陳國(guó)權(quán)

（浙江浙能溫州發(fā)電有限公司，浙江 溫州 325602）

0 引言

在火力發(fā)電機(jī)組中凝結(jié)水占給水組成的90%以上，大機(jī)組對(duì)凝汽器滲漏造成的輕微污染是零容忍，必須進(jìn)行凝結(jié)水除鹽處理。國(guó)外從20世紀(jì)70年代起，在大容量電廠(chǎng)凝結(jié)水精處理系統(tǒng)中采用中壓混床[1]，但為提高樹(shù)脂的再生度和符合運(yùn)行安全要求，基本都為體外式再生。目前，常用的再生裝置主要為：錐形分離法體外再生系統(tǒng)以及高塔法體外再生系統(tǒng)。超超臨界參數(shù)機(jī)組的發(fā)展，使凝結(jié)水精處理成為必需，其不僅成為電廠(chǎng)水處理設(shè)備必設(shè)的主要組成部分，而且更重視設(shè)備運(yùn)行的安全性、性能的先進(jìn)性和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

圖1 凝結(jié)水精處理系統(tǒng)流程Fig.1 Flow of condensate polishing system

某電廠(chǎng)4×1000MW機(jī)組采用哈爾濱鍋爐廠(chǎng)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的超超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行直流鍋爐，主汽輪機(jī)為上海汽輪機(jī)有限公司和西門(mén)子聯(lián)合設(shè)計(jì)制造的超超臨界、一次中間再熱、凝汽式、單軸、四缸四排汽汽輪機(jī)，循環(huán)冷卻水采用海水開(kāi)式循環(huán)，凝汽器材質(zhì)為鈦管[2]。該廠(chǎng)凝結(jié)水精處理系統(tǒng)采用中壓混床除鹽方式，每臺(tái)機(jī)組共設(shè)有兩臺(tái)前置過(guò)濾器，4臺(tái)高速混床及再循環(huán)系統(tǒng)、旁路及配套的再生系統(tǒng)。其中，兩臺(tái)機(jī)組共用1套再生系統(tǒng)，兩臺(tái)機(jī)組共用9套樹(shù)脂。體外再生裝置采用錐體分離技術(shù)，該裝置由陰再生/分離塔、陽(yáng)再生/貯存塔、混脂罐以及界面檢測(cè)裝置構(gòu)成。

凝結(jié)水精處理系統(tǒng)流程如圖1所示。

1 運(yùn)行情況

兩臺(tái)前置過(guò)濾器啟動(dòng)初期同時(shí)運(yùn)行不設(shè)備用，4臺(tái)高速混床在正常情況下三用一備，對(duì)凝結(jié)水進(jìn)行100%處理。當(dāng)凝結(jié)水入口溫度超過(guò)50℃時(shí)或凝結(jié)水精處理系統(tǒng)差壓高于0.35MPa，混床旁路電動(dòng)閥自動(dòng)開(kāi)啟。旁路閥無(wú)自動(dòng)關(guān)閉功能，需手動(dòng)控制。

新機(jī)組剛開(kāi)始啟動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)中的懸浮物含鐵量很高，此時(shí)凝結(jié)水經(jīng)過(guò)大旁路而不進(jìn)入精處理系統(tǒng)。待凝結(jié)水進(jìn)水總懸浮物小于4000μg/L時(shí)，投運(yùn)前置過(guò)濾器，此時(shí)采用啟動(dòng)濾元。待凝結(jié)水及除氧器出口水含鐵量小于1000μg/L時(shí)[3]，采取循環(huán)沖洗方式，投入凝結(jié)水精處理混床[4]。直至啟動(dòng)濾元完全失效，168運(yùn)行后更換為運(yùn)行濾元，正常運(yùn)行時(shí)過(guò)濾器進(jìn)口總懸浮物為10μg/L～50μg/L。

混床投用初期，先通過(guò)再循環(huán)泵對(duì)混床內(nèi)樹(shù)脂進(jìn)行沖洗，混床出水水質(zhì)合格后，打開(kāi)混床出口閥，投運(yùn)混床。當(dāng)凝結(jié)水入口溫度超過(guò)50℃時(shí)，大旁路閥自動(dòng)打開(kāi)，并關(guān)閉每個(gè)過(guò)濾器、混床的進(jìn)出水閥，凝結(jié)水100%通過(guò)大旁路系統(tǒng)，保護(hù)過(guò)濾器、濾元、樹(shù)脂和混床不受損壞。當(dāng)凝結(jié)水精處理系統(tǒng)差壓高于0.35MPa，系統(tǒng)大旁路電動(dòng)閥自動(dòng)開(kāi)啟，同時(shí)關(guān)閉過(guò)濾器和混床的進(jìn)出口閥。若單臺(tái)高速混床出現(xiàn)周期制水量達(dá)標(biāo)、導(dǎo)電度超標(biāo)、鈉超標(biāo)、SiO2含量超標(biāo)或床體差壓超標(biāo)時(shí)，大旁路電動(dòng)門(mén)自動(dòng)開(kāi)啟33%開(kāi)度，之后失效床體自動(dòng)解列，并手動(dòng)將備用床投入運(yùn)行，確認(rèn)備用床投入運(yùn)行后將大旁路電動(dòng)門(mén)關(guān)閉。失效樹(shù)脂送到再生裝置進(jìn)行體外再生操作，已再生好的備用樹(shù)脂送回混床，循環(huán)清洗合格后備用。

系統(tǒng)的程控和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)由可編程控制器（PLC）和上位機(jī)來(lái)完成，采用LCD監(jiān)控的方式?；齑驳倪\(yùn)行、撤出和備用，樹(shù)脂的輸送，失效樹(shù)脂的再生等操作，都可以通過(guò)PLC來(lái)完成；設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)控通過(guò)上位機(jī)LCD來(lái)實(shí)現(xiàn)。

前置除鐵過(guò)濾器及混床的大旁路閥啟、閉信號(hào)送主控制系統(tǒng)DCS。

在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，凝結(jié)水高速混床在氫型狀態(tài)下運(yùn)行，其出水氫電導(dǎo)率在0.08μS/cm以下，鈉離子小于5μg/L，硅小于10μg/L，可以滿(mǎn)足機(jī)組對(duì)給水水質(zhì)的要求。精處理設(shè)有連續(xù)取樣分析裝置，可以連續(xù)測(cè)定每臺(tái)混床和出水母管的氫電導(dǎo)率、鈉離子、硅。

2 存在問(wèn)題及解決方法

2.1 樹(shù)脂輸送

在機(jī)組整套啟動(dòng)期間，混床失效后，從混床向陽(yáng)塔輸送樹(shù)脂，采用先水送樹(shù)脂25min，再水氣混送10min。水氣輸送樹(shù)脂進(jìn)行5min左右，從管道窺視鏡處可清晰觀(guān)察到無(wú)樹(shù)脂，但是靜置2min后再次用水輸送，從管道窺視鏡處可觀(guān)察到剛開(kāi)始1min仍有少量樹(shù)脂。解決方法：

1）在初期調(diào)低輸送樹(shù)脂水流量，遺留樹(shù)脂情況有所好轉(zhuǎn)，但是靜置后再次用水輸送，從管道窺視鏡處可觀(guān)察到剛開(kāi)始1min仍有微量樹(shù)脂。

2）修改樹(shù)脂輸送程序，在水送和氣水合送步驟后加重復(fù)水送3min，水氣送2min兩次，這樣混床內(nèi)的樹(shù)脂基本上能被輸送干凈。

3）體外再生裝置采用錐體分離技術(shù)比較成熟，在這種情況下要避免混床內(nèi)失效樹(shù)脂沒(méi)有全部輸送徹底，殘留在混床內(nèi)的失效樹(shù)脂會(huì)“污染”已經(jīng)送回的再生好的樹(shù)脂；同時(shí)管道中殘余的失效樹(shù)脂也會(huì)對(duì)已再生好的樹(shù)脂在氣水輸送回混床的過(guò)程中造成“二次污染”，影響混床運(yùn)行周期和出水水質(zhì)。因此，在安裝時(shí)應(yīng)充分考慮樹(shù)脂輸送管道的布置，減少樹(shù)脂輸送管道的90°彎管數(shù)量，可有效減少在樹(shù)脂氣水輸送過(guò)程中失效樹(shù)脂滯留或隱藏在管道的“死角”處[5]。在實(shí)際工程中，現(xiàn)場(chǎng)采用樹(shù)脂輸送母管到每一路混床的支管聯(lián)接處加裝隔離閥。

4）由于共用一套再生系統(tǒng)，為防不同混床樹(shù)脂在輸送過(guò)程中互串，兩臺(tái)機(jī)組樹(shù)脂輸送管路加裝了隔離閥。該廠(chǎng)凝結(jié)水精處理混床采用美國(guó)陶氏樹(shù)脂，陰樹(shù)脂為monosphere-550 A，陽(yáng)樹(shù)脂為monosphere-650 C。該類(lèi)型樹(shù)脂粒徑陰樹(shù)脂偏小、陽(yáng)樹(shù)脂偏大，其陰樹(shù)脂的粒徑為 0.55 mm，而陽(yáng)樹(shù)脂的粒徑為 0.65 mm。其沉降速度差較大，可以較好達(dá)到陰、陽(yáng)樹(shù)脂的分離效果。在沉降速度差較大情況下，雖然保障了再生時(shí)分離效果好，但在混床運(yùn)行前混合樹(shù)脂這一步驟時(shí)易混合不均，在混床運(yùn)行過(guò)程中易造成樹(shù)脂分層。

2.2 混床漏水

精處理的取樣架為敞開(kāi)式，在汽機(jī)房零米層的混床旁布置，取樣管路上全部為手動(dòng)閥，在混床停運(yùn)期間，會(huì)導(dǎo)致混床水漏空，投運(yùn)前造成沖擊。調(diào)試中，采用了程序增加投運(yùn)前對(duì)混床滿(mǎn)水步序，但再次滿(mǎn)水會(huì)造成樹(shù)脂層不平整，影響混床制水周期和出水水質(zhì)。解決方法：最好能將取樣架進(jìn)行密封，將取樣管路上閥門(mén)改為電磁閥。

2.3 流量不均

儀表水樣流量需要手動(dòng)調(diào)整，一路水樣出來(lái)要到電導(dǎo)率流通池、硅表、鈉表，而流量依靠手動(dòng)閥控制，不能保證每塊儀表正常檢測(cè)的必須流量。需要有個(gè)控制方式，保證每塊儀表能有正常檢測(cè)的必需流量。

2.4 數(shù)據(jù)無(wú)代表性

混床出水管上的硅表、鈉表及導(dǎo)電度表在調(diào)試初期偏差較大，發(fā)現(xiàn)是由于取樣管路內(nèi)壁有油污，采用臨時(shí)接蒸汽進(jìn)行吹掃，再對(duì)儀表取樣管路進(jìn)行反復(fù)沖洗及排污，并對(duì)儀表重新進(jìn)行標(biāo)定后，所有在線(xiàn)儀表顯示數(shù)值均已正常。

2.5 混床樹(shù)脂泄漏

混床在第一次投用時(shí)，因混床出水水帽質(zhì)量差和安裝不好造成少量樹(shù)脂泄漏，將有問(wèn)題的水帽進(jìn)行更換，重新緊固后未再發(fā)現(xiàn)混床泄漏樹(shù)脂現(xiàn)象。

2.6 樹(shù)脂再生酸堿濃度不達(dá)標(biāo)

在首次樹(shù)脂再生時(shí)，發(fā)現(xiàn)酸堿濃度達(dá)不到再生的要求。經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)高位酸堿罐在做完水壓試驗(yàn)后，系統(tǒng)管子里仍舊存在部分水，導(dǎo)致酸堿濃度偏低，同時(shí)重新標(biāo)定酸堿濃度計(jì)后，恢復(fù)正常。

2.7 混床差壓大

為防止樹(shù)脂在再生和投運(yùn)過(guò)程中被污染或夾帶鐵屑、焊渣等雜物，系統(tǒng)投用前對(duì)前置過(guò)濾器、酸堿系統(tǒng)、再生裝置和混床及相關(guān)管道進(jìn)行了沖洗，沖洗采用除鹽水。但投運(yùn)初期混床差壓大，經(jīng)過(guò)檢查，發(fā)現(xiàn)混床底部出水管至樹(shù)脂捕捉器雜物較多，人工清理出約2kg雜物。重新投運(yùn)后差壓正常，數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

2.8 其它

1）再生使用的酸堿輸動(dòng)力采用酸堿各兩臺(tái)計(jì)量泵。4臺(tái)計(jì)量泵的投資大、維護(hù)工作量也大，尤其是防漏與防腐工作繁重。如果采用噴射器來(lái)代替計(jì)量泵，既可節(jié)省大量投資，又可減少計(jì)量泵的維護(hù)量與電能消耗。

表1 混床運(yùn)行流量及差壓Table 1 Differential pressure of flowmeter in mixed bed operation

2）凝結(jié)水精處理裝置的控制系統(tǒng)直接布置在汽機(jī)房零米層，PLC控制盤(pán)無(wú)單獨(dú)小室，調(diào)試時(shí)多次被頂部其他設(shè)備泄漏水淋濕造成接線(xiàn)短路引起設(shè)備損壞，后來(lái)經(jīng)加裝防淋棚，并將進(jìn)水套管用防水膠密封，才解決了上述問(wèn)題。

3 注意事項(xiàng)

為保證凝結(jié)水精處理系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行，在運(yùn)行中需注意以下幾個(gè)方面：

1）精處理系統(tǒng)的大旁路閥的操作直接影響凝結(jié)水系統(tǒng)的正常運(yùn)行，在操作此閥門(mén)時(shí)必須先確認(rèn)混床及過(guò)濾器的運(yùn)行狀態(tài)。

2）注意監(jiān)視前置過(guò)濾器進(jìn)出口壓差，若出現(xiàn)前置過(guò)濾器進(jìn)出口壓差高而過(guò)濾器旁路門(mén)未能自動(dòng)開(kāi)啟的情況下，應(yīng)立即手動(dòng)打開(kāi)旁路閥，并對(duì)失效過(guò)濾器進(jìn)行反洗，保證過(guò)濾器正常的除鐵功效；同時(shí)，也注意監(jiān)視混床進(jìn)口母管凝結(jié)水溫度和系統(tǒng)進(jìn)出口差壓。若出現(xiàn)進(jìn)口母管凝結(jié)水溫度高或系統(tǒng)進(jìn)出口差壓高而旁路門(mén)未能自動(dòng)全開(kāi)的情況，應(yīng)立即手動(dòng)打開(kāi)旁路閥，以保護(hù)床體內(nèi)樹(shù)脂不受損傷。

3）應(yīng)經(jīng)常對(duì)樹(shù)脂捕捉器進(jìn)行反沖洗，從排污口檢查是否有樹(shù)脂，以此判斷混床有無(wú)泄漏樹(shù)脂。

4）運(yùn)行過(guò)程中，無(wú)論是手動(dòng)或自動(dòng)，操作人員都應(yīng)到再生現(xiàn)場(chǎng)檢查各設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況、反洗時(shí)是否漏樹(shù)脂、樹(shù)脂混合是否均勻等。

5）混床在投運(yùn)之前必須先充滿(mǎn)水后升壓，并確認(rèn)升壓已經(jīng)到位，避免混床進(jìn)出口閥開(kāi)時(shí)對(duì)床體和樹(shù)脂造成沖擊。

6）再生時(shí)調(diào)節(jié)閥開(kāi)度應(yīng)以流量為準(zhǔn)，與規(guī)定流量有偏差時(shí)要調(diào)節(jié)相應(yīng)調(diào)節(jié)閥開(kāi)度。

7）樹(shù)脂在混床與陰陽(yáng)塔之間傳送時(shí)，除鹽側(cè)與再生側(cè)只能同時(shí)處于自動(dòng)或同時(shí)處于步操或點(diǎn)操狀態(tài)，絕不能是一側(cè)為自動(dòng)狀態(tài)而另一側(cè)為點(diǎn)操狀態(tài)。

8）樹(shù)脂分離時(shí)，應(yīng)提前檢查CO2鋼瓶手動(dòng)閥是否已打開(kāi)，并檢查減壓閥有無(wú)調(diào)整好，必須在“陽(yáng)脂送出1”走完前調(diào)整好CO2流量，穩(wěn)定在20L/min左右。

9）由于陽(yáng)樹(shù)脂再生塔和陰樹(shù)脂再生塔及樹(shù)脂輸送管上都沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的取樣點(diǎn)，因而無(wú)法取樣分析分離結(jié)束后陰樹(shù)脂中的陽(yáng)樹(shù)脂含量及陽(yáng)樹(shù)脂中的陰樹(shù)脂含量。但是，通過(guò)測(cè)定精處理系統(tǒng)的出水水質(zhì)及周期制水量，同樣可以檢驗(yàn)樹(shù)脂分離和再生效果，以及評(píng)定樹(shù)脂分離塔的參數(shù)設(shè)置和優(yōu)化成果。

10）要加強(qiáng)在線(xiàn)儀表的校準(zhǔn)和維護(hù)，減少取樣手動(dòng)閥，才能使得在線(xiàn)儀表數(shù)據(jù)具有代表性。同時(shí)，要提高自動(dòng)化程度，減少人工干預(yù)，才能提高凝結(jié)水精處理系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。

4 小結(jié)

該廠(chǎng)凝結(jié)水精處理系統(tǒng)經(jīng)過(guò)調(diào)整試運(yùn)，設(shè)備和管道的安裝質(zhì)量和工藝設(shè)計(jì)的合理性得到檢驗(yàn)。從實(shí)際運(yùn)行情況看，凝結(jié)水精處理系統(tǒng)運(yùn)行情況良好，該系統(tǒng)出水能達(dá)到設(shè)計(jì)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，能實(shí)現(xiàn)程控運(yùn)行和再生。