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日志

 
 

凝结水精处理系统调试  

2011-05-18 16:05:29|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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第21卷第8期清 洗 世 界Vol121  No18
2005年8月Clean ingWorld Aug 2005
2005年第8期 17
电厂凝结水精处理系统调试
孔寅初
(河南第二火电建设公司调试所,河南郑州450000)
摘 要 简述了某电厂2 ×300MW机组凝结水精处理系统的流程、所用树脂的性能和有关水
质指标,并介绍了其系统的初次再生过程、再生系统设备特点、试运行情况和试运期间发现的
问题与解决方法。
关键词 凝结水 精处理系统 调试
中图分类号 TK223. 5  文献标识码 B
Debugg ing the system of ref ined trea ting congea ls wa ter
processing in power plant
KONG Yinchu
(Henan No. 2 Thermal Power Construction Co. , Zhengzhou, He′nan 450000)
Ab s tra c t It summarized 2 ×300MW unit p rocessing system flow of refined treating clotted water in
power p lant, the resins and the related water quality target. And introduced its system p rimary regenera2
tive p rocess, the regeneration system equipment characteristics, tried to move the situation and tried to
transport the period discovery the question and the solution.
Ke y wo rd s clotted water; system of refined treating; debugging
 1 系统和设备简介
某电厂2 ×300MW机组凝结水精处理系统采用
中压无前置过滤器的混床系统,高速混床串于主凝泵
与低压加热器之间,系统压力为2. 80 MPa,设计压力
为3. 5MPa,每台机组设置2台混床。两台机组共用
一套体外再生系统和相应的控制盘。系统内包括5
份树脂:除每台高速混床内各有一份树脂外,还有一
份树脂储存在体外再生系统的阳罐(兼树脂储存罐)
内。每份树脂由体系比1∶1的阴、阳树脂组成,按H /
OH型运行。在每台高速混床的出水管道上,设有一
在线电导仪和硅表以监督高速混床的出水质量,并设
有一树脂捕捉器以防止树脂碎末进入凝结水系统。
在高速混床的进水母管上,设有一在线电导仪、温度
表和流量表;在高速混床的进水管上设有一流量表;
在高速混床的出水母管上设有一在线pH计和硅表。
收稿日期: 2005 - 06 - 16
作者简介: 孔寅初(1973 - ) , 男, 湖南浏阳市人, 工程师, 主要从事化学清洗调试工作。
  ·18 · 清 洗 世 界第21卷 
 18 2005年第8期
高速混床还设有一套再循环子系统。高速混床内的
树脂失效后,树脂被输送到体外再生系统进行再生,
以恢复其原有的功能。体外再生系统由一个树脂分
离兼阴树脂再生罐,一个阳树脂再生兼储存罐,一个
树脂隔离罐和一个电热水罐组成。由于每台混床的
最大设计出水可达456 t/h,因而该系统的最大连续
出水可达912 t/h,从而满足了电厂的各个运行工况
下对凝结水处理流量的要求。
 2 主要技术参数
该电厂主要设备的技术规范及其系统设计参数
见表1、表2。
表1 主要设备技术规范
精处理混床2 ×2台
  规格<2 200 mm
  设计压力3. 5MPa
  设计温度60 ℃
  运行流速正常100 m /h,最大120 m /h
  阳阴树脂比例1∶1
  树脂总层高1. 000 m
  运行周期约14天
树脂捕捉器2 ×2台
  每台混床配置一台
  规格<500 mm
  设计压力3. 5MPa
  设计温度60 ℃
  进出口最大压降0. 10MPa
阴树脂再生兼分离塔1台
  规格<1 400 mm
  设计压力0. 60MPa
  设计温度60 ℃
  兼作阴、阳树脂分离器
树脂隔离罐1台
  规格<450 mm
  设计压力0. 60MPa
  设计温度60 ℃
阳树脂再生兼贮存塔1台
  规格<1 400 mm
  设计压力0. 60MPa
  设计温度60 ℃
  兼作阴、阳树脂贮存塔
电热水箱1台
  规格<1 500 mm
  设计压力0. 60MPa
  设计温度95 ℃
  容积4. 5 m3
  配电加热器4 ×30 kW; 380 V
酸贮存罐1台
  规格<2 000 mm
  设计压力常压
  设计温度常温
  容积10 m3
碱贮存罐1台
  规格<2 000 mm
  设计压力常压
  设计温度常温
  容积10 m3
再循环泵2 ×1台
  型号AE125 - 315
  参数Q = 260 m3 /h; H = 0. 3MPa
  泵壳耐压4. 0MPa
  配电机Y225;N = 37 kW
冲洗水泵2台
  型号AZ50 - 200B
  参数Q = 65 m3 /h; P = 0. 5MPa
  配电机Y160M2 - 2;N = 15 kW
罗茨风机2台
  型号SRD - 100
  规格Q = 509 m3 /n; P = 78. 4 kPa
  电机Y180L - 4;N = 22 kW
表2 系统设计参数
每台机组混床数量/台2
总凝结水量(每台机组)
正常/ ( t·h- 1 ) 695. 055
最大/ ( t·h- 1 ) 769. 511
凝结水运行温度/℃ ≤50
凝结水设计温度/℃ 60
每台混床设计正常流速/ (m·h- 1 ) 100
每台混床设计最大流速/ (m·h- 1 ) 120
混床运行最大压降/MPa 0. 35
系统运行最大压降/MPa 0. 35
混床设计压力/MPa 3. 5
每台混床阳树脂体积/m3 1. 9
每台混床阴树脂体积/m3 1. 9
每台混床床层深度/m 1. 000
阳/阴树脂体积比1∶1
再生设备设计压力/MPa 0. 60
单位阳树脂体积酸耗(100%HCl) / (kg·m- 3 ·R - 1 ) 128
一周期再生酸量(每台混床) (31%HCl) /kg 785
单位阴树脂体积碱耗(100%NaOH) / ( kg·m- 3 ·R - 1 ) 128
一周期再生碱量(每台混床) (31%NaOH) /kg 811
每台混床一周期内的制水量/m3 约116 760
 第21卷清 洗 世 界 ·19 · 
2005年第8期 19
  凝结水精处理系统的出水水质要求、进水水质和系统运行条件见表3。
表3 高速混床进、出口水质
运行状态
水质指标要求
悬浮固体
/ (μg·
L - 1 )
总溶解固形
物(不计氨)
/ (μg·L - 1 )
二氧化硅SiO2
/ (μg·L - 1 )
钠Na
/ (μg·
L - 1 )
总铁Fe
/ (μg·
L - 1 )
总铜Cu
/ (μg·
L - 1 )
氯Cl
/ (μg·
L - 1 )
阳电导率
(25 ℃)
/ (μS·cm- 1 )
pH
(25℃)
典型
启动
预计进
水值
1000 650 500 < 20 1000 100 8. 8~9. 2
要求出水
保证值
< 100 < 50 < 50 5 < 100 < 15 < 10 < 0. 2 6. 5~7. 5
正常
运行
状态
预计
进水值
25 100 20 2~5 15 20 8. 8~9. 2
要求出水
保证值
≤10 < 20 < 15 < 1 < 8 < 3 ≤1 < 0. 2
6. 5~7. 5
(H + /OH - )
8. 8~9. 3
(NH4
+ /OH - )
2. 1 再生药品
1) 阳再生剂(盐酸)
必须是无油、无色、能够和水完全混合,无任何沉
淀产生。含有防腐剂的酸不能使用。
2) 阴再生剂(碱液)
阴树脂必须用NaOH来再生,另外,碱中铁、硅、
氯化物的含量必须很低。
2. 2 树脂
1) 阴树脂
型号AMBERJET 4400CL (CL型) ;
体积全交换容量1. 40 mmol/L,含水率40% ~
48%;
湿真密度1. 075~1. 110 g/mL,湿视密度0. 730
g/mL;
有效粒度范围(580 ±50) μm,不均匀系数≤1.
2;
最大转型膨胀率(Cl- →OH- ) 30% ,允许温度≤
60℃。
2) 阳树脂
型号AMBERJET 1500H (H型) ;
全交换容量≥2. 0mmol/L,含水率45%~51%;
湿真密度1. 28~1. 32 g/mL,湿视密度0. 820 g/
mL;
粒度范围(650 ±50) μm,不均匀系数≤1. 2;
最大转型膨胀率(Cl- →OH- ) 10% ,允许温度≤
60℃。
 3 调试情况
3. 1 调试前的准备工作
1) 完成所有管道设备安装和电气仪表接线工
作;
2) 保证除盐水、电、压缩空气供应充足;
3) 储存有足够量的液碱和工业盐酸;
4) 水泵、风机等处于良好备用状态;
5) 现场清扫干净,地面平整,道路畅通,排水沟
道畅通,盖板齐全;
6) 各阀门严密无渗漏,流向正确,阀门编号挂
牌,阀门开闭灵活无卡涩,操作灵活方便;
7) 所有分析仪器及热工表计均需校验合格正确。
3. 2 罐体的内部检查
打开各罐体的入孔,进行内部检查,检查的主要
项目有:
1) 电火花试验以确认衬胶设备的完整性,检查
结果未发现有漏电处;
  ·20 · 清 洗 世 界第21卷 
 20 2005年第8期
2) 检查各罐体的进水(布水)装置和排水装置
(水帽)确认配水装置是否均匀、部件是否完好和材
料选择是否得当。结果发现: 2B 高速混床布水装置
不对称,由厂家处理; 1A、2A、1B、2B混床内水帽有少
部分松动,由安装单位紧固处理。
3. 3 高速混床电动阀门动作试验及开关时间测定
开关时间测定见表4。
表4 开关时间测定表
机组及阀门
开关时间/ s
开关
1#机组
  PA001 39 36
  PA002 37 37
  PA006 19 18
  PB001 39 38
  PB002 36 37
  PB006 21 20
  PF003 14 14
  PF004 24 25
2#机组
  PA001 37 36
  PA002 36 37
  PA006 18 19
  PB001 38 37
  PB002 36 36
  PB006 20 19
  PF003 14 15
  PF004 25 24
3. 4 高速混床连锁保护试验
1) 模拟旁路压差≥0. 35 MPa,旁路100%开,混
床解列;
2) 模拟进口母管水温≥50 ℃,旁路100%开,混
床解列;
3) 模拟混床进出口水压差> 0. 30 MPa,旁路
50%开,混床解列;
4) 模拟混床出口电导率> 0. 20 μS/ cm,旁路
50%开,混床解列;
5) 模拟混床出口硅酸根值> 15μg/L,旁路50%
开,混床解列;
6) 模拟混床出水流量达到预计流量值, 旁路
50%开,混床解列。
3. 5 再生系统连锁试验
1) 模拟热水箱液位高、低,热水箱水温高、低连
锁试验,低液位时切断四组加热器电源,停止加热;水
温≥90 ℃,停止加热;水温≤78 ℃,加热器通电加热;
并设有高、低温报警装置;
2) 模拟废水泵1#、2# ,冲洗水泵1#、2# ,罗茨风机
1#、2# ,酸计量泵1#、2# ,碱计量泵1#、2#电气故障连锁
试验。
3. 6 报警试验
1) 模拟冲洗水泵出口母管压力低,确认盘上出
现该报警信号;
2) 模拟冲洗水箱液位高、低报警试验;
3) 模拟压缩空气母管压力低,确认盘上出现该
报警信号;
4) 模拟再循环泵出口母管压力低,确认盘上出
现该报警信号;
5) 模拟高速混床树脂捕捉器进出口压差高,确
认盘上出现该报警信号;
6) 模拟高速混床进出口压差高,确认盘上出现
该报警信号;
7) 模拟高速混床入口水温高,确认盘上出现该
报警信号。
3. 7 水压试验
3. 7. 1 高速混床系统
在0. 5MPa的水压下,系统基本无泄漏。但随着
水压上升出现以下两种情况:
1) 2B混床入孔泄漏严重,经检查发现衬胶不平,
厂家处理后,压力升至4. 4MPa保持10 min无泄漏;
2) 1A混床树脂捕捉器泄漏严重,经安装单位处
理后压力升至4. 4MPa保持10 min无泄漏。
3. 7. 2 体外再生系统
在0. 75MPa的水压下,结果系统无泄漏。
3. 8 树脂的初次再生
3. 8. 1 树脂的预处理
在树脂进行初次再生前,树脂必须进行预处理,
 第21卷清 洗 世 界 ·21 · 
2005年第8期 21
其基本步骤为:
1) 在装填树脂前罐内应先加入1 /3 罐的除盐
水,用喷射器(再生系统内的正式设备)水力将阴树
脂1. 9 m3 装入阴罐内,再将阴树脂输送至阳罐,然后
将阳树脂1. 9 m3 装入阴罐内;
2) 用4%NaOH溶液浸泡阳树脂8 h, 5%HCl浸
泡阴树脂8 h;
3) 8 h后用除盐水分别冲洗上述阴、阳树脂到排
水电导率≤100μS/ cm;
4) 冲洗完后,再将阴树脂在阳罐内反洗分层后
将阳树脂输送至阳罐内,混脂输送至隔离罐;
5) 再用w (NaOH) 4%溶液浸泡阴树脂8 h, w
(HCl) 5%浸泡阳树脂8 h;
6) 8h后用除盐水分别冲洗上述阴、阳树脂到排
水电导率≤100μS/ cm。
3. 8. 2 树脂再生主要参数
1) 流量参数
树脂反洗流量28 t/h;快速分层流量28 t/h;慢
速分层流量15 t/h;输送阴、阳树脂流量15 t/h,二氧
化碳流量25 L /min;混脂输至隔离罐流量37 t/h。
2) 阳树脂再生
(1) 单位阳树脂体积酸耗: 128 kg/ (m3 ·R)  
100% HCl,折算为785 kg 31% HCl;首次加倍 260
kg/ (m3 ·R)  100% HCl,折算为1 570 kg 31%HCl;
(2) 酸的质量分数: 4%左右;
(3) 流量8 ~9 t/h (酸混和三通进水流量指示
8. 4~9. 0 t/h)
(4) 用时45 min,首次90 min;
(5) 置换25 min;
(6) 正洗流量40 t/h,出水电导率小于10 μS/
cm,监测出水pH值。
3) 阴树脂再生
(1) 单位阴树脂体积碱洗: 128 kg/ (m3 ·R )
100% NaOH,折算为811 kg NaOH 30%;首次加倍 
260 kg/ (m3 ·R )  100% NaOH, 折算为1 620 kg
NaOH 30%;
(2) 水温40 ℃左右;
(3) 碱的浓度3. 5%左右;
(4) 流量8~9 t/h;
(5) 用时50 min,首次10 min;
(6) 置换25 min;
(7) 正洗流量40 t/h,出水电导率小于10 μS/
cm,监测出水pH值。
3. 9 树脂正常再生的基本过程
1) 失效树脂输送到阴罐
树脂在混床内因出水水质超标或压差大而失效后,
即利用压缩空气和压力水将混床内的失效树脂输送到
阴罐,输送时水流量为40 t/h左右,时间为35 min。
2) 再生好的树脂从阳罐内输送至混床
当混床内失效树脂送至阴罐后,将阳罐内的备用
树脂用压力水输送至混床,输送时水流量为40 t/h左
右,时间为35 min。
3) 混床内树脂混合
备用树脂进入混床后,将混床充满水,调整好水
位后用压缩空气对树脂进行均匀混合。
4) 树脂的清洗
树脂在运行中不仅吸附了很多盐类物质,而且还
截留了很多腐蚀产物(主要是铁的氧化物) 。为保证
再生效果,在树脂分离进酸碱再生前必须把吸附在树
脂上的腐蚀产物用空气擦洗工艺擦洗下来。
空气擦洗工艺就是:
擦洗水位调整空气擦洗正洗排水充水至中排水
此步可视情况进行多次循环,也就是说空气擦洗
次数可根据树脂被污染的情况而定,在电厂正常运行
期间一般需擦洗10次左右。在机组启动期间,由于
凝结水中含有大量的腐蚀产物被混床内的树脂吸附,
其擦洗次数可达30次左右。
5) 树脂的反洗分层
树脂清洗好后按下列流程进行反洗分层:
快速进水分层(反进门开40% ,流量28 t/h,时
  ·22 · 清 洗 世 界第21卷 
 22 2005年第8期
间20 min) →慢速进水分层(反进门开15%,流量15
t/h,时间10 min) →阳树脂送出1 (流量15 t/h,时间
2 min,作用是启动界面检测装置) →阳树脂送出2
(流量15 t/h,时间25 min) →混脂去隔离罐(流量15
t/h,时间15 s) →冲脂去隔离罐→冲脂去阴罐→冲指
去阳罐。
6) 树脂的再生
按照上述的再生工艺对阴阳树脂进行再生。
(1) 阴树脂再生流程
部分排水→倒U型排水→再生准备→进碱→置
换→空气擦洗→正洗→排水→倒U型排水→空气擦
洗→反洗→快速分层→送脂去隔离罐→冲洗树脂管
→正洗至合格。
(2) 阳树脂再生流程
倒U型排水→再生准备→进酸→置换→空气擦
洗→正洗→排水→倒U型排水→空气擦洗→充水→
反洗→正洗→正洗至合格。
7) 树脂的混合
树脂再生好后,按如下流程进行树脂混合:
阴树脂去阳罐→排水→调整水位→空气混合→
混脂排水→充水→正洗→正洗至合格→隔离罐内树
脂去阴罐。
 4 再生系统设备特点
1) 独特的锥斗设计
该装置正洗排水畅通;反洗分层,配水均匀,没有
偏流现象,树脂分界面明显、稳定;树脂输送过程中树
脂分界面没有明显波动,树脂界面随输送平稳下降;
树脂输送完全后,经观察,床内树脂输送彻底。该锥
斗具有配水均匀、强度大、不易堵塞等优点,使用后能
达到良好的树脂水力分层效果,且因其光滑的曲面设
计可使输送树脂不产生死区。
2) 科学合理的界面检测装置
阴阳树脂经过水力分层后,阳树脂在下,阴树脂
在上,要将阳树脂水力输送至去阳罐中再生,为保证
不使阴树脂也送过去,要具有有效的界面检测装置,
能在最短的时间内捕捉到阴阳树脂层界面的信号,联
动自动控制、停止输送。
该装置采用电导率和光电检测仪两种方法同时
检测树脂界面。
电导率检测的原理是根据树脂输送管道电导率
的变化,来判断树脂的界面,当检测到电导率变化时
(亦即阴树脂出现) ,就反馈信号产生联动,自动停止
输送。在分离过程中不断从底部通入CO2 气体,通
过CO2 气体与阴树脂反应,使电导率变化更快。
光电检测的原理是依据光对阴阳树脂间因颜色
不同而对光的反射的差异,当其差异产生(阴树脂出
现)并被光电检测仪捕捉到时,由于光电效应,其电
流发生突变,从而联动自动停止输送(这要求阴阳树
脂的反光色差明显) 。
这两种方法同时运用,实际使用过程中,以首先
测到并起到作用者为准。
3) 锥型底加上较大直径的筒体结构,确保充分
反洗、擦洗和树脂分离,独特的底部进水下部排阳树
脂系统,确保树脂面平整下降和分离截面减少到最小
(DN 80) ,从而减少混脂量。
4) 阴树脂再生后进行“二次分离”,进一步降低
阴树脂中破碎阳树脂含量。
5) 再生或空气擦洗时,通过独特设计的倒U形
排水系统(含虹吸破坏管) ,确保再生和擦洗控制在
最佳水位,从而保证再生质量和擦洗质量。
6) 树脂输送管中残留的树脂经其专门设计的反
冲洗步骤,将其分别冲至树脂隔离塔或阴树脂再生/
分离塔,确保树脂分离率。
 5 试运行
5. 1 启动
1) 1#机组启动期间,带负荷200 MW时,电厂要
求投入凝结水精处理系统,设备运转基本正常,处理
水量达到设计要求,出水水质: 电导率为0. 08 μS/
 第21卷清 洗 世 界 ·23 · 
2005年第8期 23
cm、SiO2 为8. 5 μg/L。但是树脂失产快,混床运行
24 h树脂失效,树脂表层有一约50 mm厚的板结层,
层内可见大的氧化铁屑,树脂铁污染相当严重,板结
层呈红色,板结层下部分树脂呈浅灰色。树脂松动困
难,送入体外再生系统空气擦洗进出水呈黑色,空气
擦洗达40多次。但这两份树脂恢复了其基本性能,
这说明混床系统的设计和体外再生程序基本合理。
2) 2#机组启动期间,在机组进入168 h试运阶段
才投入凝结水精处理系统,设备运转基本正常,处理
水量达到设计要求,出水水质: 电导率为0. 06 μS/
cm、SiO2 为7. 5 μg/L。由于机组在168 h试运期间
水质较好,树脂情况基本正常。
5. 2 试运期间发现的问题及解决的方法
1) 再循环排水门PF003 前设计时加装一<30
mm节流孔板,在混床内树脂混合前调整水位时,排
水缓慢,排水时间达30 min左右,影响了混床投运时
间。改为<50 mm节流孔板后,排水时间为10 min左
右,既容易掌握混床的水位,又缩短了再生过程的时
间,但相应地增加了凝结水精处理系统的投运时间。
2) 混床进水电动门出现内漏现象,严重威胁了
机组的安全运行,导致运行人员在每次混床退出运行
后必须将进水电动门关严。在机组停运期间,拆下进
水电动门处理后正常。
3) 凝结水精处理系统的再生程序设计有一定问
题,冲洗水泵(自用除盐水泵)在再生过程中一直运
转,很多时候冲洗水泵均是憋压运行,造成冲洗水泵
频繁检测。要求厂家修改程序。
4) 凝结水精处理再生间内没有安装轴流风机,
造成部分设备出现腐蚀现象。要求电厂安装4台轴
流风机。
5) 运行人员操作不熟练,造成很多设备出现损
坏。运行人员经常随意更改再生系统运行参数,树脂
的再生程度大打折扣。要求电厂对运行人员进行操
作培训。
6) 由于混床系统在试运期间投运过早,而电厂
又不采用国产树脂作为启动期间的试运树脂,造成树
脂受到污染。要求电厂不要在机组启动期间过早投
运凝结水精处理系统,要求树脂厂家指导对受污染树
脂进行复苏。
 6 结束语
经过以上诸多的调试步骤,我们的结论是:该电
厂凝结水精处理系统设计较合理,设备性能优良,出
水水质良好,能够满足机组各种运行工况的需求。
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