陈国权

（浙江浙能温州发电有限公司，浙江 温州 325602）

0 引言

在火力发电机组中凝结水占给水组成的90%以上，大机组对凝汽器渗漏造成的轻微污染是零容忍，必须进行凝结水除盐处理。国外从20世纪70年代起，在大容量电厂凝结水精处理系统中采用中压混床[1]，但为提高树脂的再生度和符合运行安全要求，基本都为体外式再生。目前，常用的再生装置主要为：锥形分离法体外再生系统以及高塔法体外再生系统。超超临界参数机组的发展，使凝结水精处理成为必需，其不仅成为电厂水处理设备必设的主要组成部分，而且更重视设备运行的安全性、性能的先进性和运行的经济性。

图1 凝结水精处理系统流程Fig.1 Flow of condensate polishing system

某电厂4×1000MW机组采用哈尔滨锅炉厂有限责任公司生产的超超临界参数变压运行直流锅炉，主汽轮机为上海汽轮机有限公司和西门子联合设计制造的超超临界、一次中间再热、凝汽式、单轴、四缸四排汽汽轮机，循环冷却水采用海水开式循环，凝汽器材质为钛管[2]。该厂凝结水精处理系统采用中压混床除盐方式，每台机组共设有两台前置过滤器，4台高速混床及再循环系统、旁路及配套的再生系统。其中，两台机组共用1套再生系统，两台机组共用9套树脂。体外再生装置采用锥体分离技术，该装置由阴再生/分离塔、阳再生/贮存塔、混脂罐以及界面检测装置构成。

凝结水精处理系统流程如图1所示。

1 运行情况

两台前置过滤器启动初期同时运行不设备用，4台高速混床在正常情况下三用一备，对凝结水进行100%处理。当凝结水入口温度超过50℃时或凝结水精处理系统差压高于0.35MPa，混床旁路电动阀自动开启。旁路阀无自动关闭功能，需手动控制。

新机组刚开始启动时，系统中的悬浮物含铁量很高，此时凝结水经过大旁路而不进入精处理系统。待凝结水进水总悬浮物小于4000μg/L时，投运前置过滤器，此时采用启动滤元。待凝结水及除氧器出口水含铁量小于1000μg/L时[3]，采取循环冲洗方式，投入凝结水精处理混床[4]。直至启动滤元完全失效，168运行后更换为运行滤元，正常运行时过滤器进口总悬浮物为10μg/L～50μg/L。

混床投用初期，先通过再循环泵对混床内树脂进行冲洗，混床出水水质合格后，打开混床出口阀，投运混床。当凝结水入口温度超过50℃时，大旁路阀自动打开，并关闭每个过滤器、混床的进出水阀，凝结水100%通过大旁路系统，保护过滤器、滤元、树脂和混床不受损坏。当凝结水精处理系统差压高于0.35MPa，系统大旁路电动阀自动开启，同时关闭过滤器和混床的进出口阀。若单台高速混床出现周期制水量达标、导电度超标、钠超标、SiO2含量超标或床体差压超标时，大旁路电动门自动开启33%开度，之后失效床体自动解列，并手动将备用床投入运行，确认备用床投入运行后将大旁路电动门关闭。失效树脂送到再生装置进行体外再生操作，已再生好的备用树脂送回混床，循环清洗合格后备用。

系统的程控和实时监测由可编程控制器（PLC）和上位机来完成，采用LCD监控的方式。混床的运行、撤出和备用，树脂的输送，失效树脂的再生等操作，都可以通过PLC来完成；设备的运行状态、运行参数的监控通过上位机LCD来实现。

前置除铁过滤器及混床的大旁路阀启、闭信号送主控制系统DCS。

在机组正常运行时，凝结水高速混床在氢型状态下运行，其出水氢电导率在0.08μS/cm以下，钠离子小于5μg/L，硅小于10μg/L，可以满足机组对给水水质的要求。精处理设有连续取样分析装置，可以连续测定每台混床和出水母管的氢电导率、钠离子、硅。

2 存在问题及解决方法

2.1 树脂输送

在机组整套启动期间，混床失效后，从混床向阳塔输送树脂，采用先水送树脂25min，再水气混送10min。水气输送树脂进行5min左右，从管道窥视镜处可清晰观察到无树脂，但是静置2min后再次用水输送，从管道窥视镜处可观察到刚开始1min仍有少量树脂。解决方法：

1）在初期调低输送树脂水流量，遗留树脂情况有所好转，但是静置后再次用水输送，从管道窥视镜处可观察到刚开始1min仍有微量树脂。

2）修改树脂输送程序，在水送和气水合送步骤后加重复水送3min，水气送2min两次，这样混床内的树脂基本上能被输送干净。

3）体外再生装置采用锥体分离技术比较成熟，在这种情况下要避免混床内失效树脂没有全部输送彻底，残留在混床内的失效树脂会“污染”已经送回的再生好的树脂；同时管道中残余的失效树脂也会对已再生好的树脂在气水输送回混床的过程中造成“二次污染”，影响混床运行周期和出水水质。因此，在安装时应充分考虑树脂输送管道的布置，减少树脂输送管道的90°弯管数量，可有效减少在树脂气水输送过程中失效树脂滞留或隐藏在管道的“死角”处[5]。在实际工程中，现场采用树脂输送母管到每一路混床的支管联接处加装隔离阀。

4）由于共用一套再生系统，为防不同混床树脂在输送过程中互串，两台机组树脂输送管路加装了隔离阀。该厂凝结水精处理混床采用美国陶氏树脂，阴树脂为monosphere-550 A，阳树脂为monosphere-650 C。该类型树脂粒径阴树脂偏小、阳树脂偏大，其阴树脂的粒径为 0.55 mm，而阳树脂的粒径为 0.65 mm。其沉降速度差较大，可以较好达到阴、阳树脂的分离效果。在沉降速度差较大情况下，虽然保障了再生时分离效果好，但在混床运行前混合树脂这一步骤时易混合不均，在混床运行过程中易造成树脂分层。

2.2 混床漏水

精处理的取样架为敞开式，在汽机房零米层的混床旁布置，取样管路上全部为手动阀，在混床停运期间，会导致混床水漏空，投运前造成冲击。调试中，采用了程序增加投运前对混床满水步序，但再次满水会造成树脂层不平整，影响混床制水周期和出水水质。解决方法：最好能将取样架进行密封，将取样管路上阀门改为电磁阀。

2.3 流量不均

仪表水样流量需要手动调整，一路水样出来要到电导率流通池、硅表、钠表，而流量依靠手动阀控制，不能保证每块仪表正常检测的必须流量。需要有个控制方式，保证每块仪表能有正常检测的必需流量。

2.4 数据无代表性

混床出水管上的硅表、钠表及导电度表在调试初期偏差较大，发现是由于取样管路内壁有油污，采用临时接蒸汽进行吹扫，再对仪表取样管路进行反复冲洗及排污，并对仪表重新进行标定后，所有在线仪表显示数值均已正常。

2.5 混床树脂泄漏

混床在第一次投用时，因混床出水水帽质量差和安装不好造成少量树脂泄漏，将有问题的水帽进行更换，重新紧固后未再发现混床泄漏树脂现象。

2.6 树脂再生酸碱浓度不达标

在首次树脂再生时，发现酸碱浓度达不到再生的要求。经检查，发现高位酸碱罐在做完水压试验后，系统管子里仍旧存在部分水，导致酸碱浓度偏低，同时重新标定酸碱浓度计后，恢复正常。

2.7 混床差压大

为防止树脂在再生和投运过程中被污染或夹带铁屑、焊渣等杂物，系统投用前对前置过滤器、酸碱系统、再生装置和混床及相关管道进行了冲洗，冲洗采用除盐水。但投运初期混床差压大，经过检查，发现混床底部出水管至树脂捕捉器杂物较多，人工清理出约2kg杂物。重新投运后差压正常，数据见表1。

2.8 其它

1）再生使用的酸碱输动力采用酸碱各两台计量泵。4台计量泵的投资大、维护工作量也大，尤其是防漏与防腐工作繁重。如果采用喷射器来代替计量泵，既可节省大量投资，又可减少计量泵的维护量与电能消耗。

表1 混床运行流量及差压Table 1 Differential pressure of flowmeter in mixed bed operation

2）凝结水精处理装置的控制系统直接布置在汽机房零米层，PLC控制盘无单独小室，调试时多次被顶部其他设备泄漏水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。

3 注意事项

为保证凝结水精处理系统正常稳定运行，在运行中需注意以下几个方面：

1）精处理系统的大旁路阀的操作直接影响凝结水系统的正常运行，在操作此阀门时必须先确认混床及过滤器的运行状态。

2）注意监视前置过滤器进出口压差，若出现前置过滤器进出口压差高而过滤器旁路门未能自动开启的情况下，应立即手动打开旁路阀，并对失效过滤器进行反洗，保证过滤器正常的除铁功效；同时，也注意监视混床进口母管凝结水温度和系统进出口差压。若出现进口母管凝结水温度高或系统进出口差压高而旁路门未能自动全开的情况，应立即手动打开旁路阀，以保护床体内树脂不受损伤。

3）应经常对树脂捕捉器进行反冲洗，从排污口检查是否有树脂，以此判断混床有无泄漏树脂。

4）运行过程中，无论是手动或自动，操作人员都应到再生现场检查各设备的运转情况、反洗时是否漏树脂、树脂混合是否均匀等。

5）混床在投运之前必须先充满水后升压，并确认升压已经到位，避免混床进出口阀开时对床体和树脂造成冲击。

6）再生时调节阀开度应以流量为准，与规定流量有偏差时要调节相应调节阀开度。

7）树脂在混床与阴阳塔之间传送时，除盐侧与再生侧只能同时处于自动或同时处于步操或点操状态，绝不能是一侧为自动状态而另一侧为点操状态。

8）树脂分离时，应提前检查CO2钢瓶手动阀是否已打开，并检查减压阀有无调整好，必须在“阳脂送出1”走完前调整好CO2流量，稳定在20L/min左右。

9）由于阳树脂再生塔和阴树脂再生塔及树脂输送管上都没有专门的取样点，因而无法取样分析分离结束后阴树脂中的阳树脂含量及阳树脂中的阴树脂含量。但是，通过测定精处理系统的出水水质及周期制水量，同样可以检验树脂分离和再生效果，以及评定树脂分离塔的参数设置和优化成果。

10）要加强在线仪表的校准和维护，减少取样手动阀，才能使得在线仪表数据具有代表性。同时，要提高自动化程度，减少人工干预，才能提高凝结水精处理系统的运行可靠性。

4 小结

该厂凝结水精处理系统经过调整试运，设备和管道的安装质量和工艺设计的合理性得到检验。从实际运行情况看，凝结水精处理系统运行情况良好，该系统出水能达到设计水质标准，能实现程控运行和再生。