凝结水精处理再生系统问题分析及解决方案

凝结水精处理再生系统问题分析及解决方案

李学锋1宋建华1陈浩1张鑫2

1.国网宁夏电力有限公司电力科学研究院宁夏银川2.申能申能吴忠热电有限责任公司宁夏吴忠

摘要：针对某电厂凝结水精处理高速混床树脂体外再生系统中分离塔排气口污堵与罗茨风机空气擦洗效果不佳等问题进行了分析及改进，通过改进，排气口污堵得到彻底解决，空气擦洗效果得到有效改善，树脂再生取得了良好效果。

关键词：高速混床；体外再生；技术改进

1、凝结水精处理系统概述

某电厂现建成两台660MW超超临界机组，采用高塔分离技术进行高速混床树脂的体外再生，凝结水精处理整套系统的设备均由苏州东方水处理有限责任公司供货。

凝结水处理采用中压系统，每台机组设置有2×50％容量的前置过滤器和3×50％容量的高速混床，其中两台正常投运，一台备用。单台混床最大出力为815m3/h，每台机组混床出口还设有树脂捕捉器和再循环装置，并设置100％凝结水通量的旁路系统，旁路系统可进行0-100％流量调节。当混床运行温度、压差和树脂捕捉器压差超过设定值时，旁路阀自动开启以保护混床设备和树脂。

两台机组共用一套体外再生系统，配套的常压3塔体外再生系统由树脂分离塔（SPT）、阴树脂再生塔（ART）、阳树脂再生及混合塔（CRT）以及与之配套的酸碱系统、废水排放系统等组成。

2、存在的问题及原因分析

根据设计及运行要求，为保证阴阳树脂更大程度的被分离以降低交叉污染，把树脂分离塔（SPT）设计为上部为椎体，下窄上宽的形状。采用此设计的目的在于保证SPT底部有相对较大的水流速度，从而使树脂充分膨胀，而到达塔体顶部时，因为SPT横截面积的增大，在反洗水流量不变的情况下水流速度降低，以此避免密度较小的阴树脂和破碎的阳树脂堵塞反洗出口水帽和排气口滤网（防止树脂被冲出）。同时，筒身设计为细长型，一是减小阴阳树脂交界面的面积，降低混脂层体积，并有效控制树脂交叉污染的机率；二是在保证树脂充分膨胀的基础上避免上层树脂被冲出，以此得到分离效果较好的阴阳树脂[1]。

然而在实际运行过程中，出现以下问题：

（1）树脂分离塔（SPT）排气管堵塞

因为反洗水出口与排气口垂直距离不大，反洗过程中树脂难免会粘在排气口滤网上，长此以往造成排气口滤网堵塞，分离塔内憋压，树脂分离不能完成，且空气擦洗效果变的很差，树脂难以松动，树脂间悬浮物杂质和腐蚀产物无法从树脂中脱离，导致原先设定的空气擦洗压力无法对现有树脂进行有效擦洗，树脂层难以翻动。导致的后果是树脂反洗及空气擦洗时无法充分膨胀，树脂间杂质不能最大程度被冲洗出来，且分层所需时间较长。

（2）树脂分离塔（SPT）无顶部平台

因为树脂分离塔（SPT）设计高度较高，在竖直方向上设置四层窥视镜，运行人员在进行树脂分离时站在地面处无法通过最顶部窥视镜清楚看到液位或树脂层高度。这样在反洗时便无法准确判断树脂膨胀高度，也即无法在最短时间内将阴阳树脂完全分离，随着分离时间的延长，将导致除盐水的浪费，不符合现代节能理念，长时间如此运行也会给电厂带来一定的经济损失。

（3）罗茨风机安全阀频繁动作

树脂在高速混床中运行一段时间后粘性增大，相互间作用力增强，发生粘结现象。分离塔塔内压力损耗掉罗茨风机的部分压头，导致罗茨风机的实际擦洗压力小于设计压力。另外，因为树脂在分离塔内空气擦洗效果不佳，树脂间杂质未能有效冲洗，而在阴、阳塔内仍按照最初设计时间进行相应的再生步序，必定影响其再生效果，从而致使其在高速混床内运行时间缩短。

（4）再生用酸碱影响

凝结水精处理所有再生设备均布置在化学水处理车间。再生时排出的废液通过排水沟排至中和池，其中酸、碱蒸气和废水蒸气均会积聚在化学水处理车间内，对设备、管道表面产生腐蚀，特别对水处理间内的在线化学仪表线路、元件的腐蚀尤其严重，对人体的健康也非常不利。

3、解决方案

3.1技术改进

针对分离塔排气口滤网堵塞且无法进行空气擦洗，而排气口又在塔顶无法进行频繁检修、冲洗的现象，进行了以下三方面的技术改进：

（1）加装阀门

如下图所示，在SPT、ART和CRT的排气母管末端加装阀门。当SPT排气口污堵时，给ART或者CRT满水，满水后不停泵、不关闭进水阀门，且满水之前关闭排气母管上加装的阀门，使得ART或者CRT满水后不直接排向树脂捕捉器，而是加装的手动阀截流后反向流动，从排气管道流进分离塔，冲洗分离塔排气口滤网，以此对SPT排气门滤网进行水力反洗，从而保持整个系统畅通。

（2）加装平台

在分离塔顶部加装平台，保证运行人员在树脂分层过程中可以通过顶部窥视镜对页面及树脂层高度进行准确判断。在其他条件发生改变时，可随时发现因条件改变给树脂分层带来的影响，从而对相应参数或者设备进行调整，以满足最佳分层效果。

（3）调整安全阀

在罗茨风机压力允许范围内，对其管道上的安全阀进行调节，使其达到可以对分离塔内树脂松动、并进行有效空气擦洗的压力。

3.2建议

针对化水车间废液蒸气对设备腐蚀及对运行检修人员健康不利的问题，建议增设一条排废管道，将再生废液通过专用管道直接排至中和池。另外，中和池顶观察孔用塑料盖板封闭，通过排风机将废气排至室外，以此解决再生系统车间内废液蒸气对人体和设备的侵害。

4、改进效果

经过对凝结水精处理体外再生系统的改造，经过近两个月的运行观察，分离塔排气滤网堵塞现象得到彻底解决，空气擦洗可以顺利进行，且空气擦洗效果极佳，树脂间杂质可迅速脱离。一套树脂的再生周期从之前的2天减少到现在的1-1.5天，空气擦洗效果的明显改善，一方面减少再生人员到就地观察、检修的次数，另一方面减少后期冲洗水量及冲洗时间，节约用水且提高再生效率；另外，树脂再生效果得到改善后，机组在满负荷运行条件下，每台高速混床运行时间可延长3-5天，从原来每套运行10-12天延长到现在每套可运行14-16天。以上问题得到解决后，对提高机组水汽质量，增强机组安全稳定运行水平十分有益。

解决方案简图

5、结束语

树脂作为高速混床内的反应物料，其再生效果的好坏直接影响凝结水处理质量及精处理混床的运行周期，所以应加强对高速混床体外再生系统的检修维护，以提高凝结水精处理系统的安全稳定运行。

参考文献：

[1]孙文莹，1000MW超超临界机组凝结水精处理系统[J].上海电力，2009.6:451-453