高速混床周期制水量影响因素的探讨

张仕坚

摘 要：高速混床作为凝结水深度除盐，其运行周期的长短、周期制水量的高低，直接影响了机组的制水和废水处理的成本。文章分析了高速混床周期制水量的主要影响因素，并提出相应的技术措施。

关键词：周期制水量；树脂配比；二次混脂；再生程度

中图分类号：TM621 文献标志码：A 文章编号：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

凝结水精处理高速混床设置在凝结水泵出口和轴封加热器之前，主要去除因凝器泄漏、系统腐蚀产物和锅炉补给水系统带进系统中各种阳、阴离子，搞好精处理有利于：（1）提高凝结水水质，保证优良的给水品质；（2）冷却水泄露时，去除因泄露而溶进的溶解盐类，为机组正常停机争得时间；（3）在机组启动时，去除凝结水中的各种盐类和腐蚀产物，缩短机组启动时间。在火力发电厂中，精处理起着举足轻重的作用。

1 系统概述

广东惠州平海发电厂凝结水精处理系统设备包括：前置过滤器、高速混床、树脂捕捉器、再循环系统和1套旁路系统，前置过滤器、高速混床和树脂捕捉器串联运行。每台机组设置2×50%前置过滤器和4×33.3%高速混床处理。正常运行时过滤器两台并列运行，不设备用。混床三台并列运行，一台备用，可满足每台机组100%的凝结水处理量。并设置1台出力为单台混床50%～70%正常出力的再循环泵；体外再生采用锥塔分离技术，系统设备包括：阴树脂再生兼分离塔、阳树脂再生兼贮存塔和树脂隔离罐。

2 高速混床周期制水量影响因素

高速混床周期制水量的影响因数很多，从设计角度看主要有：处理工艺的选择（前置过滤器+高速混床等）、高速混床运行方式（氢型运行或氨化运行）、树脂型号、树脂配比；从运行角度看主要有：树脂混合均匀度、树脂再生程度、树脂污染老化、高速混床偏流等等。现就其中几个主要因素进行分析。

2.1 树脂配比

我厂凝结水精处理采用进口美国DOW/美国罗门哈斯凝胶型均粒树脂，原设计混床内阳/阴树脂比例为2：3，单台混床内阳/阴树脂体积分别为3.33m3和4.93m3。采用氢型混床运行，由于凝胶型均粒树脂机械强度不如大孔型树脂，频繁的输送和再生过程对树脂的使用寿命有较大的影响，因而要寻求合适的方法提高高速混床的周期制水量。

我厂炉内处理采用精處理出口加氨，调节给水pH值为9.2-9.6之间，我厂凝结水指标要求Na+≤5ug/L，Fe3+≤5ug/L，Cl-≤5ug/L，SiO2≤20ug/L，换算后Na+≤2.2×10-7mol/L，Fe3+≤8.9×10-8mol/L，Cl-≤1.4×10-7mol/L，SiO2≤3×10-7mol/L，当pH=9.4时，[NH4+]=[OH-]=1×10-4.6mol/L，对比凝结水中阴阳离子数量，NH4+和OH-远大于其他离子数量，因此当阳树脂将凝结水中NH4+除去，失效变为RNH4型时，阴树脂仍然主要为ROH型，少量RSiO3型，微量RCl型，阴树脂失效程度较低。

阳树脂失效快慢决定运行周期，所以考虑将树脂比例由2：3调整为1：1，为了保证混床混床内水力特性不变，输送及再生程序不变，将阳树脂增加0.8m3，阴树脂减少0.8m3，即阳、阴树脂体积均为4.13m3。

通过上述对比，在略微提高阳树脂数量的情况下，可以较大幅度的提高阳树脂的实际工作交换容量，从而大幅度提高高速混床的周期制水量，延长了高速混床运行周期。

2.2 二次混脂

我厂高速混床采用球形混床，底部是平面的水帽形式，这就造成了失效树脂在输送过程中无输送法进行完全的输送出去，再生完后的树脂在回输至高速混床时由于阴阳树脂密度差的原因造成部分树脂分层。

长期的运行，由于布水多孔板水帽的损坏，会使运行流速发生偏流，这时床内树脂只是部分失效，大部分树脂仍然具有交换能力，但仍然会造成氨根离子的提前穿透，出水电导不合格。

基于前两种情况，发现混床出水电导率超标而累积制水量并未超标时，可不进行再生，而将树脂进行二次混合，用再循环泵循环至出水电导率合格，混床往往可继续运行。但需注意，中压混床在进行压缩空气混合树脂前必须首先泄压，而再循环前必须升压。但这种二次混脂操作一般每周期不超过二次。

以上数据表明，对高速混床进行二次混脂后，高速混床的周期制水量增加了1.5到2万吨不等。

2.3 树脂的再生程度

树脂的再生程度的影响因素有很多，其中包括：再生前擦洗程度、阴阳树脂分离效果、进酸碱液浓度及时间等，下面就这几方面进行研究调整：

2.3.1 再生前擦洗程度

树脂擦洗洗步序如下：排水→擦洗水位调整→空气擦洗→正洗→反洗→排水→充水至中排→擦洗水位调整→充水至中排（视排水情况，重复擦洗）。投运前期时树脂受污染和老化程度不深，但随着运行周期的增加，树脂遭受污染，性能下降，导致树脂再生度下降，严重时树脂无法复苏。而高速混床树脂擦洗，要求达到目视观察无杂质、反洗排水清澈。

运行初期，由于经验不足，按照厂家给定次数进行树脂擦洗，特别是大修后，凝结水所带杂质相对过多，仍然按照原设计擦洗次数进行，树脂处理大大降低，后来及时调整。通过接擦洗后水样，目测无杂质，水质清澈，作为擦洗结束依据，周期制水量达到原预想值。

2.3.2 再生时树脂分离效果：

我厂采用先进的锥斗再生分离技术方式对阴阳树脂进行分离和再生，再生系统具有树脂高分离效率，阴、阳树脂的分离率达到：阴树脂在阳树脂层中含量（体积比）<0.1%；阳树脂在阴树脂中的含量（体积比）<0.07%。树脂分离不完全，会导致在再生过程中混到阴树脂中的阳树脂被置换成钠型树脂，混到阳树脂中的阴树脂变成氯型树脂，产生交叉污染，影响出水水质。

理论上，在阴塔的出脂管道上采用电导率表和光电检测仪两种方法同时检测树脂界面，电导表检测的原理是根据树脂输送管道上电导率的变化，来判断树脂的界面，当检测到电导率变化时（亦即阴树脂出现），就反馈信号产生联动，自动停止输送。在分离过程中不断从底部通入CO2气体，通过CO2气体与阴树脂反应，使电导率变化更快。光电检测的原理是依据光对阴阳树脂间因颜色不同而对光的反射的差异，当其差异产生（阴树脂出现）并被光电检测仪捕捉到时，由于光电效应，其电流发生突变，从而联动自动停止输送。（这要求阴阳树脂的反光色差明显）

这两种方法同时运用，实际使用过程中，以首先检测并起到作用者为准。但实际上我厂这两种设备具有滞后性，不投入使用，通过人工就地对管道和罐体窥视孔检查确认：阴、阳树脂分离界面清晰、阳树脂送至阳再生贮存罐、阴阳混合交叉污染树脂送至树脂隔离罐，周期制水量达到预期效果。

2.3.3 进酸碱液浓度及时间

设计高速混床阴阳树脂再生时调整酸碱浓度为4%-5%，碱稀释水水温控制为35-40℃之间，再生水流量为12-20m3/h，进酸碱时间为50min，阴、阳树脂再生正洗出水电导率为10μs/cm合格，再生时根据酸碱计量泵出口酸碱浓度调整再生浓度，由于酸碱浓度计经常会出现显示不准确的缺陷，会造成进酸碱浓度不准确。

根据经验进酸碱量参考酸碱储罐液位下降0.07m/10分钟，同时进行取样化验进酸碱浓度为4%-5%。同时进酸碱时间不足也会导致再生不完全，但时间过长也会导致药品和除盐水的浪费，因而要保证再生完全又节能减耗，要控制好再生时酸碱浓度及时间。

另外，高速混床的周期制水量高低还与原水水质、树脂是否受污染老化、混床运行方式等因素有直接的联系。

3 结束语

在目前国内百万机组电厂迅速发展的大背景下，给水水质对机组安全运行越来越重要，控制好精处理高速混床的运行和提高其周期制水量，有利于降低再生次数，减少再生操作降低运行风险，将会产生积极的经济效益和安全效益，并对机组安全、稳定、高效运行起着重要的作用。

参考文献：

[1]李金万.浅谈如何提高精处理高速混床周期制水量[J].机电信息，2013（09）：45-46.

[2]刘英旭.凝结水精处理树脂传送技术[J].热力发电，2006（02）：61-64+69.

[3]戴世峰.高速混床树脂紊乱原因分析及解决[J].电力与能源，2012（06）：623-624+628.

[4]李君君，许密生，刘秀红.凝结水精处理高速混床周期制水量下降原因分析及处理[J].华电技术，2016（07）：40-42+46+77.

[5]张英然.凝结水精处理系统高速混床运行方式分析[J].河北电力技术，2010（02）：46-48.

[6]王鷹空，李炜，祝晓亮，等.分离塔结构不变时改变混床树脂配比的方法及效果[M].中国电机工程学会电厂化学学术年会，2013.

[7]郑传均，张辉，胡建琼.优化凝结水精处理高混制水量措施[J].贵州电力技术，2017（01）：11-13+30.