高速混床周期制水量影響因素的探討

張仕堅

摘 要：高速混床作為凝結(jié)水深度除鹽，其運行周期的長短、周期制水量的高低，直接影響了機組的制水和廢水處理的成本。文章分析了高速混床周期制水量的主要影響因素，并提出相應的技術(shù)措施。

關(guān)鍵詞：周期制水量；樹脂配比；二次混脂；再生程度

中圖分類號：TM621 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）11-0103-02

Abstract： As the deep desalination of condensate， high speed mixing bed has a direct effect on the cost of water preparation and wastewater treatment. In this paper， the main influencing factors of periodic water production in high speed mixing bed are analyzed， and the corresponding technical measures are put forward.

Keywords： periodic water production； resin ratio； secondary blending； regeneration degree

前言

凝結(jié)水精處理高速混床設(shè)置在凝結(jié)水泵出口和軸封加熱器之前，主要去除因凝器泄漏、系統(tǒng)腐蝕產(chǎn)物和鍋爐補給水系統(tǒng)帶進系統(tǒng)中各種陽、陰離子，搞好精處理有利于：（1）提高凝結(jié)水水質(zhì)，保證優(yōu)良的給水品質(zhì)；（2）冷卻水泄露時，去除因泄露而溶進的溶解鹽類，為機組正常停機爭得時間；（3）在機組啟動時，去除凝結(jié)水中的各種鹽類和腐蝕產(chǎn)物，縮短機組啟動時間。在火力發(fā)電廠中，精處理起著舉足輕重的作用。

1 系統(tǒng)概述

廣東惠州平海發(fā)電廠凝結(jié)水精處理系統(tǒng)設(shè)備包括：前置過濾器、高速混床、樹脂捕捉器、再循環(huán)系統(tǒng)和1套旁路系統(tǒng)，前置過濾器、高速混床和樹脂捕捉器串聯(lián)運行。每臺機組設(shè)置2×50%前置過濾器和4×33.3%高速混床處理。正常運行時過濾器兩臺并列運行，不設(shè)備用。混床三臺并列運行，一臺備用，可滿足每臺機組100%的凝結(jié)水處理量。并設(shè)置1臺出力為單臺混床50%～70%正常出力的再循環(huán)泵；體外再生采用錐塔分離技術(shù)，系統(tǒng)設(shè)備包括：陰樹脂再生兼分離塔、陽樹脂再生兼貯存塔和樹脂隔離罐。

2 高速混床周期制水量影響因素

高速混床周期制水量的影響因數(shù)很多，從設(shè)計角度看主要有：處理工藝的選擇（前置過濾器+高速混床等）、高速混床運行方式（氫型運行或氨化運行）、樹脂型號、樹脂配比；從運行角度看主要有：樹脂混合均勻度、樹脂再生程度、樹脂污染老化、高速混床偏流等等?，F(xiàn)就其中幾個主要因素進行分析。

2.1 樹脂配比

我廠凝結(jié)水精處理采用進口美國DOW/美國羅門哈斯凝膠型均粒樹脂，原設(shè)計混床內(nèi)陽/陰樹脂比例為2：3，單臺混床內(nèi)陽/陰樹脂體積分別為3.33m3和4.93m3。采用氫型混床運行，由于凝膠型均粒樹脂機械強度不如大孔型樹脂，頻繁的輸送和再生過程對樹脂的使用壽命有較大的影響，因而要尋求合適的方法提高高速混床的周期制水量。

我廠爐內(nèi)處理采用精處理出口加氨，調(diào)節(jié)給水pH值為9.2-9.6之間，我廠凝結(jié)水指標要求Na+≤5ug/L，F(xiàn)e3+≤5ug/L，Cl-≤5ug/L，SiO2≤20ug/L，換算后Na+≤2.2×10-7mol/L，F(xiàn)e3+≤8.9×10-8mol/L，Cl-≤1.4×10-7mol/L，SiO2≤3×10-7mol/L，當pH=9.4時，[NH4+]=[OH-]=1×10-4.6mol/L，對比凝結(jié)水中陰陽離子數(shù)量，NH4+和OH-遠大于其他離子數(shù)量，因此當陽樹脂將凝結(jié)水中NH4+除去，失效變?yōu)镽NH4型時，陰樹脂仍然主要為ROH型，少量RSiO3型，微量RCl型，陰樹脂失效程度較低。

陽樹脂失效快慢決定運行周期，所以考慮將樹脂比例由2：3調(diào)整為1：1，為了保證混床混床內(nèi)水力特性不變，輸送及再生程序不變，將陽樹脂增加0.8m3，陰樹脂減少0.8m3，即陽、陰樹脂體積均為4.13m3。

通過上述對比，在略微提高陽樹脂數(shù)量的情況下，可以較大幅度的提高陽樹脂的實際工作交換容量，從而大幅度提高高速混床的周期制水量，延長了高速混床運行周期。

2.2 二次混脂

我廠高速混床采用球形混床，底部是平面的水帽形式，這就造成了失效樹脂在輸送過程中無輸送法進行完全的輸送出去，再生完后的樹脂在回輸至高速混床時由于陰陽樹脂密度差的原因造成部分樹脂分層。

長期的運行，由于布水多孔板水帽的損壞，會使運行流速發(fā)生偏流，這時床內(nèi)樹脂只是部分失效，大部分樹脂仍然具有交換能力，但仍然會造成氨根離子的提前穿透，出水電導不合格。

基于前兩種情況，發(fā)現(xiàn)混床出水電導率超標而累積制水量并未超標時，可不進行再生，而將樹脂進行二次混合，用再循環(huán)泵循環(huán)至出水電導率合格，混床往往可繼續(xù)運行。但需注意，中壓混床在進行壓縮空氣混合樹脂前必須首先泄壓，而再循環(huán)前必須升壓。但這種二次混脂操作一般每周期不超過二次。

以上數(shù)據(jù)表明，對高速混床進行二次混脂后，高速混床的周期制水量增加了1.5到2萬噸不等。

2.3 樹脂的再生程度

樹脂的再生程度的影響因素有很多，其中包括：再生前擦洗程度、陰陽樹脂分離效果、進酸堿液濃度及時間等，下面就這幾方面進行研究調(diào)整：

2.3.1 再生前擦洗程度

樹脂擦洗洗步序如下：排水→擦洗水位調(diào)整→空氣擦洗→正洗→反洗→排水→充水至中排→擦洗水位調(diào)整→充水至中排（視排水情況，重復擦洗）。投運前期時樹脂受污染和老化程度不深，但隨著運行周期的增加，樹脂遭受污染，性能下降，導致樹脂再生度下降，嚴重時樹脂無法復蘇。而高速混床樹脂擦洗，要求達到目視觀察無雜質(zhì)、反洗排水清澈。

運行初期，由于經(jīng)驗不足，按照廠家給定次數(shù)進行樹脂擦洗，特別是大修后，凝結(jié)水所帶雜質(zhì)相對過多，仍然按照原設(shè)計擦洗次數(shù)進行，樹脂處理大大降低，后來及時調(diào)整。通過接擦洗后水樣，目測無雜質(zhì)，水質(zhì)清澈，作為擦洗結(jié)束依據(jù)，周期制水量達到原預想值。

2.3.2 再生時樹脂分離效果：

我廠采用先進的錐斗再生分離技術(shù)方式對陰陽樹脂進行分離和再生，再生系統(tǒng)具有樹脂高分離效率，陰、陽樹脂的分離率達到：陰樹脂在陽樹脂層中含量（體積比）<0.1%；陽樹脂在陰樹脂中的含量（體積比）<0.07%。樹脂分離不完全，會導致在再生過程中混到陰樹脂中的陽樹脂被置換成鈉型樹脂，混到陽樹脂中的陰樹脂變成氯型樹脂，產(chǎn)生交叉污染，影響出水水質(zhì)。

理論上，在陰塔的出脂管道上采用電導率表和光電檢測儀兩種方法同時檢測樹脂界面，電導表檢測的原理是根據(jù)樹脂輸送管道上電導率的變化，來判斷樹脂的界面，當檢測到電導率變化時（亦即陰樹脂出現(xiàn)），就反饋信號產(chǎn)生聯(lián)動，自動停止輸送。在分離過程中不斷從底部通入CO2氣體，通過CO2氣體與陰樹脂反應，使電導率變化更快。光電檢測的原理是依據(jù)光對陰陽樹脂間因顏色不同而對光的反射的差異，當其差異產(chǎn)生（陰樹脂出現(xiàn)）并被光電檢測儀捕捉到時，由于光電效應，其電流發(fā)生突變，從而聯(lián)動自動停止輸送。（這要求陰陽樹脂的反光色差明顯）

這兩種方法同時運用，實際使用過程中，以首先檢測并起到作用者為準。但實際上我廠這兩種設(shè)備具有滯后性，不投入使用，通過人工就地對管道和罐體窺視孔檢查確認：陰、陽樹脂分離界面清晰、陽樹脂送至陽再生貯存罐、陰陽混合交叉污染樹脂送至樹脂隔離罐，周期制水量達到預期效果。

2.3.3 進酸堿液濃度及時間

設(shè)計高速混床陰陽樹脂再生時調(diào)整酸堿濃度為4%-5%，堿稀釋水水溫控制為35-40℃之間，再生水流量為12-20m3/h，進酸堿時間為50min，陰、陽樹脂再生正洗出水電導率為10μs/cm合格，再生時根據(jù)酸堿計量泵出口酸堿濃度調(diào)整再生濃度，由于酸堿濃度計經(jīng)常會出現(xiàn)顯示不準確的缺陷，會造成進酸堿濃度不準確。

根據(jù)經(jīng)驗進酸堿量參考酸堿儲罐液位下降0.07m/10分鐘，同時進行取樣化驗進酸堿濃度為4%-5%。同時進酸堿時間不足也會導致再生不完全，但時間過長也會導致藥品和除鹽水的浪費，因而要保證再生完全又節(jié)能減耗，要控制好再生時酸堿濃度及時間。

另外，高速混床的周期制水量高低還與原水水質(zhì)、樹脂是否受污染老化、混床運行方式等因素有直接的聯(lián)系。

3 結(jié)束語

在目前國內(nèi)百萬機組電廠迅速發(fā)展的大背景下，給水水質(zhì)對機組安全運行越來越重要，控制好精處理高速混床的運行和提高其周期制水量，有利于降低再生次數(shù)，減少再生操作降低運行風險，將會產(chǎn)生積極的經(jīng)濟效益和安全效益，并對機組安全、穩(wěn)定、高效運行起著重要的作用。

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