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[摘要]对平顶山鲁阳发电公司中压凝结水精处理装置再生系统的设计、设备和再生步骤的特点进行分析。
[关键词]电厂化学 凝结水精处理 高塔分离 再生
中图分类号：TD353.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）13-0263-02
1 系统概述
当前置过滤器系统差压大于0.1Mpa、进水温度超过55℃或系统的进水压力超过系统的设计压力4.0Mpa时，过滤器大旁路阀和调节旁路阀打开，使100%凝结水量通过旁路系统；过滤器进出口压差大于0.08Mpa时，过滤器调节旁路阀打开，能使50%凝结水量通过旁路系统，另外50%凝结水流量通过没有失效的过滤器，失效过滤器进行反洗操作。
当运行混床出现导电度、钠及二氧化硅含量超标或当混床单元压差大于0.35Mpa时，混床旁路阀完全打开，关闭混床的进出阀，100%凝结水量通过旁路系统；此时把备用的混床投入运行，再把失效树脂送到再生系统进行体外再生操作。失效树脂首先通过水、气方式从运行混床输送到SPT，在此经过压缩空气擦洗和水力反洗分层后，阴、阳树脂得以分离。SPT上部大部分阴树脂通过SPT中部的树脂出口管输送到ART，剩下的阴、阳树脂经过进一步的水力反洗分离后，由SPT底部的树脂出口管将大部分的阳树脂送往CRT，同时保留阴、阳树脂分界面这部分混合树脂。这种在SPT内阴、阳树脂两次水力分离的方式保证了再生前CRT和ART内阴、阳树脂的纯度，提高了树脂的再生效果，因此可进一步改善高速混床出水的质量，延长混床的运行周期。阴、阳树脂分别在ART、CRT内再生完毕后，将阴树脂送至CRT内进行空气混合、清洗，最终完成树脂的再生。
2 设计特点
要使高速混床出水水质达到很高的纯度，并相应延长运行周期，除了选用高质量的凝结水精处理用均粒树脂、控制精处理混床的进水水质、提高再生剂的纯度外，关键是要选择合适的再生设备和设计合理的再生程序，为此在设计和应用过程中必须尽可能解决好以下几个问题：
（1）阴阳树脂在再生前都能做到饱和。
（2）使已分离的树脂达到再生效果最佳，经济利益凸显。
（3）对已再生好的树脂进行充分淋洗，去除残留再生液。
（4）树脂再生好后应注重阴、阳树脂的混合，并尽量降低树脂送入混床的过程中出现二次分离的可能性。
（5）混床或再生塔内树脂输送完全。
下面对精处理设备加以阐述。
2.1 树脂的有效分离
（1）倒垂体设计新方案
（2）再生前采用彻底的空气擦洗法
树脂表面粘附的金属氧化物，金属氧化物的颗粒直径较大，密度又因金属氧化物的不同而不同，用一般的反洗很难将其冲洗出去，用空气擦洗的方法在分离塔中将树脂表面的氧化物洗脱，用向下冲洗的方法将密度较重的杂质从下部排掉，然后在树脂分离后在阳阴树脂再生塔中再进行空气擦洗，擦洗下来的杂物以气室式将密度相对较轻的氧化物从中部排掉，密度相对较大从下部排掉。这种方法可以彻底清除金属氧化物对树脂的污染，同时可以去除细碎树脂，有利于树脂的再生。
（3）采用变流量反洗分层的方法
失效树脂输送到分离塔进行空气擦洗后，首先打开调节阀进行大流量反洗：反洗流速约40m/h左右，此流速下阳阴树脂被升到锥体部分，通过调节阀逐渐减小反洗流量至阳树脂临界沉降速度以下，最后将流量降至阴树脂临界沉降速度以下，这样可使阳阴树脂彻底分层。反洗沉降后，将分离塔中完全分离的阴树脂从分离塔的侧面输送到阴再生塔中，然后输送阳树脂。上述过程中阴、阳树脂逐步分离、均匀沉降，可达到理想的分离效果。这种可调流量的反洗控制，充分考虑到反洗开始时阴、阳树脂几乎完全混合的因素，采用大流量的反洗。随着阴树脂的上浮，阳树脂的沉降，呈现出一定的界面层时，降低反洗流速，可使树脂层平稳沉降，减少因过大的水流扰动而造成小颗粒的阳树脂被水流掺杂带入上部的阴树脂层中。因此逐步降低流速就显得十分科学，也非常有效。
（4）利用混脂层实现阴、阳树脂的彻底分离，保证每套树脂总量平衡
（5）分离程序中设计了有效的二次分离步骤
在阴树脂送往ART后，阳树脂并没有直接送往CRT，而是在SPT内进行第二次水力分离。这一次反洗因为绝大多数阴树脂已经送出，所以腾出了更为广阔的分离空间，树脂膨胀率大大提高了，因此分离也就更完全和彻底。这一步骤进行的好坏，直接影响到再生好的整套树脂的使用周期。因为此时即使有少量的阴树脂被携带送往CRT，则在氨化运行后期，氯根提前释放的可能性也会大大增加，严重影响出水水质。
（6）分离塔或混床中树脂输送完全
采用弧形多孔板结构和气水输送树脂的方法：混床和再生设备的弧形多孔板，既满足了设备布水的均匀性，又满足了树脂输送的流畅。气水输送树脂是当失效树脂或再生合格的树脂输送到分离塔或混床中，利用压缩空气对树脂产生的扰动将水和树脂一起输送到对应的塔体中，最后用水冲洗设备和管道将残留的树脂输送干净。这种方法可以将运行床或再生塔中的树脂输干净，输出率达99.99%。
2.2 优化树脂的酸、碱再生
除了阴、阳树脂的有效分离外，该再生设备还有一些设计独特的地方，现以再生时进酸、碱的步骤为例介绍：
（1）在进酸、碱，置换和随后的淋洗过程中，并不只是单纯地开启再生剂进口阀和底部排放阀，而是每隔300 s，就自动开启底部树脂出口阀5 s，对底部树脂进行反冲洗。这样做的优点是，避免了树脂被过度压实。经过定时地松动树脂层，可将再生和置换出来的杂质及时排出，消除了反离子对再生的影响，提高了离子交换的反应速度和再生度。
（2）进酸、进碱和置换完毕后，分别对阴阳树脂进行4～6次的空气擦洗。因为在树脂分离和再生之前，虽经数次擦洗，粘附于树脂颗粒表面的污物也基本冲洗干净。但在用再生剂进行离子交换反应之后，树脂颗粒内部网孔中的杂质会向外扩散出来，由于静电吸引，重新集结于树脂表面。而通过转型后，树脂颗粒的体积已发生变化，吸附力也随之变小，此时再经过空气擦洗，则能更加有效地去除这部分杂质，同时可以去除残余的再生液，清洁树脂，缩短后续水冲洗的时间。
（3）在空气擦洗结束，进行增压排水时，设计者考虑到有相当一部分树脂碎屑可能掉落在再生剂入口分配装置中，一则可能产生污堵，增大管路进口的压力；另外这部分杂质或碎屑也会被带入再生好的树脂中，直接影响再生效果。因此在增压排水时同时打开底部排水和中排阀，避免沉积在酸、碱分配装置上的杂质所造成的污堵。
（4）再生好的阴阳树脂在进行混脂前进行充分地淋洗，以免混脂时发生树脂的“混合污染”。所谓“混合污染”，是指一种树脂所携带的再生残液对另一种树脂造成的污染，如阳树脂所携带残余酸液的Cl离子可能会对阴树脂造成污染；阴树脂所携带残余碱液中的Na离子可能会对阳树脂造成污染。因此，在树脂混合前应进行充分的淋洗，控制淋洗结束时出水电导率小于10μs/cm，根据再生经验，混合前阴阳树脂淋洗较完全，可大大减少混合后淋洗的时间和用水量。
2.3 树脂的充分混合和清洗
（1）在阴、阳树脂混合的步骤中，它并不是单纯地从底部进压缩空气搅拌，而是分为两步执行。首先在水位较高的情况下，开启罗茨风机，充分搅动树脂层，以求达到良好的混合效果。第二步为了避免高液位时进气搅拌结束后，树脂在沉降过程中产生二次分层，这里采用一边搅拌一边则开启CRT的中排阀，使液位缓慢降低。在水位下降的同时，混合良好的树脂层也沉积下来，避免了二次分层现象的产生。
（4）在送脂步骤的最后，从前后两个不同的方向对CRT出口管路内的树脂进行彻底冲洗，以确保不再出现因管段内留有死角或盲点造成树脂滞留，这也是以往长时间运行后造成每套树脂量不均衡的一个原因。
3 结束语
本套凝结水精处理再生系统设计合理，延长了混床的运行周期，提高了设备的可靠性。
参考文献
[1] 火电厂凝结水精处理系统技术要求.
[2] 平顶山鲁阳发电有限公司凝结水精处理技术协议.
[3] 北仑发电厂凝结水精处理技术协议.
[4] 珠海电厂凝结水精处理系统浅析.
作者简介
陈斌，男，从事电厂化学维护管理工作，现任平顶山鲁阳发电有限公司2×1000MW机组化学维护主管。
[关键词]电厂化学 凝结水精处理 高塔分离 再生
中图分类号：TD353.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）13-0263-02
1 系统概述
当前置过滤器系统差压大于0.1Mpa、进水温度超过55℃或系统的进水压力超过系统的设计压力4.0Mpa时，过滤器大旁路阀和调节旁路阀打开，使100%凝结水量通过旁路系统；过滤器进出口压差大于0.08Mpa时，过滤器调节旁路阀打开，能使50%凝结水量通过旁路系统，另外50%凝结水流量通过没有失效的过滤器，失效过滤器进行反洗操作。
当运行混床出现导电度、钠及二氧化硅含量超标或当混床单元压差大于0.35Mpa时，混床旁路阀完全打开，关闭混床的进出阀，100%凝结水量通过旁路系统；此时把备用的混床投入运行，再把失效树脂送到再生系统进行体外再生操作。失效树脂首先通过水、气方式从运行混床输送到SPT，在此经过压缩空气擦洗和水力反洗分层后，阴、阳树脂得以分离。SPT上部大部分阴树脂通过SPT中部的树脂出口管输送到ART，剩下的阴、阳树脂经过进一步的水力反洗分离后，由SPT底部的树脂出口管将大部分的阳树脂送往CRT，同时保留阴、阳树脂分界面这部分混合树脂。这种在SPT内阴、阳树脂两次水力分离的方式保证了再生前CRT和ART内阴、阳树脂的纯度，提高了树脂的再生效果，因此可进一步改善高速混床出水的质量，延长混床的运行周期。阴、阳树脂分别在ART、CRT内再生完毕后，将阴树脂送至CRT内进行空气混合、清洗，最终完成树脂的再生。
2 设计特点
要使高速混床出水水质达到很高的纯度，并相应延长运行周期，除了选用高质量的凝结水精处理用均粒树脂、控制精处理混床的进水水质、提高再生剂的纯度外，关键是要选择合适的再生设备和设计合理的再生程序，为此在设计和应用过程中必须尽可能解决好以下几个问题：
（1）阴阳树脂在再生前都能做到饱和。
（2）使已分离的树脂达到再生效果最佳，经济利益凸显。
（3）对已再生好的树脂进行充分淋洗，去除残留再生液。
（4）树脂再生好后应注重阴、阳树脂的混合，并尽量降低树脂送入混床的过程中出现二次分离的可能性。
（5）混床或再生塔内树脂输送完全。
下面对精处理设备加以阐述。
2.1 树脂的有效分离
（1）倒垂体设计新方案
（2）再生前采用彻底的空气擦洗法
树脂表面粘附的金属氧化物，金属氧化物的颗粒直径较大，密度又因金属氧化物的不同而不同，用一般的反洗很难将其冲洗出去，用空气擦洗的方法在分离塔中将树脂表面的氧化物洗脱，用向下冲洗的方法将密度较重的杂质从下部排掉，然后在树脂分离后在阳阴树脂再生塔中再进行空气擦洗，擦洗下来的杂物以气室式将密度相对较轻的氧化物从中部排掉，密度相对较大从下部排掉。这种方法可以彻底清除金属氧化物对树脂的污染，同时可以去除细碎树脂，有利于树脂的再生。
（3）采用变流量反洗分层的方法
失效树脂输送到分离塔进行空气擦洗后，首先打开调节阀进行大流量反洗：反洗流速约40m/h左右，此流速下阳阴树脂被升到锥体部分，通过调节阀逐渐减小反洗流量至阳树脂临界沉降速度以下，最后将流量降至阴树脂临界沉降速度以下，这样可使阳阴树脂彻底分层。反洗沉降后，将分离塔中完全分离的阴树脂从分离塔的侧面输送到阴再生塔中，然后输送阳树脂。上述过程中阴、阳树脂逐步分离、均匀沉降，可达到理想的分离效果。这种可调流量的反洗控制，充分考虑到反洗开始时阴、阳树脂几乎完全混合的因素，采用大流量的反洗。随着阴树脂的上浮，阳树脂的沉降，呈现出一定的界面层时，降低反洗流速，可使树脂层平稳沉降，减少因过大的水流扰动而造成小颗粒的阳树脂被水流掺杂带入上部的阴树脂层中。因此逐步降低流速就显得十分科学，也非常有效。
（4）利用混脂层实现阴、阳树脂的彻底分离，保证每套树脂总量平衡
（5）分离程序中设计了有效的二次分离步骤
在阴树脂送往ART后，阳树脂并没有直接送往CRT，而是在SPT内进行第二次水力分离。这一次反洗因为绝大多数阴树脂已经送出，所以腾出了更为广阔的分离空间，树脂膨胀率大大提高了，因此分离也就更完全和彻底。这一步骤进行的好坏，直接影响到再生好的整套树脂的使用周期。因为此时即使有少量的阴树脂被携带送往CRT，则在氨化运行后期，氯根提前释放的可能性也会大大增加，严重影响出水水质。
（6）分离塔或混床中树脂输送完全
采用弧形多孔板结构和气水输送树脂的方法：混床和再生设备的弧形多孔板，既满足了设备布水的均匀性，又满足了树脂输送的流畅。气水输送树脂是当失效树脂或再生合格的树脂输送到分离塔或混床中，利用压缩空气对树脂产生的扰动将水和树脂一起输送到对应的塔体中，最后用水冲洗设备和管道将残留的树脂输送干净。这种方法可以将运行床或再生塔中的树脂输干净，输出率达99.99%。
2.2 优化树脂的酸、碱再生
除了阴、阳树脂的有效分离外，该再生设备还有一些设计独特的地方，现以再生时进酸、碱的步骤为例介绍：
（1）在进酸、碱，置换和随后的淋洗过程中，并不只是单纯地开启再生剂进口阀和底部排放阀，而是每隔300 s，就自动开启底部树脂出口阀5 s，对底部树脂进行反冲洗。这样做的优点是，避免了树脂被过度压实。经过定时地松动树脂层，可将再生和置换出来的杂质及时排出，消除了反离子对再生的影响，提高了离子交换的反应速度和再生度。
（2）进酸、进碱和置换完毕后，分别对阴阳树脂进行4～6次的空气擦洗。因为在树脂分离和再生之前，虽经数次擦洗，粘附于树脂颗粒表面的污物也基本冲洗干净。但在用再生剂进行离子交换反应之后，树脂颗粒内部网孔中的杂质会向外扩散出来，由于静电吸引，重新集结于树脂表面。而通过转型后，树脂颗粒的体积已发生变化，吸附力也随之变小，此时再经过空气擦洗，则能更加有效地去除这部分杂质，同时可以去除残余的再生液，清洁树脂，缩短后续水冲洗的时间。
（3）在空气擦洗结束，进行增压排水时，设计者考虑到有相当一部分树脂碎屑可能掉落在再生剂入口分配装置中，一则可能产生污堵，增大管路进口的压力；另外这部分杂质或碎屑也会被带入再生好的树脂中，直接影响再生效果。因此在增压排水时同时打开底部排水和中排阀，避免沉积在酸、碱分配装置上的杂质所造成的污堵。
（4）再生好的阴阳树脂在进行混脂前进行充分地淋洗，以免混脂时发生树脂的“混合污染”。所谓“混合污染”，是指一种树脂所携带的再生残液对另一种树脂造成的污染，如阳树脂所携带残余酸液的Cl离子可能会对阴树脂造成污染；阴树脂所携带残余碱液中的Na离子可能会对阳树脂造成污染。因此，在树脂混合前应进行充分的淋洗，控制淋洗结束时出水电导率小于10μs/cm，根据再生经验，混合前阴阳树脂淋洗较完全，可大大减少混合后淋洗的时间和用水量。
2.3 树脂的充分混合和清洗
（1）在阴、阳树脂混合的步骤中，它并不是单纯地从底部进压缩空气搅拌，而是分为两步执行。首先在水位较高的情况下，开启罗茨风机，充分搅动树脂层，以求达到良好的混合效果。第二步为了避免高液位时进气搅拌结束后，树脂在沉降过程中产生二次分层，这里采用一边搅拌一边则开启CRT的中排阀，使液位缓慢降低。在水位下降的同时，混合良好的树脂层也沉积下来，避免了二次分层现象的产生。
（4）在送脂步骤的最后，从前后两个不同的方向对CRT出口管路内的树脂进行彻底冲洗，以确保不再出现因管段内留有死角或盲点造成树脂滞留，这也是以往长时间运行后造成每套树脂量不均衡的一个原因。
3 结束语
本套凝结水精处理再生系统设计合理，延长了混床的运行周期，提高了设备的可靠性。
参考文献
[1] 火电厂凝结水精处理系统技术要求.
[2] 平顶山鲁阳发电有限公司凝结水精处理技术协议.
[3] 北仑发电厂凝结水精处理技术协议.
[4] 珠海电厂凝结水精处理系统浅析.
作者简介
陈斌，男，从事电厂化学维护管理工作，现任平顶山鲁阳发电有限公司2×1000MW机组化学维护主管。