凝結水精處理再生工藝

　　作為現代電廠水處理中一個極為重要的環節，凝結水精處理系統可以有效地提高熱力系統的水汽品質，減緩機組受熱面的腐蝕、結垢，提高機組熱效率，縮短新機組的啟動時間，保障機組的安全穩定運行[1, 2, 3]。在我國，所有的直流鍋爐和大部分300 MW及以上機組汽包鍋爐均配備凝結水精處理系統[4, 5]。作為鍋爐給水主要組成部分，凝結水水質將直接影響給水質量，凝結水精處理系統的運行好壞就成為改善機組汽水品質的重要處理環節[6, 7]。 高速混床樹脂的再生程度直接影響著高速混床的運行周期和出水水質，所以再生系統的穩定、有效運行至關重要。

　　本試驗涉及的機組在啟動期間，凝結水精處理再生系統已經正常投入使用。但是隨著再生次數的增多，發現再生系統設備本身及設計都存在一些問題。對此，提出了切實有效的措施和合理化建議，以保證精處理系統穩定、有效的運行，進一步改善整個機組的水汽品質。

　　1 凝結水精處理再生系統介紹

　　新密電廠二期2×1 000 MW機組擴建工程凝結水精處理系統與熱力系統聯接方式采用單元制，即每臺機組設置1套100%中壓凝結水精處理裝置(每臺機組設2臺前置過濾器、4臺D3256精處理混床)，系統處理水量為2 320 m3/h。2臺機組共用1套再生系統，再生方式采用高塔分離法體外再生技術[8, 9, 10, 11]，再生系統主要流程如圖1所示。

　　圖1 凝結水精處理再生系統流程

　　2 機組啟動期間再生系統出現的問題及措施

　　2.1 樹脂擦洗分離期間排水中含有大量油污

　　機組啟動期間，凝結水精處理系統出水質量超出設計標準[12, 13]時，需將高速混床退出系統，并將失效樹脂輸送至分離塔進行擦洗、分離。在對失效樹脂進行擦洗(充水→頂壓排水→空氣擦洗→反洗→重力排水)時，發現系統排水口有一定量的黃色、黑色塊狀油污。初步懷疑為凝結水泵出口水當中含有油，使樹脂受到油污染，并攜帶油污進入再生系統。但是混床的運行周期并沒有縮短，而且凝結水中油含量監測為零，其他指標：鐵24.72 μg/L、鈉4.65μg/L、硅17.5 μg/L，這說明樹脂在高速混床正常運行時并沒有受到污染，樹脂中的油污應該是輸送樹脂時或再生系統擦洗時沾染的。

　　對再生及輔助系統進行檢查后發現，系統用壓縮空氣罐底部排污門有大量黃色油狀物排出，這說明分離塔樹脂中的油污來自壓縮空氣。將失效樹脂送至分離塔和對樹脂進行頂壓排水時，都會使壓縮空氣中攜帶的油污進入再生塔，導致樹脂被油污染，進一步加大樹脂的再生難度。出現這種問題主要是由于運行人員沒有對壓縮空氣罐進行定期排污。此外，機組空壓系統空氣凈化裝置運行出現異常時，也會導致油污進入空氣罐中。對此，要求運行人員對壓縮空氣罐進行定期排污，并通知主機運行人員對空壓系統空氣凈化裝置進行徹底檢查，以免不合格的壓縮空氣進入到系統中。

　　一般情況下，油污染的樹脂采用堿性氯化鈉的復蘇處理方法，即10% NaCl+2%～5% NaOH，也可以添加一定量的磷酸三鈉增強樹脂的膨脹作用[14, 15, 16]。在機組啟動期間，凝結水水質較差，高速混床運行周期短、再生頻繁。根據精處理系統的實際運行情況，將用酸、堿再生液對陽、陰失效樹脂進行復蘇處理。

　　首先，壓縮空氣罐多次排污至沒有油漬后，對分離塔中樹脂進行擦洗、分離。其次，將分離好的陰陽樹脂輸送至陰陽塔，并將陰陽塔水排放至中部排水門不出水。比較后，將酸、堿再生液質量分數調至5%，對陽、陰樹脂進行進酸堿復蘇15 min，浸泡20 min，然后進行擦洗和反洗。等到中部排水中沒有黑色油漬時，開始進行第二次復蘇處理，操作方式與次一樣。復蘇處理后，按照正常的操作步序對樹脂進行再生、置換、正洗、混合備用等步驟。

　　高速混床在正常情況下單個周期的制水量在10萬t左右。油污染的樹脂經過復蘇處理、再生后輸送至混床，高速混床制水量達到8.6萬t。再次再生后，周期制水量達到了9.5萬t左右。這說明油污染樹脂經過復蘇處理后，工作交換容量基本上恢復到了原有水平，再生周期恢復正常，可以保證高速混床的穩定、高效投運。

　　2.2 再生系統分離塔、陰陽塔擦洗運行步序不合理

　　分離好的陰陽樹脂輸送至陰陽塔后，需要進一步進行擦洗和反洗�？諝獠料纯梢韵�除樹脂的靜電抱團現象，也可以松動樹脂表面的雜質和去除樹脂層中的金屬腐蝕產物，然后通過反洗將雜質排出[17, 18]。

　　廠家提供的擦洗程控步序為：壓力排水→空氣擦洗→水反洗→空氣加壓→底部及四周沖洗→滿水。頂壓排水時，罐內壓強維持在大約0.25 MPa。擦洗廢水排至廢水樹脂捕捉器時，由于水中有一定的雜質，樹脂捕捉器的濾網會有一定的堵塞，導致排水不流暢，使得捕捉器內水位上升，有時會從頂部溢出。壓力排水結束后，空氣擦洗開始。羅茨風機啟動后，由于頂部排氣門小，廢水樹脂捕捉器內部還有較高液位的水，帶壓的空氣通過排氣管進入樹脂捕捉器直接將內部的水擠壓出樹脂捕捉器，四處飛濺。水花直接飛濺到再生系統附近的氣動閥門的電磁閥箱，使得多個電磁閥燒壞，嚴重影響了再生系統的正常運行。

　　針對這個問題，提出了兩個方案。個方案是在“壓力排水”和“空氣擦洗”這兩個步驟之間添加“泄壓”步序。“泄壓”可以將設備內的壓強降至常壓，也可以在這個時間段里排空廢水樹脂捕捉器中的水，有效地避免水花飛濺的問題。另一種方案是：“空氣擦洗”剛開始時，羅茨風機排污門延時60 s再關閉。大部分的氣體通過開啟的羅茨風機排污門排出，頂部排氣管可以使樹脂罐快速“泄壓”，同時樹脂捕捉器內的水也可以排空。“泄壓”步序的添加避免了水花飛濺燒壞電磁閥的現象，有效地保證了再生系統的正常運行。

　　2.3 陽塔底部排水時有部分樹脂泄露

　　當樹脂在陽塔進行擦洗步序時，發現廢水樹脂捕捉器當中含有大量的樹脂，說明了排水閥有樹脂泄漏。樹脂泄露會減少單套樹脂的總量，縮短高速混床的運行周期，影響精處理系統的穩定運行[19, 20]。

　　陽塔樹脂擦洗程序停止后，將樹脂輸送至儲存塔，并將陽塔排空，對陽塔進行了全面、詳細的檢查。打開陽塔人孔對內部的水帽逐個進行檢查，水帽橡膠墊片的擰緊程度適當，墊片平整，水帽間隙合格，水帽底部的承壓繞絲的寬度滿足設計要求[21]。同時，中間排水裝置完整，管件連接完好。通過手電探照發現水帽層到出脂閥之間的樹脂輸送管道發生了腐蝕，而且有的部位已經出現了洞穿。樹脂經過洞穿部位進入水帽底部配水裝置，并隨著排水閥進入廢水樹脂捕捉器，進而造成樹脂流失。

　　陽塔本體材質使用的是普通優質碳素鋼(Q235B)，襯里材質采用無硅天然橡膠。但是水帽層到出脂閥之間的樹脂輸送管道并沒有做相應的防腐。長期的樹脂再生造成了管道的腐蝕。由于該段管道處于封閉空間內無法換管，經過多方考慮，采取了套管的方式，即取一段內部襯膠的、外徑略小于原管道內徑且長度相同的管道，將其插入腐蝕洞穿的管道中，并將兩頭進行焊接。出脂閥端部進行打磨，保證不影響出脂門的開關操作。由于出脂管道內徑變小，樹脂輸送的時間發生了變化，故對樹脂輸送時間進行了適當的延長。經過套管處理及必要的時間調整后，陽塔再生運行良好，沒有出現樹脂泄露的問題。具體參見http://www.dowater.com更多相關技術文檔。

　　3 結論

　　再生系統的穩定運行直接影響著高速混床的出水水質。通過合理有效的措施處理運行中發現的問題，極大地提高了再生系統的穩定性和可靠性，也保證了凝結水精處理系統的安全經濟運行，進而滿足機組各種運行工況的需求。

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