精處理系統(tǒng)樹(shù)脂更換方案探討

王超增

摘 要：大多數(shù)高參數(shù)大容量發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)有凝結(jié)水精處理系統(tǒng)，隨著機(jī)組運(yùn)行時(shí)間的延續(xù)，存在凝結(jié)水精處理樹(shù)脂老化降解問(wèn)題，評(píng)估凝結(jié)水精處理系統(tǒng)的樹(shù)脂性能，選擇樹(shù)脂更換方案是電廠的當(dāng)務(wù)之急。本文針對(duì)樹(shù)脂更換選擇和方案實(shí)施進(jìn)行了有益探討。

關(guān)鍵詞：精處理；樹(shù)脂；更換

中圖分類(lèi)號(hào)：TK267 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）18-0131-02

1 概述

目前高參數(shù)大容量發(fā)電機(jī)組應(yīng)用越來(lái)越廣泛，機(jī)組參數(shù)提高對(duì)給水水質(zhì)要求越來(lái)越苛刻，所以幾乎所有的機(jī)組設(shè)置了凝結(jié)水精處理系統(tǒng)，凝結(jié)水精處理系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著去除凝結(jié)水中各種鐵銹、腐蝕性產(chǎn)物、結(jié)垢雜質(zhì)的重要作用，系統(tǒng)的可靠性直接影響機(jī)組的安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，而凝結(jié)水精處理系統(tǒng)發(fā)揮作用的核心就是精處理離子交換樹(shù)脂。

凝結(jié)水精處理樹(shù)脂在使用中，因樹(shù)脂污染造成樹(shù)脂機(jī)械強(qiáng)度和交換動(dòng)力學(xué)性能下降達(dá)到一定水平，不僅無(wú)法滿(mǎn)足去除凝結(jié)水溶解性雜質(zhì)目的，甚至?xí)蚰Y(jié)水中釋放樹(shù)脂降解物，導(dǎo)致機(jī)組腐蝕、結(jié)垢和積鹽，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生汽輪機(jī)葉片斷裂、鍋爐爆管等事故。評(píng)估凝結(jié)水精處理系統(tǒng)的樹(shù)脂性能，改善精處理系統(tǒng)的運(yùn)行水平已成為發(fā)電企業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。

2 背景

由于精處理吸收了凝結(jié)水中鐵銹、油，在進(jìn)酸堿再生前需要經(jīng)過(guò)充分的空氣擦洗去除樹(shù)脂表面的鐵銹和油，才能確保樹(shù)脂再生時(shí)酸、堿再生劑和樹(shù)脂功能團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，使樹(shù)脂盡可能高百分?jǐn)?shù)的轉(zhuǎn)換成再生態(tài)，在運(yùn)行期間保證除去水中雜質(zhì)，凈化凝結(jié)水。

精處理樹(shù)脂經(jīng)過(guò)多年使用，擦洗和再生/失效轉(zhuǎn)換，樹(shù)脂因反復(fù)摩擦和膨脹收縮，基體強(qiáng)度下降顆粒破碎或交換基團(tuán)失效造成樹(shù)脂失效。

我司3號(hào)機(jī)組精處理樹(shù)脂自2005年10月份投入使用，至今已經(jīng)使用12年，4套樹(shù)脂共經(jīng)歷再生201次，過(guò)濾凝結(jié)水8607萬(wàn)噸。2016年7月份經(jīng)西安熱工研究院進(jìn)行系統(tǒng)診斷，發(fā)現(xiàn)精處理混床出水漏Cl-、SO42-，樹(shù)脂性能分析表明：精處理樹(shù)脂強(qiáng)度嚴(yán)重下降、破碎率較高、工作交換容量不足、運(yùn)行中樹(shù)脂產(chǎn)生破碎顆粒和粉末進(jìn)入熱力系統(tǒng)產(chǎn)生硫酸根、陽(yáng)樹(shù)脂溶出有機(jī)磺化物和陰樹(shù)脂動(dòng)力性能下降吸收Cl-、SO42-能力明顯變差。因我司3號(hào)機(jī)組采用給水加氧處理，漏Cl-存在腐蝕隱患，基于精處理運(yùn)行系統(tǒng)需要，安排3號(hào)機(jī)組精處理樹(shù)脂在307A檢修期間更換樹(shù)脂，樹(shù)脂仍選用羅門(mén)哈斯經(jīng)典的均粒樹(shù)脂AMBERJET4400Cl和AMBERJET1500H。

3 樹(shù)脂更換行動(dòng)操作實(shí)例

我司3號(hào)機(jī)精處理系統(tǒng)設(shè)置3臺(tái)直徑3m球型混床，每臺(tái)混床設(shè)計(jì)樹(shù)脂裝填數(shù)量6.8m3，陰陽(yáng)樹(shù)脂比例1：1，再生系統(tǒng)采用高塔分離的三塔系統(tǒng)。3號(hào)機(jī)4套樹(shù)脂27.2m3、分離塔混合樹(shù)脂數(shù)量1.35m3（陽(yáng)樹(shù)脂0.85m3+陰樹(shù)脂0.5m3）。考慮裝填損失，陰陽(yáng)樹(shù)脂按照各準(zhǔn)備16m3。購(gòu)買(mǎi)的陽(yáng)樹(shù)脂為再生態(tài)、陰樹(shù)脂為失效態(tài)，廠家建議新樹(shù)脂雙倍酸堿處理即可。

為了節(jié)省人力，新樹(shù)脂預(yù)處理和再生操作盡量采用程序再生進(jìn)行，首先把3A混床的樹(shù)脂輸送到再生系統(tǒng)分離塔中，排空分離塔存水、打開(kāi)底部人孔掏出樹(shù)脂。把陽(yáng)塔中樹(shù)脂輸送到3A混床中，空出再生系統(tǒng)陰陽(yáng)塔，使用樹(shù)脂裝填斗把新樹(shù)脂裝填到陰陽(yáng)塔中，然后繼續(xù)啟動(dòng)樹(shù)脂再生程序，使用程序“步進(jìn)”功能跳過(guò)分離塔樹(shù)脂分離過(guò)程，直接自陰陽(yáng)樹(shù)脂在陰陽(yáng)塔中開(kāi)始擦洗再生。

新樹(shù)脂裝填到陰陽(yáng)塔后首先在除鹽水中浸泡8小時(shí)，樹(shù)脂充分吸水膨脹。然后通過(guò)擦洗、淋洗、反洗除去樹(shù)脂中雜質(zhì)，進(jìn)6%鹽酸再生陽(yáng)樹(shù)脂、7%氫氧化鈉再生陰樹(shù)脂，再生液2倍樹(shù)脂體積時(shí)放置，酸堿充分浸泡樹(shù)脂8小時(shí)后繼續(xù)再各進(jìn)2倍樹(shù)脂體積再生液，置換淋洗干凈樹(shù)脂，陰樹(shù)脂輸送至陽(yáng)塔和陽(yáng)樹(shù)脂混合后淋洗，3分鐘左右淋洗排水電導(dǎo)小于0.08us/cm，一套新樹(shù)脂處理完成。

按照上述方法，依次把3A、3B、3C混床中舊樹(shù)脂輸出到分離塔掏出。并把預(yù)處理好的新樹(shù)脂輸送到3A、3B、3C混床，完成高速混床樹(shù)脂更換。

在制作陽(yáng)塔中儲(chǔ)存樹(shù)脂前應(yīng)該利用陰陽(yáng)塔空塔機(jī)會(huì)先完成分離塔中混合樹(shù)脂制作裝填。分離塔中混合樹(shù)脂宜裝填失效態(tài)樹(shù)脂，這樣可以保證樹(shù)脂體積的穩(wěn)定性。直接使用樹(shù)脂裝填斗把所需數(shù)量的陰陽(yáng)樹(shù)脂裝填到陽(yáng)塔中，然后轉(zhuǎn)移到分離塔中即可，不需要其他處理。

最后一步是制作陽(yáng)塔儲(chǔ)存的備用樹(shù)脂，分別把新樹(shù)脂裝填到陰陽(yáng)塔中，啟動(dòng)精處理樹(shù)脂再生程序，“步進(jìn)”跳過(guò)分離塔樹(shù)脂分離過(guò)程，直接自陰陽(yáng)樹(shù)脂在陰陽(yáng)塔中開(kāi)始擦洗再生。新樹(shù)脂除鹽水中浸泡8小時(shí)，擦洗、淋洗、反洗除去樹(shù)脂中雜質(zhì)，雙倍樹(shù)脂體積再生液深度程序再生，陰樹(shù)脂輸送至陽(yáng)塔和陽(yáng)樹(shù)脂混合后淋洗到排水電導(dǎo)小于0.08us/cm，備用樹(shù)脂制作完成。

4 精處理樹(shù)脂更換幾個(gè)問(wèn)題探討

4.1 精處理樹(shù)脂更換方案的選擇

因電廠設(shè)計(jì)、設(shè)備操作、運(yùn)行需求等不同，不同的凝結(jié)水精處理系統(tǒng)，不同的離子交換樹(shù)脂，很難能夠給出唯一的凝結(jié)水精處理系統(tǒng)樹(shù)脂更換導(dǎo)則，只能在廣泛的工業(yè)實(shí)踐基礎(chǔ)上，根據(jù)樹(shù)脂的關(guān)鍵參數(shù)、凝結(jié)水精處理系統(tǒng)需要的嚴(yán)格程度、企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)實(shí)等得出合適的更換時(shí)機(jī)。

凝結(jié)水精處理系統(tǒng)樹(shù)脂運(yùn)行時(shí)，總會(huì)產(chǎn)生樹(shù)脂損耗與顆粒破碎，電廠通過(guò)添加適當(dāng)比例的新樹(shù)脂可以保持精處理系統(tǒng)床陰陽(yáng)樹(shù)脂比例和數(shù)量合適，會(huì)改善凝結(jié)水精處理系統(tǒng)工況，但實(shí)踐研究表明：因舊樹(shù)脂存在的降解、污染和動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，大量舊樹(shù)脂會(huì)使補(bǔ)加新樹(shù)脂很快污染，總體表現(xiàn)會(huì)很快回到以前狀況。一般更換整個(gè)系統(tǒng)的凝結(jié)水精處理樹(shù)脂，無(wú)論是大修時(shí)整體更換或者選擇設(shè)備運(yùn)行時(shí)更換，都很方便，有利于避免新舊樹(shù)脂混雜引起的新樹(shù)脂快速污染問(wèn)題。

4.2 樹(shù)脂更換時(shí)機(jī)的判斷

某樹(shù)脂廠家給出樹(shù)脂性能判斷及行動(dòng)三級(jí)方案如下：

1級(jí)：樹(shù)脂繼續(xù)適合正常連續(xù)運(yùn)行。

2級(jí)：有一些跡象表明樹(shù)脂已降解。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，樹(shù)脂問(wèn)題對(duì)凝結(jié)水精處理系統(tǒng)運(yùn)行會(huì)造成一些影響?？梢岳^續(xù)運(yùn)行，建議一年內(nèi)重復(fù)測(cè)試，10-20月內(nèi)更換樹(shù)脂。

3級(jí)：樹(shù)脂嚴(yán)重降解。樹(shù)脂劣化影響精處理系統(tǒng)運(yùn)行，應(yīng)短期內(nèi)更換樹(shù)脂。見(jiàn)表1、表2。

4.3 我司樹(shù)脂更換的發(fā)生

（1）2016年6月份，西安熱工院對(duì)我司精處理進(jìn)行診斷表明，3號(hào)機(jī)精處理系統(tǒng)大部分陽(yáng)樹(shù)脂壓碎強(qiáng)度無(wú)法滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)DL/T333.1的要求，壓碎強(qiáng)度已接近零。

（2）檢測(cè)陰樹(shù)脂體積交換容量下降率24.3%，處于3級(jí)狀態(tài)，應(yīng)短期內(nèi)更換。

（3）凝結(jié)水系統(tǒng)出水和給水中F-、Cl-、SO42-檢出率100%，3號(hào)機(jī)組系統(tǒng)存在熱力設(shè)備發(fā)生嚴(yán)重腐蝕隱患，需要更換樹(shù)脂以改善凝結(jié)水精處理系統(tǒng)運(yùn)行工況。

基于上述分析結(jié)果，決定利用307A檢修更換，具體實(shí)施于2017年5月。

5 結(jié)語(yǔ)

凝結(jié)水精處理系統(tǒng)在大容量的現(xiàn)代電廠中發(fā)揮著重要作用，樹(shù)脂作為系統(tǒng)核心部件需要做好運(yùn)行管理和維護(hù)工作，凝結(jié)水精處理系統(tǒng)才能具備很好的工作狀態(tài)。離子交換樹(shù)脂是具有“有限壽命”的消耗品，當(dāng)凝結(jié)水精處理樹(shù)脂降解嚴(yán)重不能很好的起到清潔凝結(jié)水雜質(zhì)時(shí)，必須及時(shí)更換，為保證更換樹(shù)脂后在較長(zhǎng)時(shí)間良好效果，建議的更換方案選擇是系統(tǒng)整體全部更換。endprint