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摘 要：对粉末树脂覆盖过滤器在空冷机组启动初期应用中出现的一些问题和粉末树脂除盐能力进行分析讨论，通过改进操作方法和参数，达到安全经济运行。
关键词：空冷机组 粉末树脂过滤器 启动初期 问题
前 言：
粉末树脂覆盖过滤技术已经在我国富煤贫水地区火力发电厂中，因其能适应直接空冷机组凝结水水温偏高的特点得到广泛使用。本文通过对新疆嘉润资源有限公司2×350MW直接空冷机组启动初期粉末树脂覆盖过滤器应用情况进行总结，对出现的问题进行探讨并对粉末树脂除盐能力进行简要分析。该公司凝结水精处理系统采用北京中电加美公司提供的中压粉末树脂覆盖过滤器，其流程为：凝结水泵出口 粉末树脂覆盖过滤器低压加热器系统。每台机组设置2×100%凝结水量的中压粉末树脂覆盖过滤器，以及100%的连续可调的旁路系统，并设置1套铺膜系统和废水收集输送系统。控制系统采用PLC控制， 操作步序主要包括解列、爆膜、铺膜、投运四个部分。
1.存在问题
1.1铺膜过程中过滤器失水
在多次铺膜过程中，发现过滤器失水现象。通过窥视镜观察，过滤器中部视镜以上部分无水，失水部分的滤元上基本未铺上树脂。#1过滤器第一次铺膜时，发现其不满水，液位还在上部视镜以上，从视镜和升压时间可以判断出来。#2过滤器铺膜时发现其液位降得较快，最低时液位降至中部视镜直至无水，检查铺膜箱液位则显示中液位，但铺膜箱溢流管一直溢流。我们通过反进阀 保持泵向过滤器补水，但发现液位仍然控制不住。于是打开顶排门使过滤器保持正压进行铺膜，树脂铺完后检查发现过滤器中部以上滤元都未铺上树脂。此后多次铺膜时都出现这样的问题。
经过对过滤器设备结构和铺膜过程中参数的分析认为，造成过滤器失水有以下几个原因。（1）铺膜箱回水管标高过低；（2）过滤器的压力超过了铺膜泵出口的压力，即铺膜进水流量大于铺膜回水流量。对于过滤器铺膜回水管标高过低的问题，鉴于现场设备安装完毕，不可能重新安装，但经过讨论认为如通过改造铺膜回水管的标高高过过滤器是可以保证过滤器满水的，但会增加设备投资。过滤器失去的水都是从铺膜箱溢流管流走，因而我们判断只要保证铺膜回水量和铺膜泵出口流量一致，就不会有大量的水溢流从而造成过滤器失水。此后经过6次试验，调整铺膜箱回水门（DN200）开度至近2/3位置，铺膜泵出口压力控制为0.21MPa，在此条件下能保证过滤器铺膜过程中一直满水。同时溢流管溢出的少量的水和铺膜注射泵注射进入过滤器的水量是一致的，而且是在树脂开始注射时反复试验，最后经过调整合理的循环回水量，彻底地解决了失水问题。现在两台机组4台过滤器经过调整，都能保证在铺膜过程中满水。
1.2爆膜不彻底
爆膜是精处理的一项主要操作，工序的好坏直接影响到铺膜效果，顺控的主要部分调整都在这一步序里，我们从以下几个方面来改善爆膜不彻底的现象。
1.2.1系统没有设置反洗水箱，造成反洗泵压高，反洗流量不易控制，流量时大时小，导致水冲洗、水位调整时间的设置需随时改动，不利于自动运行，且加大了运行人员的工作量。新疆嘉润电厂没有设置反洗水箱，反洗水直接从除盐水母管接过来，主机用水量小时，反洗泵出口压力可达到1.0MPa远远超过其额定值，机械密封多次因进口管压力高大量漏水，除盐水主机用量大时，水处理还需再启动一台除盐泵来满足爆膜的需要，如果设置反洗水箱就不会出现此类问题。
改进的措施：针对这种情况，我们要求操作人员及时调整进水一次门，保证进水压力不超过0.6MPa，控制反洗泵出口门来保证反洗流量。一般泵出口门的开度运行人员已掌握，无需再进行调整。爆膜后水冲洗、水位调整、过滤器充水的时间都以76～84t/h的流量调试完成的，若流量变化大时，还应在上位机上对相应的时间进行改动。
1.2.2 爆膜顺序的调整。精处理系统PLC控制中厂家设置的爆膜顺序是由上至下，循环进行，直至滤元外部爆干净。爆膜顺序由上至下，压缩空气会选择上部阻力较小的滤元优先通过，造成一部分空气不能起到爆膜的作用，实际运行中利用这种爆膜方式，一般至少需要5次才能将滤元爆干净，浪费了时间和大量的反洗水。后来我们将爆膜顺序改为由下而上进行，三个不同的液位低、中、高每个液位爆1次，時间5sec/次，共爆膜3次，检查滤元外部的树脂都已脱落干净，具备铺膜条件。爆膜顺序的改变，减少了爆膜次数，节约了爆膜用水量和时间，每次可节约时间20min，水量34吨。
1.2.3 爆膜压力的调整。根据技术协议的规定爆膜压力设置为小于0.4Mpa，但在起爆瞬间进气母管压力降至0，而且第二次爆膜时压缩空气储罐压力还达不到0.2MPa，第三次起爆时压力更低，根本达不到爆膜要求的压力，爆膜后检查滤元表面仍残留有树脂，达不到铺膜条件。经过多次试验我们将爆膜初始压力提高到0.5～0.6MPa，中液位爆膜时压力可达0.45MPa，高液位时可达0.3～0.4Mpa，实施过程中检查在此压力下爆膜，既没有发现滤元松动，而且还能保证滤元外部爆膜干净，过滤器一般经过3次循环爆膜，就能达到铺膜要求。
经过以上措施对设备进行调整，使过滤器的运行达到了良好的状态。
1.3解列过程中失压造成主机跳机未遂事件
1.3.1过滤器解列过程中失压原因：（1）由于设备处于运行初期，系统内部脏污杂质含量高易造成设备特别是阀门卡涩，步序操作时阀门拒动。（2）运行人员监盘不到位及操作不当。
1.3.2过滤器失压造成的影响：在解列过滤器的过程中共发生了8起因凝结水系统压力降低引发汽机跳机未遂事件，占整个解列过滤器次数的近20%。凝结水系统压力在1～2min内降到1.1MPa，排气装置、除氧器水位短时间内几乎降到联锁保护跳机的液位，给主机的安全运行带来很大的隐患，也给操作人员造成了很大的心理压力。 1.3.3解决办法：（1）针对这类问题我们制作了精处理操作票，把每一步的操作过程程序化、规范化，数字化，严格要求大家按照调试好的参数进行。（2）解列过程中认真监盘，如发现系统压力突降，首先手动关闭排气门或出口门，避免系统压力降低。（3）对人员进行培训，要求人人掌握应急措施。若遇到设备缺陷不能处理时运行人员要随机应对，积极采取措施，首先将精处理系统与凝结水系统彻底隔离，先开手动、电动旁路门，关闭进出口手动门，手动关闭排气门，避免凝结水系统泄压，引发跳机。每一步看似简单的操作，都可能引起停机事故。
1.3.4小结：运行初期系统冲洗不彻底是造成多个阀门卡涩的主要原因，特别是进口手气动阀、进气阀、顶排阀都不成程度的内漏，2014年3月14日小修更换了7个阀门垫，运行时间仅3个月更换阀门垫花费近2万元。
2.除盐能力分析
粉末树脂覆盖过滤器可以达到机组停机后快速启动的目的，机组在安装后第一次启动或停机后启动，系统内不可避免的带有铁锈及其腐蚀产物，影响水汽品质，若采用混床系统则精处理系统不能投用，热力系统只好大量排水，延长启动时间；采用粉末树脂覆盖过滤器可以直接投运，热力系统无需排水，滤元表面铺上纤维粉直接过滤掉凝结水中所携带的铁锈及其悬浮物，可以大大缩短机组的启动时间。
2013年11月06 日#1机#1过滤器第一次试运，鉴于系统第一次运行，试用纤维粉与树脂粉的比例为7：3，在树脂混合箱内混合搅拌30min后，启动注射泵，开始铺膜，注射泵流量控制在3.5t/h左右，15：56#1机#1过滤器成功投运。运行2 h后检测水质，凝泵出口铁含量明显下降，由156降至48ug/L，二氧化硅的含量由329.1降至154ug/L，除硅效果不太理想。从11.6至11.29日共铺、爆膜11次，用树脂粉 702.6Kg，纤维粉 880Kg。11.29 #1机组进入168h试运阶段，纤维粉与阳树脂粉的比例调整为1：1，投运精处理，至12.6 零点168h试运结束，过滤器进出口差压152 KPa，旁路差压160 KPa，未达到其失效压力175KPa。
可以看出调试阶段除硅率平均可达到55.2%，除铁率平均约达到66.5%。即使在168试运阶段，#1机的水质也没有达到GB/T12145-2008的规定即SiO2≤15ug/L，Fe≤5ug/L的标准。粉末过滤器的除盐效果没能达到其技术协议的规定。但随着运行时间的增加，凝结水系统水质改善，粉末树脂过滤器能达到21天的运行周期。2014年1月21日凝结水进水SiO2降至20.8ug/L，出水一般小于15ug/L，3月份时进水SiO2一般在8～13.8ug/L之间，出水小于10ug/L，Fe进口含量范围变化较大，最高时达42 ug/L，最小时为5.8 ug/L，出水Fe含量一般在2.4～5.1ug/L之间。
3.总结
粉末树脂覆盖过滤器运行中至关重要的操作是对过滤器的爆膜、鋪膜各步序参数的确定，爆膜、铺膜效果的好坏直接影响粉末树脂覆盖过滤器的运行周期及运行人员的劳动强度。要想达到理想的铺膜效果，需要注意以下事项：1爆膜后滤元洁净程度；2合理的循环回水量； 3合理配比纤维粉和树脂粉的比例，既要考虑运行成本，又要保证水质合格；4适当延长搅拌时间，避免大颗粒的浆料不易粘到滤元上；5铺膜时间调整为30～40min，调整注射泵流量在3.4-3.8t/h，循环回水流量约为300 t/h，均能达到理想的铺膜效果。
通过连续对粉末树脂覆盖过滤器进出口水质进行监测发现，虽然粉末树脂是深度再生的，比表面积较大，交换速率比普通高速混床树脂高，由于树脂数量较少，其除盐时间较短，但随着运行时间的增加，系统水质的改善，在其额定的运行周期能保证出水水质合格。
参考文献
1 新疆嘉润资源控股有限公司2×350MW机组凝结水精处理系统设备技术协议
2 北京中电加美环保科技股份有限公司编制的350MW粉末覆盖过滤器精处理系统凝结水精处理系统设备安装、操作、维护手册
关键词：空冷机组 粉末树脂过滤器 启动初期 问题
前 言：
粉末树脂覆盖过滤技术已经在我国富煤贫水地区火力发电厂中，因其能适应直接空冷机组凝结水水温偏高的特点得到广泛使用。本文通过对新疆嘉润资源有限公司2×350MW直接空冷机组启动初期粉末树脂覆盖过滤器应用情况进行总结，对出现的问题进行探讨并对粉末树脂除盐能力进行简要分析。该公司凝结水精处理系统采用北京中电加美公司提供的中压粉末树脂覆盖过滤器，其流程为：凝结水泵出口 粉末树脂覆盖过滤器低压加热器系统。每台机组设置2×100%凝结水量的中压粉末树脂覆盖过滤器，以及100%的连续可调的旁路系统，并设置1套铺膜系统和废水收集输送系统。控制系统采用PLC控制， 操作步序主要包括解列、爆膜、铺膜、投运四个部分。
1.存在问题
1.1铺膜过程中过滤器失水
在多次铺膜过程中，发现过滤器失水现象。通过窥视镜观察，过滤器中部视镜以上部分无水，失水部分的滤元上基本未铺上树脂。#1过滤器第一次铺膜时，发现其不满水，液位还在上部视镜以上，从视镜和升压时间可以判断出来。#2过滤器铺膜时发现其液位降得较快，最低时液位降至中部视镜直至无水，检查铺膜箱液位则显示中液位，但铺膜箱溢流管一直溢流。我们通过反进阀 保持泵向过滤器补水，但发现液位仍然控制不住。于是打开顶排门使过滤器保持正压进行铺膜，树脂铺完后检查发现过滤器中部以上滤元都未铺上树脂。此后多次铺膜时都出现这样的问题。
经过对过滤器设备结构和铺膜过程中参数的分析认为，造成过滤器失水有以下几个原因。（1）铺膜箱回水管标高过低；（2）过滤器的压力超过了铺膜泵出口的压力，即铺膜进水流量大于铺膜回水流量。对于过滤器铺膜回水管标高过低的问题，鉴于现场设备安装完毕，不可能重新安装，但经过讨论认为如通过改造铺膜回水管的标高高过过滤器是可以保证过滤器满水的，但会增加设备投资。过滤器失去的水都是从铺膜箱溢流管流走，因而我们判断只要保证铺膜回水量和铺膜泵出口流量一致，就不会有大量的水溢流从而造成过滤器失水。此后经过6次试验，调整铺膜箱回水门（DN200）开度至近2/3位置，铺膜泵出口压力控制为0.21MPa，在此条件下能保证过滤器铺膜过程中一直满水。同时溢流管溢出的少量的水和铺膜注射泵注射进入过滤器的水量是一致的，而且是在树脂开始注射时反复试验，最后经过调整合理的循环回水量，彻底地解决了失水问题。现在两台机组4台过滤器经过调整，都能保证在铺膜过程中满水。
1.2爆膜不彻底
爆膜是精处理的一项主要操作，工序的好坏直接影响到铺膜效果，顺控的主要部分调整都在这一步序里，我们从以下几个方面来改善爆膜不彻底的现象。
1.2.1系统没有设置反洗水箱，造成反洗泵压高，反洗流量不易控制，流量时大时小，导致水冲洗、水位调整时间的设置需随时改动，不利于自动运行，且加大了运行人员的工作量。新疆嘉润电厂没有设置反洗水箱，反洗水直接从除盐水母管接过来，主机用水量小时，反洗泵出口压力可达到1.0MPa远远超过其额定值，机械密封多次因进口管压力高大量漏水，除盐水主机用量大时，水处理还需再启动一台除盐泵来满足爆膜的需要，如果设置反洗水箱就不会出现此类问题。
改进的措施：针对这种情况，我们要求操作人员及时调整进水一次门，保证进水压力不超过0.6MPa，控制反洗泵出口门来保证反洗流量。一般泵出口门的开度运行人员已掌握，无需再进行调整。爆膜后水冲洗、水位调整、过滤器充水的时间都以76～84t/h的流量调试完成的，若流量变化大时，还应在上位机上对相应的时间进行改动。
1.2.2 爆膜顺序的调整。精处理系统PLC控制中厂家设置的爆膜顺序是由上至下，循环进行，直至滤元外部爆干净。爆膜顺序由上至下，压缩空气会选择上部阻力较小的滤元优先通过，造成一部分空气不能起到爆膜的作用，实际运行中利用这种爆膜方式，一般至少需要5次才能将滤元爆干净，浪费了时间和大量的反洗水。后来我们将爆膜顺序改为由下而上进行，三个不同的液位低、中、高每个液位爆1次，時间5sec/次，共爆膜3次，检查滤元外部的树脂都已脱落干净，具备铺膜条件。爆膜顺序的改变，减少了爆膜次数，节约了爆膜用水量和时间，每次可节约时间20min，水量34吨。
1.2.3 爆膜压力的调整。根据技术协议的规定爆膜压力设置为小于0.4Mpa，但在起爆瞬间进气母管压力降至0，而且第二次爆膜时压缩空气储罐压力还达不到0.2MPa，第三次起爆时压力更低，根本达不到爆膜要求的压力，爆膜后检查滤元表面仍残留有树脂，达不到铺膜条件。经过多次试验我们将爆膜初始压力提高到0.5～0.6MPa，中液位爆膜时压力可达0.45MPa，高液位时可达0.3～0.4Mpa，实施过程中检查在此压力下爆膜，既没有发现滤元松动，而且还能保证滤元外部爆膜干净，过滤器一般经过3次循环爆膜，就能达到铺膜要求。
经过以上措施对设备进行调整，使过滤器的运行达到了良好的状态。
1.3解列过程中失压造成主机跳机未遂事件
1.3.1过滤器解列过程中失压原因：（1）由于设备处于运行初期，系统内部脏污杂质含量高易造成设备特别是阀门卡涩，步序操作时阀门拒动。（2）运行人员监盘不到位及操作不当。
1.3.2过滤器失压造成的影响：在解列过滤器的过程中共发生了8起因凝结水系统压力降低引发汽机跳机未遂事件，占整个解列过滤器次数的近20%。凝结水系统压力在1～2min内降到1.1MPa，排气装置、除氧器水位短时间内几乎降到联锁保护跳机的液位，给主机的安全运行带来很大的隐患，也给操作人员造成了很大的心理压力。 1.3.3解决办法：（1）针对这类问题我们制作了精处理操作票，把每一步的操作过程程序化、规范化，数字化，严格要求大家按照调试好的参数进行。（2）解列过程中认真监盘，如发现系统压力突降，首先手动关闭排气门或出口门，避免系统压力降低。（3）对人员进行培训，要求人人掌握应急措施。若遇到设备缺陷不能处理时运行人员要随机应对，积极采取措施，首先将精处理系统与凝结水系统彻底隔离，先开手动、电动旁路门，关闭进出口手动门，手动关闭排气门，避免凝结水系统泄压，引发跳机。每一步看似简单的操作，都可能引起停机事故。
1.3.4小结：运行初期系统冲洗不彻底是造成多个阀门卡涩的主要原因，特别是进口手气动阀、进气阀、顶排阀都不成程度的内漏，2014年3月14日小修更换了7个阀门垫，运行时间仅3个月更换阀门垫花费近2万元。
2.除盐能力分析
粉末树脂覆盖过滤器可以达到机组停机后快速启动的目的，机组在安装后第一次启动或停机后启动，系统内不可避免的带有铁锈及其腐蚀产物，影响水汽品质，若采用混床系统则精处理系统不能投用，热力系统只好大量排水，延长启动时间；采用粉末树脂覆盖过滤器可以直接投运，热力系统无需排水，滤元表面铺上纤维粉直接过滤掉凝结水中所携带的铁锈及其悬浮物，可以大大缩短机组的启动时间。
2013年11月06 日#1机#1过滤器第一次试运，鉴于系统第一次运行，试用纤维粉与树脂粉的比例为7：3，在树脂混合箱内混合搅拌30min后，启动注射泵，开始铺膜，注射泵流量控制在3.5t/h左右，15：56#1机#1过滤器成功投运。运行2 h后检测水质，凝泵出口铁含量明显下降，由156降至48ug/L，二氧化硅的含量由329.1降至154ug/L，除硅效果不太理想。从11.6至11.29日共铺、爆膜11次，用树脂粉 702.6Kg，纤维粉 880Kg。11.29 #1机组进入168h试运阶段，纤维粉与阳树脂粉的比例调整为1：1，投运精处理，至12.6 零点168h试运结束，过滤器进出口差压152 KPa，旁路差压160 KPa，未达到其失效压力175KPa。
可以看出调试阶段除硅率平均可达到55.2%，除铁率平均约达到66.5%。即使在168试运阶段，#1机的水质也没有达到GB/T12145-2008的规定即SiO2≤15ug/L，Fe≤5ug/L的标准。粉末过滤器的除盐效果没能达到其技术协议的规定。但随着运行时间的增加，凝结水系统水质改善，粉末树脂过滤器能达到21天的运行周期。2014年1月21日凝结水进水SiO2降至20.8ug/L，出水一般小于15ug/L，3月份时进水SiO2一般在8～13.8ug/L之间，出水小于10ug/L，Fe进口含量范围变化较大，最高时达42 ug/L，最小时为5.8 ug/L，出水Fe含量一般在2.4～5.1ug/L之间。
3.总结
粉末树脂覆盖过滤器运行中至关重要的操作是对过滤器的爆膜、鋪膜各步序参数的确定，爆膜、铺膜效果的好坏直接影响粉末树脂覆盖过滤器的运行周期及运行人员的劳动强度。要想达到理想的铺膜效果，需要注意以下事项：1爆膜后滤元洁净程度；2合理的循环回水量； 3合理配比纤维粉和树脂粉的比例，既要考虑运行成本，又要保证水质合格；4适当延长搅拌时间，避免大颗粒的浆料不易粘到滤元上；5铺膜时间调整为30～40min，调整注射泵流量在3.4-3.8t/h，循环回水流量约为300 t/h，均能达到理想的铺膜效果。
通过连续对粉末树脂覆盖过滤器进出口水质进行监测发现，虽然粉末树脂是深度再生的，比表面积较大，交换速率比普通高速混床树脂高，由于树脂数量较少，其除盐时间较短，但随着运行时间的增加，系统水质的改善，在其额定的运行周期能保证出水水质合格。
参考文献
1 新疆嘉润资源控股有限公司2×350MW机组凝结水精处理系统设备技术协议
2 北京中电加美环保科技股份有限公司编制的350MW粉末覆盖过滤器精处理系统凝结水精处理系统设备安装、操作、维护手册