失效樹脂輸送不盡的原因分析及措施

戴世峰，江 丹

（1.上海電力股份有限公司吳涇熱電廠，上海 200241；2.中國石化高橋分公司，上海 200137）

0 引言

某火力發(fā)電廠2臺300MW燃煤機組的凝結(jié)水精處理系統(tǒng)，分別擁有獨立且系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一樣的高速混床，共用一套體外再生系統(tǒng)，通過輸送管道完成從高速混床至再生系統(tǒng)的雙向樹脂輸送。

高速混床在再生過程中，失效樹脂是否輸送徹底，是影響再生效果的一個重要因素。按照設(shè)計，樹脂送出率要求超過99.9%。為達到這個要求，將出水水帽設(shè)計成雙流水帽，在反向進水、進氣時可以吹掃底部殘留的樹脂，從而使樹脂輸送徹底。但在檢查時發(fā)現(xiàn)樹脂輸送不徹底，殘留的樹脂基本上將底部的出水水帽覆蓋。這種現(xiàn)象在對其他相同機組的高速混床檢查中也多次發(fā)現(xiàn)，說明在樹脂輸送不盡問題上存在共性。

1 高速混床的結(jié)構(gòu)特點

高速混床進水管位于床體頂部中央位置，進脂管偏離中心位置安裝。進水裝置原先設(shè)計成平面多孔板加進水水帽型式，由于在運行中存在局部水流高速沖擊引起樹脂紊亂的缺陷，已經(jīng)將平面多孔板加進水水帽形式，改造成輻射支母管形式。高速混床出水管偏離中心位置，主要是為了給位于中心的卸脂管道騰出位置。出水裝置采用出水弧形多孔板加出水水帽的型式，出水水帽共計120只，以出脂管為中心同心圓排列，由內(nèi)至外分布，數(shù)量為8只、23只、37只和52只。為了保證出水水帽與出水弧形多孔板之間緊密結(jié)合，中間加裝了普通橡膠墊片。高速混床結(jié)構(gòu)平面圖如圖1所示。

高速混床正常運行時，水通過濾元進入水帽后出水，此時浮動閥心位于下方。樹脂輸送過程中，從底部進水和進氣，浮動閥心上浮將雙流速水帽通流通道擋住，此時，水和氣只能通過水帽導(dǎo)流環(huán)之間的微小空隙高速射出，從而對位于高速混床弧形多孔板上方的樹脂進行有效攪動。雙流速水帽結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖1 高速混床結(jié)構(gòu)平面圖

圖2 雙流速水帽結(jié)構(gòu)圖

2 存在問題分析

2.1 失效樹脂輸送不盡

利用機組大修機會，在對高速混床的多次檢修中發(fā)現(xiàn)，樹脂輸送完后，高速混床內(nèi)部仍然有許多殘留的樹脂存在，殘留樹脂層高度基本上達到水帽濾元的3／4位置，約為45mm。

高速混床內(nèi)部直徑為2.18m，樹脂裝載高度為1m；弧形底板高度為125mm，弧形半徑為4.90m；水帽直徑為110mm，整體高度為75mm，數(shù)量為120只；殘留樹脂層高度為45mm。通過計算得到：圓筒體積為3.733m3，弧形體積為0.020m3，水帽體積為0.086m3，樹脂體積為3.667m3，殘留體積近似為0.168m3，樹脂送出率為95.4%，小于要求超過99.9%的設(shè)計值。理論計算驗證了高速混床存在比較嚴(yán)重的樹脂輸送不盡問題。

2.2 樹脂輸送不盡原因分析

2.2.1 樹脂輸送的運行操作

高速混床樹脂失效后，需要將樹脂輸送至精處理再生系統(tǒng)中進行體外再生操作。樹脂輸送步驟為：①放水；②松動樹脂，底部進氣；③氣水混送，底部進氣、進脂管進水；④氣送，底部進氣、進脂門關(guān)閉。每一步驟的時間長短都可由人工干預(yù)，也可多次進行調(diào)整與試驗，但是效果不是很明顯。對程控的順序進行更改，也可達到調(diào)整目的。比如，在第3步、第4步結(jié)束后，繼續(xù)放水將殘留的樹脂稀釋，然后再進行第3步、第4步的操作。經(jīng)過若干次循環(huán)后，估計能夠減少樹脂殘留。但是這種方法，一方面需要對整個程控進行修改，涉及到軟件修改的費用以及存在一定風(fēng)險；另一方面采用這種操作方式，將會浪費大量的二級除鹽水。

2.2.2 出水水帽存在缺陷

在高速混床檢修中發(fā)現(xiàn)樹脂輸送不盡，且從殘留樹脂分布來看，存在分布不均勻的現(xiàn)象，由此考慮是不是在氣水混送以及氣送的過程中進氣存在不均勻現(xiàn)象。

在打開人孔門的狀況下，由運行人員進行高速混床進氣的操作。由于120只水帽在弧形多孔板上是均布的，從現(xiàn)場觀察來看，氣送是壓縮空氣對樹脂的攪動作用還是很大的。但是從水泡翻騰的情況來看，進氣存在明顯的不均勻現(xiàn)象，對底部樹脂的攪動效果存在差異。

對水帽進行抽樣檢查，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)流環(huán)采用不銹鋼材質(zhì)，通過焊接與水帽連接，壓縮氣體就是通過導(dǎo)流環(huán)與水帽之間的微小間隙對樹脂進行攪動。但從抽樣情況來看，導(dǎo)流環(huán)與水帽之間的微小間隙大小不等，有的甚至不存在間隙。這可能是當(dāng)初焊接工藝水平有差異，也可能是不銹鋼導(dǎo)流環(huán)受熱變形造成間隙變化。

2.3 解決樹脂輸送不盡的措施

為了保證進氣均勻，需要確保水帽導(dǎo)流環(huán)的間隙。由于原有的水帽導(dǎo)流環(huán)已經(jīng)焊死，不具備改造，所以只能采用新的水帽。新水帽的導(dǎo)流環(huán)采用硬質(zhì)的聚四氟乙烯，表面凹槽間隙通過車床打磨來保證，如圖3所示。

由圖3可以看出，新水帽的導(dǎo)流環(huán)表面發(fā)亮的部分為車床打磨的凹槽，導(dǎo)流環(huán)的正反面對稱布置凹槽，通過控制車削的精度來控制凹槽深度保持一致。將新水帽的導(dǎo)流環(huán)與墊圈、濾元等裝配好后，導(dǎo)流環(huán)上下都均勻分布微小間隙，消除了原先間隙被堵死的缺陷。

從技改后的檢修情況來看，樹脂殘留狀況得到極大改善，僅在出脂管口周圍殘留一小部分樹脂。通過對出脂管口檢查，發(fā)現(xiàn)是基建時高速混床安裝焊接工藝存在缺陷，出脂管最高處凸出在弧形多孔板上，導(dǎo)致部分樹脂不便送出。由于焊層較厚不便于打磨，鑒于技改后的樹脂輸送效果有了較大的改善，因此對此瑕疵暫不做改進。

3 結(jié)論

1）高速混床再生效果的好壞與樹脂是否輸送徹底有很大的關(guān)系，而采用弧形多孔板加水帽的出水形式，通過壓縮空氣來協(xié)助樹脂輸送。

2）樹脂輸送不盡，可以通過調(diào)整程控步驟來解決。在氣水混送與氣送步驟結(jié)束后增加進水，然后再次執(zhí)行水混送和氣送步驟，如此多次反復(fù)，達到稀釋樹脂，從而盡可能將樹脂送出高速混床。但是，此方法耗費大量二級除鹽水、軟件更改的費用較大而且存在一定風(fēng)險。

3）樹脂輸送不盡的主要原因，是不銹鋼導(dǎo)流環(huán)焊接工藝造成的，導(dǎo)致導(dǎo)流環(huán)的間隙不均勻，影響了進氣均勻性。

4）新水帽導(dǎo)流環(huán)采用硬質(zhì)聚四氟乙烯材質(zhì)，正反面通過車床精確控制凹槽深度，從而保證水帽裝配好后導(dǎo)流環(huán)各間隙保持一致，保證進氣的均勻性。