EDI裝置工業(yè)應用問題及應對措施

夏喜臣，倪明，常濤，程偉娜

(1.國電濮陽熱電有限公司，河南濮陽 457000; 2.北京朗新明環(huán)?？萍加邢薰灸暇┓止?，江蘇南京 210031)

EDI裝置工業(yè)應用問題及應對措施

夏喜臣1，倪明2，常濤1，程偉娜1

(1.國電濮陽熱電有限公司，河南濮陽 457000; 2.北京朗新明環(huán)?？萍加邢薰灸暇┓止荆K南京 210031)

根據(jù)河南某電廠電去離子(EDI)裝置在調試、運行中發(fā)生了斷水燒壞模塊、樹脂包被有機物污染和余氯氧化導致樹脂破碎等諸多問題，通過對EDI模塊的抽檢和整套工藝的系統(tǒng)性分析，找出了產(chǎn)生問題的原因，采取了增加多重流量保護、清洗系統(tǒng)隔離及余氯檢測等措施，對EDI樹脂包進行了更換和修復，恢復了EDI裝置的離子交換性能。通過一年多的運行觀察，該套裝置運行穩(wěn)定，產(chǎn)水水質優(yōu)良。

EDI;應用;樹脂氧化破碎;檢測;修復

1 概述

EDI(Electrodeionization)又稱連續(xù)電除鹽技術，它將傳統(tǒng)的電滲析技術和離子交換技術融為一體，通過陰陽離子膜對陰陽離子的選擇透過作用以及離子交換樹脂對水中離子交換的作用，在電場的作用下實現(xiàn)離子的定向遷移，從而達到水的深度凈化除鹽的目的，并通過水解產(chǎn)生的氫離子和氫氧根離子對裝填樹脂連續(xù)再生。河南某電廠2×210MW供熱機組，于2009年對鍋爐補給水處理進行擴容改造，該工藝為:MMF+UF+二級RO+EDI裝置，設計出力2×60t/h，水源為黃河沉降水。該系統(tǒng)于2009年7月投運，產(chǎn)水電阻率達到17MΩ·cm以上，滿足鍋爐補給水需求，但在系統(tǒng)調試初期和運行期發(fā)生了兩起影響EDI安全運行的事故，經(jīng)過認真分析，找出了原因并采取了針對性的措施。

2 調試及運行中存在的問題

EDI裝置在調試初期，2號EDI系統(tǒng)模塊發(fā)生了斷水“干燒”的現(xiàn)象，產(chǎn)水電阻率從17MΩ·cm降到8MΩ·cm，經(jīng)解體檢查發(fā)現(xiàn)其中兩個模塊內的陰陽膜片被電弧燒毀，失去了離子交換功能。EDI斷水干燒事件發(fā)生在該系統(tǒng)安裝調試初期，DCS自動控制系統(tǒng)尚未投入運行，斷水自動保護亦無法實現(xiàn)，調試人員在手動條件下進行調試。EDI運行中發(fā)生了進水增壓泵故障斷水的情況，調試人員發(fā)現(xiàn)后立即緊急停機，此時已斷水約近1min。檢查發(fā)現(xiàn)兩個模塊燒毀嚴重，可見斷水前必須斷電，否則對EDI的安全是足以致命的。

2010年7月下旬，EDI裝置發(fā)生故障，現(xiàn)象是產(chǎn)水量、產(chǎn)水電阻率在幾天內迅速下降，運行人員開始認為是EDI進水碳酸化合物含量高的原因，采取了提高二級RO加堿量、增加EDI模塊電壓等一系列措施，但仍未遏制住產(chǎn)水量下降的趨勢。兩套EDI產(chǎn)水量在4天內持續(xù)下降，從設計出力的60t/h降至出力不足30t/h，產(chǎn)水電阻率從17MΩ·cm降至4MΩ·cm，此時EDI已不能投入自動運行。

3 原因分析

這次故障的調查分析難度較大，涉及可能的原因較多，歷時1個多月。兩套EDI裝置發(fā)生同樣故障現(xiàn)象，應屬于共性原因導致，對2號EDI的一只模塊拆卸抽檢后發(fā)現(xiàn):樹脂包進水端有30～40mm長的樹脂呈現(xiàn)黑色，目測觀察樹脂明顯變小，用手捻有樹脂破碎的現(xiàn)象。調查分析發(fā)現(xiàn)，導致EDI樹脂破碎的原因主要有以下幾個方面:樹脂被高氯氧化。整套水處理系統(tǒng)投入運行后，對預處理超濾裝置進行過2次化學清洗，均采用200mg/L的次氯酸鈉清洗液，清洗結束后，直接投入運行，這樣有可能造成EDI進水余氯含量在某個或連續(xù)時段超標，導致樹脂強度逐漸降低直至在應力作用下樹脂破碎;化學清洗裝置設計不合理;有機物污染的疊加作用。該廠為冬季供熱機組，冬季水處理保持連續(xù)運行，而在非供熱季節(jié)，該套設備因制水量不大而間斷運行，系統(tǒng)停運時間經(jīng)常超過1d，夏季環(huán)境溫度高，微生物滋生較快，若對系統(tǒng)的沖洗不及時，可能導致EDI系統(tǒng)滋生微生物從而污染樹脂;EDI進水保安過濾器存在缺陷。打開保安過濾器檢查時發(fā)現(xiàn)濾芯固定不牢靠，濾芯壓蓋不緊密，前置水箱、管道內的雜質(鐵銹、灰塵)直接進入EDI污染了樹脂;系統(tǒng)運行時水質監(jiān)測不全面，沒有監(jiān)測EDI裝置進水余氯、鐵離子等指標。

4 應對措施及結果分析

4.1 斷水停機保護

對斷水燒壞的兩個模塊予以更換，并針對EDI斷水停機保護，設計了8套斷水保護措施。

表1 EDI斷水停機保護措施

4.2 EDI防氯氧化措施

防止EDI被氯氧化的措施主要包括:將EDI清洗系統(tǒng)從清洗母管上斷開，防止含高氯的清洗液串進EDI系統(tǒng);更換EDI進水保安過濾器的濾芯，重新固定內部結構及濾芯密封;在EDI進水管道上加裝余氯在線儀表，設定余氯含量0.03mg/L為報警值，0.05mg/L為停機值;超濾化學清洗后的排水監(jiān)測余氯含量≤0.1mg/L;拆卸了兩組EDI模塊進行維修，將樹脂包內破碎的數(shù)值移出置換，對污染的樹脂進行清洗和復蘇，對于失去交換能力的樹脂包予以更換，使樹脂包的交換功能基本恢復正常。

4.3 結果分析

采取以上維護檢修措施后，EDI系統(tǒng)測試結果見表2。測試數(shù)據(jù)說明，淡水室壓力降很大，流量很低，達不到正常指標;由于淡水室流量很低，因此無法供電測試。從表2可以看出，經(jīng)過維修后，EDI模塊性能已經(jīng)恢復，可以使用。

表2 EDI 維修后測試數(shù)據(jù)

5 結語

(1)EDI斷水保護措施采取后，避免了因斷水或故障斷電造成的模塊被燒壞。

(2)高余氯含量的進水能導致EDI樹脂破碎而失去離子交換功能，破碎的樹脂堵塞膜片流通孔道，進而導致EDI產(chǎn)水量降低。采取上述工程措施和管理措施后保證了EDI不被氯氧化和有機污染物。

(3)EDI裝置設置多套斷水保護措施及嚴格的進水水質，是EDI安全穩(wěn)定運行的充分必要條件。

［1］王仁雷，孫心利，何彩燕，等.電去離子技術在電廠中的應用［J］.熱力發(fā)電，2008，37(11):132－135.

［2］田甜，李福勤，姚利軍，等.EDI模塊的化學污染特性及其清洗研究［J］.中國給水排水，2008，24(19):67－69，73.

Discussion on industrial application problems of EDI device and its countermeasures

In the commissioning and practical application of one power plant＇s electrodeionization(EDI)device，some problems occurred such as modules were burned without water，resin packages were polluted by organic matter and resin was broken by oxidation of residual chlorine.Based on the sampling of the EDI module and systemic analysis of the whole process，the cause of problems were found out，targeted measures were taken，such as add multiple flow protection，isolate cleaning system and detect residual chlorine，replace and repair the EDI resin package，which made the ion exchange property of EDI device recover.Through one year＇s operation and observation，the EDI device was stable，the water quality was excellent.

EDI;application;Resin oxidation broken;detect;repair

X703.1

B

1674－8069(2012)04－048－02

2012-04-25;

2012-06-21

夏喜臣(1972-)，男，工程師，主要從事火電廠環(huán)保設施調試及運行管理工作。E－mail:xiaxichen@163.com