鏈接而成。拼板之間、多孔板與高速混床連接板之間，直接通過螺栓緊固。為了保證進(jìn)水裝置上部進(jìn)水區(qū)域與樹脂工作區(qū)不短路，防止局部流量沖擊，板與板之間的接觸面加工要求非常高，螺栓緊固程度也非常關(guān)鍵。從拆卸情況來(lái)看，部分螺栓由于緊固時(shí)用力過猛而發(fā)生咬煞。

2 樹脂紊亂原因分析

2臺(tái)機(jī)組的高速混床投產(chǎn)后不久，相繼出現(xiàn)了不同程度的樹脂紊亂、翻滾現(xiàn)象，大大影響了高速混床有效樹脂層高度，同時(shí)也嚴(yán)重影響了高速混床的周期制水量。

2.1 從設(shè)計(jì)原理上查找

高速混床進(jìn)水裝置是通過平面多孔板上的60只水帽進(jìn)行水流分布，水流流入水帽后水平向四周分散。只要5塊拼板的拼接面平整、多孔板與連接板接觸面平整，那么在完全緊固的情況下，進(jìn)水通過水帽后水平流出，不會(huì)產(chǎn)生局部水流過快而對(duì)樹脂層形成沖擊。查看高速混床運(yùn)行日志，發(fā)現(xiàn)高速混床運(yùn)行初期，確實(shí)不存在樹脂翻滾現(xiàn)象。因此，初步判斷為進(jìn)水裝置可能是由于長(zhǎng)時(shí)間受到高壓水沖擊和震動(dòng)，造成局部區(qū)域的螺栓松動(dòng)而引發(fā)紕漏。

2.2 從安裝工藝上查找

拼板的加強(qiáng)筋通過平面拼板彎折而成，在彎折處不可避免地存在圓弧過渡面；拼板之間的緊固，再通過螺栓與連接板連接，如圖1所示。

圖1 拼板與連接板緊固剖面

安裝固定后，連接板與拼板之間因加工工藝等問題，不可避免地會(huì)產(chǎn)生較大的縫隙，這是整個(gè)進(jìn)水裝置的最大弱點(diǎn)。

盡管事后也對(duì)該問題采取了補(bǔ)救措施，如在平面多孔板與連接板之間加裝橡膠墊片，減少拼裝時(shí)產(chǎn)生的縫隙，但是運(yùn)行不久又出現(xiàn)了樹脂翻滾現(xiàn)象，甚至比改進(jìn)前的情況更糟。

2.3 從檢修設(shè)備上查找

檢查高速混床裝置的內(nèi)部，發(fā)現(xiàn)原先安裝在縫隙處的橡膠墊片已經(jīng)被吹損，甚至脫落，螺栓松動(dòng)、拼板連接處因無(wú)墊片，縫隙不斷增大，使得局部水流的沖洗力度增大不少。

3 解決樹脂紊亂措施

由于在原設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)高速混床進(jìn)水裝置的構(gòu)件拼接工藝考慮不周，導(dǎo)致進(jìn)水不能均勻分布流淌，造成水流局部沖擊，引發(fā)樹脂紊亂翻滾問題。

3.1 改進(jìn)進(jìn)水裝置

借鑒除鹽系統(tǒng)混床的進(jìn)水裝置型式，采用輻射支母管技術(shù)，進(jìn)水裝置所用材料牌號(hào)為SS304不銹鋼，如圖2所示。

圖2 輻射支母管形式

1）采用輻射支母管形式 由于是在原設(shè)備上實(shí)施技術(shù)改造，不能對(duì)原高速混床進(jìn)行氣割、焊接等作業(yè)，新進(jìn)水裝置與原管道系統(tǒng)通過進(jìn)水裝置支承管來(lái)連接。新進(jìn)水裝置的進(jìn)水仍然要從原進(jìn)水口進(jìn)入，勢(shì)必要增大新進(jìn)水管的通徑，增大局部水流速度。為了盡可能地降低局部水流增速引起的沖擊，在新進(jìn)水裝置的母管處增加通流面積，設(shè)計(jì)成7通管形式，母管采用φ325mm×10mm。這樣，一方面增加了進(jìn)水裝置的通流面積，另一方面也便于6根φ121mm支管的安裝。

2）在支管上增設(shè)不銹鋼繞絲 對(duì)8號(hào)機(jī)組的高速混床，在新進(jìn)水裝置支管上增設(shè)不銹鋼繞絲，在母管底部增設(shè)3只流速為7m3／h的水帽，以保證出水均勻。從現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行來(lái)看，樹脂翻滾的現(xiàn)象被消除了。但是，運(yùn)行中的壓差大于改造前，對(duì)于這個(gè)問題可以采取增大繞絲間隙來(lái)緩解運(yùn)行中壓差大的問題。

3）在支管上水平開孔 為了減小高速混床運(yùn)行中的壓差，對(duì)9號(hào)機(jī)組高速混床直管形式做了改變。在每根支管上水平開16個(gè)φ35mm的孔。在新進(jìn)水裝置支管上不再增設(shè)不銹鋼繞絲，并在母管底部取消了水帽的設(shè)計(jì)。從實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)看，高速混床運(yùn)行壓差與改進(jìn)前基本保持一致，但是在運(yùn)行初期，樹脂層表面仍存在微量樹脂漂浮現(xiàn)象，連續(xù)運(yùn)行12h后此現(xiàn)象消失。對(duì)此現(xiàn)象分析認(rèn)為，9號(hào)機(jī)組高速混床布水均勻程度低于8號(hào)機(jī)組，8號(hào)機(jī)組高速混床進(jìn)水通過6根繞絲濾元進(jìn)行分布。在此情況下，樹脂層表面樹脂正好處于進(jìn)水紊亂區(qū)，運(yùn)行一段時(shí)間后，樹脂層被壓縮，使得樹脂層表面樹脂脫離紊亂區(qū)，樹脂漂浮現(xiàn)象發(fā)生。若要解決該問題，可以提升進(jìn)水裝置的高度，使得進(jìn)水紊亂區(qū)域遠(yuǎn)離樹脂層。

3.2 改造后的技術(shù)評(píng)估

1）采用平面多孔板加水帽形式的高速混床進(jìn)水裝置，在確保各拼板及連接板之間的結(jié)合面密封緊固的前提下，可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求，確保進(jìn)水均勻分布。

2）由于制造工藝的原因，高速混床進(jìn)水裝置采用平面多孔板加水帽形式的設(shè)計(jì)，使得運(yùn)行中局部進(jìn)水存在流速過快的現(xiàn)象，對(duì)樹脂層形成沖擊，減少了有效樹脂層的高度，同時(shí)也減少了高速混床周期制水量。

3）借鑒除鹽混床進(jìn)水裝置的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)原進(jìn)水裝置進(jìn)行改進(jìn)，采用輻射支母管形式，母管設(shè)計(jì)成七通管式。從現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行看，基本上解決了樹脂紊亂翻滾現(xiàn)象，高速混床周期制水量達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

4）采用不銹鋼繞絲網(wǎng)套支管的進(jìn)水裝置，運(yùn)行中存在壓差大的問題。繞絲間隙過小產(chǎn)生阻力，可以增大繞絲間隙來(lái)解決壓差大的問題。

5）采用支管水平開孔的進(jìn)水裝置，運(yùn)行初期樹脂層表面存在微量樹脂漂浮現(xiàn)象。運(yùn)行一段時(shí)間后，由于樹脂層壓縮，使得表面樹脂脫硫紊亂區(qū)，運(yùn)行正常。解決方法是抬高進(jìn)水裝置的高度，使得樹脂層脫離進(jìn)水紊亂區(qū)。

4 結(jié)語(yǔ)

將原先平面多孔板加水帽形式的高速混床進(jìn)水裝置改造成輻射支母管形式后，解決了高速混床運(yùn)行過程中樹脂紊亂的現(xiàn)象。在實(shí)際運(yùn)行過程中，為了提高高速混床運(yùn)行的可靠性，樹脂的交換容量需要具備一定的富余量。所以，每臺(tái)高速混床的周期處理凝結(jié)水量進(jìn)行人工干預(yù)，定為設(shè)計(jì)規(guī)范中的8萬(wàn)t。但是，從改造后試投運(yùn)的情況來(lái)看，高速混床周期制水量還有一定的潛力可以挖掘。在進(jìn)行高速混床延長(zhǎng)周期處理水量探索方面，需要考慮樹脂的交換容量、樹脂深度失效的處理費(fèi)用以及水質(zhì)惡化產(chǎn)生的嚴(yán)重后果，通過試驗(yàn)加以確定。

建議在進(jìn)行精處理高速混床進(jìn)水裝置設(shè)計(jì)選型的時(shí)候，需要對(duì)各種形式進(jìn)水裝置的利弊考慮周全，避免類似情況的發(fā)生。