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1、600MW 超临界机组凝结水精除盐装置的运行超临界机组凝结水精除盐装置的运行- -华东电力 1996 年第 10 期沈保中 华能上海石洞口第二电厂(200942)摘 要：简述了石洞口二电厂两台超临界 600MW 机组的凝结水精处理系统的运行、维护管理、存在的问题及其解决方法。该系统系由美国 Graver 公司提供,为体外再生中压三罐系统,采用 Seprex 再生工艺;阳、阴树脂分别为 Dow 公司的 HGRW2 及 550A 均粒阴树脂,容积比为 1.51。正常运行时,混床在 H 型时的出水 H+导电率达 0.08S/cm,Na+和 Fe均小于 5g/L。凝汽器微量泄漏(即凝结水 K+H 导电
2、度上升至 0.30.5S/cm)时,精除盐器出水的 K+H 导电度仍可保持在 0.2S/cm 以下。存在的问题主要是:1.由于阳再生罐结构方面的原因使阴树脂混入阳树脂中而产生交义污染(阳树脂混入阴树脂中,Seprex 法能很好的加以解决);2.HGRW2 阳树脂性能较差,容易破碎,中压精除盐系统最好使用均拉型树脂。关键词：凝结水精处理 交叉污染 均粒树脂 混床氨化运行收稿日期：19960604华能上海石洞口第二电厂两台 600MW 超临界机组分别于 1992 年 7 月和 1992 年 12月正式投产,至今已安全运行近 4 年。每台机组配备了一套由美国 Graver 公司提供的凝结水精处理装置
3、,该装置包括凝结水精处理混床、体外再生系统和控制系统。它的特点如下:1)每台机组各配备了 3 台直径为 3m 的球型体外再生高速混床,不设前置过滤器,正常运行时 2 台运行,1 台备用。设计压力为 4.2MPa、设计最大凝结水处理量为 2880t/h。设有最大流量下的 100%旁路。当系统压差大于 0.34MPa 或凝结水温超过 60时,旁路阀自动全开。旁路阀只设全开、全闭两档,打开后无自动关闭功能,需手动复置。2)再生系统为体外再生 3 罐系统:包括阳再生擦洗分离罐、混合贮存罐及阴再生罐。为防止交叉污染,阴再生罐设计得较细长。再生工艺设有 Seprex(Graver 公司对其浓碱浮选法采用的
4、专利名称)和二次反洗分层法两种程序,可根据需要选择其中一种方式。3)每台机组配备了 4 套混合树脂。阳、阴树脂的比例为 1.51,其中阳树脂为美国 Dow公司的 HGRW2,阴树脂为 Dow 公司的 550A 均粒树脂;每套树脂中阳树脂的量为 3.99m3,阴树脂的量为 2.66m3,整个混床设计树脂层高为 915mm。4)阳树脂的再生剂为市售的 31%的工业盐酸,用水稀释到 6%进行再生。阴树脂的再生剂为市售 32.5%的用隔膜法生产的高纯度氢氧化钠,用热水稀释到 7%或 16%(Seprex)进行再生。5)凝结水精处理系统、再生系统(包括酸、碱计量泵,计量箱)、控制系统(包括 MCC 盘)
5、都集中布置在汽机房“0“m 层,酸、碱储存箱和输送泵布置在补给水处理区域;精除盐器取样及仪表集中布置在取样间。6)凝结水精处理系统的运行和再生都采用可编程逻辑控制器(PLC)控制,运行人员可根据需要选择不同的运行及再生方式;树脂输送和再生均可自动进行,但在关键处设有人为干预步骤;运行人员也可根据需要在 PLC 盘上进行“软“手操,也可以到设备现场就地操作电磁阀进行“硬“手操。1 运行情况1.1 机组冲管阶段机组冲管调试阶段中考虑到系统较脏、冲洗水量需求大,为了缩短冲洗时间,需要尽早投入精除盐器,但同时又考虑到对阴树脂的保护,所以在冲管最初阶段两台精除盐器只装入阳树脂进行过滤除浊、除铁,另一台精
6、除盐器装入混合树脂,当系统冲洗水中含铁量较大时,只投 1 台装阳树脂的交换器进行过滤除铁,待冲洗至铁含量较低后,再调换一台加有混合树脂的交换器进行除盐,这样既保证了机组点火时对水质的要求,又有效地保护了阴树脂免受铁的污染。冲管时,由于精除盐器的及时投运,大大地缩短了冲洗时间,给水水质合格较快,大大减少了除盐水的消耗。1.2 机组大小修后的启动阶段每次机组大、小修后启动时,根据除盐水量的储存情况,一般均要求先排放冲洗。在贮有足够的除盐水时,要求冲洗到分离器出水含 Fe 小于 200g/L 才回收至凝汽器;在除盐水量偏紧时,要求冲洗到分离器出水含 Fe 小于 500g/L 才回收至凝汽器。这样可以
7、大大减轻精除盐器的运行负担。深床式高速混床虽无前置过滤器,但启动时的过滤除铁效果仍可达到 90%以上,混床的投运可大大缩短给水系统冲洗合格时间。但每次启动后,由于总的除铁量较大,且停运时形成的腐蚀产物在形态上与运行时形成的不同,所以参加启动的该套树脂失效再生时,需比正常时失效的树脂要多擦洗 10 次以上,才能擦洗干净。1.3 正常运行机组正常运行时,混床在氢型状态下运行,其出水氢电导率可达 0.08S/cm 以下,Na+小于5g/L、Fe 小于 5g/L,完全满足机组对给水水质的要求。但在氢开始穿透时,经常发生出水氢电导率或钠离子随出水中氨的泄漏而一起升高,所以平时混床的失效标准为氨穿透时出水
8、pH 值上升,当出水氢电导率大于 0.1S/cm 或出水 Na+上升至 2g/L 以上,或出水中 Na+浓度明显大于进口凝结水中的 Na+含量。每台运行精除盐器都设有连续取样分析装置,可连续测定出水的 pH、Na+、氢电导率等,化学运行人员每 4h 巡检记录查表一次,每 8h 取样分析出水 pH、Na+,两台机组的精除盐器投运至今未发生过失效后继续较长时间运行而影响水质。1.4 凝汽器微量泄漏时的原水质量我厂 1 号机组凝汽器自投产至今,在 1994 年 2 月 1 日2 月 15 日发生了凝汽器管微量泄漏,引起凝结水 K+H上升至 0.30.5S/cm,2 月 15 日长江口海水倒灌引起泄漏
9、绝对量增加,凝结水 K+H上升至 1.2S/cm,由于精除盐设备的正常投运,即使凝结水 K+H上升至 1.2S/cm,精除盐出水的 K+H仍小于 0.2S/cm,2 月 15 日 1 号机组的汽水品质如附表所列。从上表看凝汽器微量泄漏量时,精除盐器能有效地除去离子态杂质,但对于胶体硅的去除率几乎为零。另外凝汽器微量泄漏时对精除盐器的整个运行周期将产生明显的影响,运行周期比正常运行时下降了 30%40%,出水水质比正常时差。由此充分说明,对于有海水倒灌现象的直流炉电厂,即使凝汽器使用了钛管,凝结水设有 100%精除盐设备仍十分必要。2 存在问题及解决办法2.1 交叉污染我厂凝结水精处理混床再生时
10、,虽在阴床再生程序中设有 Seprex 和二次反洗分层方法以防止交叉污染,但氨穿透时经常发生出水氢电导率随之上升,Cl-含量升高,表明树脂在再生时存在阴树脂混入阳树脂中的交叉污染现象,分析其原因是由于分离罐阴树脂输出口在分离罐的一侧,从分离罐输送阴树脂到阴罐时,在输送口的对面有一层倾斜的阴树脂无法输送干净,即使提高底脚阳树脂量或加大输送底部反洗流量也无法将阴树脂输送彻底。对于阳树脂混在阴树脂中的交叉污染现象,可采用阴罐阴再生后的二次反洗分层法来消除,效果明显,对于更高要求的减少交叉污染程序,可采用 Seprex 浮选法来分离,可以做到在氨穿透初期不发生Na+泄漏。从目前情况看,如要混床达到氨型
11、运行标准,应着手对阳再生罐进行改造,即在输送阴树脂时,将目前的单管输送改为内部母管、支管方式进行输送;并从运行操作方式上改输送时定流量反洗为先用小流量,后逐渐增大流量的输送方式,使阴树脂彻底输送干净后,再进一步查找影响混床氨型运行的其他一些原因。2.2 运行罐进出口蝶阀密封圈泄漏我厂凝结水精除盐系统为中压系统,树脂输送时泄压后,进、出口隔绝蝶阀的两侧的压差较大,正常运行时要达到 3.3MPa,如蝶阀的选型和安装不当就会引起密封圈吹坏,造成大量泄漏,运行无法泄压而影响失效树脂的再生,且阀门的检修又要求停凝泵,泄压放水,将影响机组的长期安全运行。调试时,由于未掌握该阀门的性能,曾多次发生密封圈泄漏
12、,影响树脂的再生,不得不停机检修;后经运行与检修人员共同分析了该阀门的安装结构后,认为主要由于密封圈安装不正确引起,密封圈安装时,未施加足够的预紧力将密封圈压住,少量泄漏后引起密封圈吹坏,经改进检修工艺后,蝶阀的泄漏率大大下降。2.3 运行罐进口蝶阀的高压差保护系统设计时,为了防止进口电动蝶阀在大压差情况下自动开启,引起凝结水流量波动和阀门的损坏,在运行罐进口电动蝶阀两侧设有高压差保护开关和自动注水阀。在高压差时,自动注水阀打开,使球罐压力慢慢上升,只有当进口电动阀两侧压差小于 0.1MPa 时,该阀才缓慢开启。但有时在输送操作中电动门有少量泄漏时,就关闭进口手操门进行泄压,此时就失去了高压差
13、保护和自动注水功能,造成球罐无法注水升压,手操门在大压差情况下强行开启,引起凝结水流量的剧烈波动和阀门的损坏。为了解决此问题,将进口电动阀的压差保护和注水引入口从手操阀与电动阀之间的管段上移至进口母管上,保证了在任何情况下均可保护两只进口阀门。经改造后未发生过一起因精除盐系统树脂输送而引起凝结水流量波动,并进一步减少了阀门的损坏。2.4 树脂捕捉器的孔径由于超临界机组对给水中微量有机物的要求较高,要求树脂捕捉器能有效捕捉到漏过排水装置的少量细碎树脂,所以要求捕捉器的孔径应小于排水装置的孔径。但是实际运行中发现,漏过排水装置的少量碎树脂从未被捕捉器档住,后经解体发现,Graver 公司设计的捕捉
14、器孔径比排水装置孔径略大,只能保证在大量树脂泄漏时才能起到作用,失去了常规捕捉器的意义。经与外方多次交涉,外方同意了我方的观点,并赔偿了孔径略小于排水装置孔径的捕捉器。经调试后,运行效果良好,能及时捕捉到少量碎树脂。2.5 运行罐排水装置的选择因我厂使用的凝结水精处理设备是 Graver 公司的早期产品,其排水装置设计时采用母管、支管式,其中母管埋入底部衬胶层下,连接法兰与螺栓孔也在衬胶层下,支管通过法兰与母管连接,中间用橡胶作垫片来调整间距与密封,由于橡胶弹性较大,曾几次发生树脂从缝隙中漏出,后来通过调换成不锈钢调节环和带加强纤维的橡胶垫,并用力矩扳手进行均匀拧紧后,漏树脂现象已基本消失。2
15、.6 精除盐器运行压差波动精除盐装置设有 100%旁路阀,当运行罐压差大于 0.34MPa,或凝结水温度超过 60时,旁路阀自动打开。在调试初期,由于凝结水量的波动,造成精除盐系统进、出口压差剧烈波动,引起旁路阀的频繁动作。经分析认为是由于流量波动的冲击,引起压差的波动,后来在压差取样管路上加装了缓冲器后,就消除了压差波动较大引起的旁路阀误动现象。2.7 凝结水控制系统的布置凝结水精除盐装置的控制系统直接布置在汽机房“0“m 层,PLC 控制盘无单独小室,调试时多次受到顶部其他设备泄漏水的淋湿造成接线短路引起设备损坏,后来经加装防淋棚,并将进水套管用防水胶密封,才解决了上述问题。2.8 树脂强
16、度我厂所用的树脂为 HGR-W2 和 550A 均粒树脂,其中 550A 耐磨、耐渗透强度都较好,运行至今未发现阴树脂有明显的破碎或裂纹。但 HGR-W2 性能较差,尤其是 2 号机组所用的阳树脂,破碎程度比 1 号机严重,其原因是在 2 号机组调试阶段曾补充过一部分自购的 HGR-W2 阳树脂,由于制造厂家未严格按我厂提出的耐渗透强度供货,造成其耐渗透强度比要求低10%左右,实际使用时其破碎情况较明显。所以在中压凝结水精除盐混床中应尽量使用均粒树脂,并且在树脂采购时应详细说明工况及耐渗透强度等要求,以防树脂在运行中大量破碎。2.9 酸碱输送管道的布置两台机组精除盐再生所需要的酸、碱均通过管道从补给水区域送来,酸、碱管道布置在汽机房“0“m 层地沟内,经常被积水淹没,造成衬胶管接口处腐蚀而引起漏酸。另外,由于管道被水淹没,少量泄漏不易被发现,只有大量泄漏时才能发现,严重威胁同沟的其它管道。为了安全,后来将酸、碱管道改成架空形式穿过汽机房,并在每对酸管道的法兰处加装防溅塑料护圈,改造后使用至今再未发生过漏酸现象。3
