空冷機(jī)組中粉末樹(shù)脂覆蓋過(guò)濾器的設(shè)計(jì)與調(diào)試

空冷機(jī)組中粉末樹(shù)脂覆蓋過(guò)濾器的設(shè)計(jì)與調(diào)試發(fā)布時(shí)間：2007年2月7日■'-Audolook6.0下載［摘要］山西大同第二發(fā)電廠二期擴(kuò)建工程2X600MW直接空冷機(jī)組凝結(jié)水精處理系統(tǒng)采用粉末樹(shù)脂覆蓋過(guò)濾器的設(shè)計(jì)?？绽錂C(jī)組設(shè)置凝結(jié)水精處理系統(tǒng)是必要的,它與陽(yáng)陰分導(dǎo)系統(tǒng)比具有許多優(yōu)點(diǎn)。該系統(tǒng)的組成為凝結(jié)水泵、粉末樹(shù)脂覆蓋過(guò)濾器、清洗裝置、廢水收集排放系統(tǒng)及壓縮空氣系統(tǒng)等。粉末樹(shù)脂覆蓋過(guò)濾器的使用結(jié)果表明,出水水質(zhì)符合設(shè)計(jì)要求。［關(guān)鍵詞］直接空冷精處理粉末樹(shù)脂應(yīng)用山西大同第二發(fā)電廠二期擴(kuò)建工程，建設(shè)2X600MW直接空冷機(jī)組。該機(jī)組設(shè)計(jì)凝結(jié)水量額定值為1285t/（h?臺(tái)），最大值為1333t/（h?臺(tái)），凝結(jié)水精處理采用粉末樹(shù)脂覆蓋過(guò)濾器系統(tǒng)。系統(tǒng)流程為:凝結(jié)水泵來(lái)水一粉末樹(shù)脂覆蓋過(guò)濾器一低壓加熱器。系統(tǒng)按中壓運(yùn)行方式設(shè)計(jì)，并設(shè)有100%旁路。凝結(jié)水精處理系統(tǒng)按單元制設(shè)置并分別布置在2臺(tái)機(jī)組汽機(jī)房0m。1粉末樹(shù)脂覆蓋過(guò)濾器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)粉末樹(shù)脂覆蓋過(guò)濾器系統(tǒng)的組成及運(yùn)行流程2臺(tái)機(jī)組的凝結(jié)水全部進(jìn)行處理，每臺(tái)機(jī)組的精處理設(shè)備按凝結(jié)水量的3X50%設(shè)置，即每臺(tái)機(jī)組設(shè)置3臺(tái)直徑為1700mm覆蓋過(guò)濾器，2臺(tái)運(yùn)行，1臺(tái)備用。每臺(tái)機(jī)組配備1套鋪膜、爆膜、清洗設(shè)施和廢水收集排放及壓縮空氣系統(tǒng)。精處理控制系統(tǒng)按全自動(dòng)、半自動(dòng)和手動(dòng)操作3種運(yùn)行方式設(shè)計(jì)。在全自動(dòng)運(yùn)行方式下，系統(tǒng)按以下列程序執(zhí)行:填充（只發(fā)生在系統(tǒng)首次啟動(dòng)或恢復(fù)時(shí)）一預(yù)涂（半自動(dòng)運(yùn)行）一保持一過(guò)濾運(yùn)行一反洗觸發(fā)條件判斷一反洗/填充一預(yù)涂備用。手動(dòng)方式下，系統(tǒng)的設(shè)備和閥門(mén)都由手動(dòng)操作。每個(gè)過(guò)濾器裝有345支濾芯，濾芯采用美國(guó)PALL公司HGC0LD-R聚丙烯熔噴濾芯，濾芯尺寸為57.15mmX1524mm，保證使用壽命多于6年。凝結(jié)水精處理系統(tǒng)工藝流程如圖1所示。正常運(yùn)行時(shí),粉末離子交換樹(shù)脂被預(yù)涂在過(guò)濾器內(nèi)濾芯外表面,形成一層樹(shù)脂濾層。當(dāng)凝結(jié)水過(guò)濾時(shí),水中固體顆粒被攔截,溶解性離子被樹(shù)脂濾層交換除去,使出水達(dá)到設(shè)計(jì)要求。隨過(guò)濾和離子交換的進(jìn)行,濾層逐漸被堵塞、樹(shù)脂層失去離子交換能力而失效。當(dāng)出水電導(dǎo)率、二氧化硅值、過(guò)濾器進(jìn)出口壓差或過(guò)濾時(shí)間達(dá)到設(shè)定值時(shí),過(guò)濾器失效退出運(yùn)行,進(jìn)行爆膜清洗。清洗用壓縮空氣加壓去掉樹(shù)脂膜層濾餅,通過(guò)排放閥排至廢水處理系統(tǒng)。當(dāng)過(guò)濾器出口流量降至96.7m3/h時(shí)，為防止濾膜脫落,程序?qū)⒆詣?dòng)開(kāi)啟保持泵出口閥門(mén),并啟動(dòng)保持泵,過(guò)濾器處于保持狀態(tài),預(yù)涂好的粉末離子交換樹(shù)脂層被保持在濾芯外表面。過(guò)濾器的反洗當(dāng)過(guò)濾器運(yùn)行參數(shù)接近反洗報(bào)警設(shè)定值時(shí),系統(tǒng)發(fā)出“過(guò)濾器運(yùn)行指標(biāo)接近反洗設(shè)定值,請(qǐng)?zhí)崆皽?zhǔn)備備用過(guò)濾器”的報(bào)警提示。在下列情況下,過(guò)濾器發(fā)出要求反洗的報(bào)警:(1)出水的化學(xué)指標(biāo)(電導(dǎo)率或二氧化硅)超過(guò)設(shè)定值;(2)過(guò)濾器進(jìn)出口壓差達(dá)到設(shè)定值;(3)過(guò)濾器運(yùn)行時(shí)間達(dá)到設(shè)定值;(4)操作人員通過(guò)人機(jī)操作界面手動(dòng)啟動(dòng)反洗程序。以上除第(2)種情況過(guò)濾器壓差達(dá)到設(shè)定值而直接啟動(dòng)反洗程序外,其他參數(shù)達(dá)到設(shè)定值后,系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行3h。期間需對(duì)備用過(guò)濾器進(jìn)行預(yù)涂并上線(xiàn)投用，如果3h內(nèi)備用過(guò)濾器未上線(xiàn)投用,系統(tǒng)將自動(dòng)啟動(dòng)反洗程序?？绽錂C(jī)組設(shè)置凝結(jié)水精處理系統(tǒng)的必要性盡管該機(jī)組沒(méi)有凝汽器,不存在濕冷機(jī)組中循環(huán)冷卻水泄漏污染給水的問(wèn)題,但該機(jī)組水汽系統(tǒng)表面積比濕冷機(jī)組大很多,在機(jī)組啟動(dòng)初期或負(fù)荷變化較大時(shí),大量的腐蝕產(chǎn)物脫落,造成凝結(jié)水品質(zhì)惡化。其次,由于空冷系統(tǒng)處于負(fù)壓狀態(tài),難免有空氣漏入,使空氣中的C02溶入凝結(jié)水中。由于系統(tǒng)的pH較高,C02主要以碳酸氫鹽的形式存在，導(dǎo)致整個(gè)水汽系統(tǒng)腐蝕。此外,鍋爐補(bǔ)充水也會(huì)增加凝結(jié)水中鹽分的含量而影響水汽品質(zhì)。所以,該機(jī)組設(shè)置凝結(jié)水精處理系統(tǒng)是必要的。粉末樹(shù)脂覆蓋過(guò)濾器的優(yōu)越性該機(jī)組由于凝結(jié)水運(yùn)行溫度較高(通常在60°C以上,最高達(dá)85°C),目前國(guó)內(nèi)該系統(tǒng)有2種型式,一是粉末樹(shù)脂覆蓋過(guò)濾器系統(tǒng);另一是陽(yáng)陰分床系統(tǒng)。該機(jī)組設(shè)置凝結(jié)水精處理的作用與濕冷機(jī)組不同,是除去凝結(jié)水中的腐蝕產(chǎn)物和鹽分。由于凝結(jié)水中的雜質(zhì)主要是腐蝕產(chǎn)物,影響水汽品質(zhì),去除水中腐蝕產(chǎn)物是精處理的主要任務(wù)。為此,粉末樹(shù)脂覆蓋過(guò)濾器系統(tǒng)比陽(yáng)陰分床系統(tǒng)具有如下優(yōu)越性:該機(jī)組在初次或停機(jī)后啟動(dòng)時(shí),系統(tǒng)內(nèi)通常含有大量的鐵及腐蝕產(chǎn)物,為了縮短機(jī)組的啟動(dòng)時(shí)間,此時(shí)如果投入陽(yáng)陰分床系統(tǒng),樹(shù)脂必然被污染而需消耗大量的酸、堿再生,造成較大的浪費(fèi)。而覆蓋過(guò)濾器系統(tǒng),由于粉末樹(shù)脂是一次性使用,不需消耗酸、堿,當(dāng)腐蝕產(chǎn)物含量較大時(shí),可以只鋪纖維粉達(dá)到過(guò)濾的目的,且耗量少,運(yùn)行費(fèi)用低。機(jī)組正常運(yùn)行時(shí),凝結(jié)水水質(zhì)較好。而分床系統(tǒng)內(nèi)樹(shù)脂量較多,運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng),且反復(fù)再生使用。由于凝結(jié)水溫度較高,樹(shù)脂使用一定時(shí)間后會(huì)降解,影響水汽品質(zhì)。粉末樹(shù)脂覆蓋過(guò)濾器系統(tǒng)中的樹(shù)脂量少,運(yùn)行時(shí)間短且一次性使用,對(duì)水汽品質(zhì)影響小。在凝結(jié)水溫度較高,精處理退出運(yùn)行時(shí),粉末樹(shù)脂覆蓋過(guò)濾器系統(tǒng)是100%旁路,分床系統(tǒng)可只旁路陰床,陽(yáng)床仍繼續(xù)運(yùn)行。由于只有陽(yáng)床運(yùn)行,系統(tǒng)出水為酸性,需投加大量的氨以防腐。氨的大量投加使陽(yáng)床運(yùn)行周期縮短,再生次數(shù)增加,如此循環(huán),增加運(yùn)行成本,同時(shí)帶來(lái)大量酸、堿排放的問(wèn)題。粉末樹(shù)脂覆蓋過(guò)濾器系統(tǒng)具有較強(qiáng)的機(jī)械截留和吸附過(guò)濾作用,能有效去除凝結(jié)水中的腐蝕產(chǎn)物和固體雜質(zhì)。能充分發(fā)揮離子交換樹(shù)脂的交換能力,離子交換速度快。由于粉末樹(shù)脂顆粒細(xì),同樣多的樹(shù)脂表面積遠(yuǎn)大于常規(guī)的離子交換樹(shù)脂,因此,雖然只一簿層,也能滿(mǎn)足使用要求。由于不需設(shè)置酸、堿再生系統(tǒng),廢水排放量小且為中性或弱堿性。該系統(tǒng)單臺(tái)設(shè)備出力大,占地面積小,便于布置。工藝系統(tǒng)簡(jiǎn)單,操作方便,便于實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。過(guò)濾器的出力、結(jié)構(gòu)、濾芯通流量、鋪膜數(shù)量、運(yùn)行周期與壓差的設(shè)計(jì)該電廠原設(shè)計(jì)600MW機(jī)組最大凝結(jié)水量為1333t/h,額定凝結(jié)水量為1285t/h。施工過(guò)程中，修改為最大凝結(jié)水量為1588.25t/h,額定凝結(jié)水量為1527.89t/h,比原設(shè)計(jì)增大約20%。顯然原設(shè)計(jì)覆蓋過(guò)濾器不能滿(mǎn)足凝結(jié)水100%處理的要求,致使機(jī)組滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)旁路門(mén)始終保持10%的開(kāi)度。因此,建議設(shè)計(jì)時(shí),加強(qiáng)與汽輪機(jī)廠的配合,使精處理的容量滿(mǎn)足機(jī)組運(yùn)行要求。粉末樹(shù)脂覆蓋過(guò)濾器的結(jié)構(gòu),一般分大法蘭環(huán)組和上、下人孔門(mén)2種型式。大法蘭環(huán)組結(jié)構(gòu)較嚴(yán)密,拆裝濾芯方便,便于濾芯檢修,但需留起吊大法蘭環(huán)組上蓋的空間。人孔門(mén)型式在檢修、找漏等方面較困難,但便于布置,不需預(yù)留較高的檢修空間。設(shè)計(jì)參數(shù)濾芯通流量關(guān)系到濾芯數(shù)量、過(guò)濾器規(guī)格和運(yùn)行壓差等問(wèn)題。濾芯通流量小,濾芯數(shù)量就多,過(guò)濾器直徑增大;濾芯通流量大,濾芯數(shù)量少,運(yùn)行壓差增高,不利于濾芯的使用壽命。該電廠濾芯正常通流量6.88m3/(m2?h),最大通流量7.1m3/(m2?h),為了經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行,建議濾芯設(shè)計(jì)正常通流量取7m3/(m2?h)為宜。該電廠濾芯數(shù)量為345支，按濾芯正常通流量7m3/(m2?h)、凝結(jié)水泵額定出口流量1527.89t/h計(jì)算，過(guò)濾器濾芯數(shù)量(按3X50%處理)應(yīng)為404支。從該電廠的實(shí)踐看,在帶負(fù)荷調(diào)試階段,增大陰樹(shù)脂比例,未收到預(yù)期的效果,反而使過(guò)濾器起始運(yùn)行壓差增大。建議168h滿(mǎn)負(fù)荷試運(yùn)和試生產(chǎn)階段，鋪料比可僅選用陽(yáng)樹(shù)脂：陰樹(shù)脂=1：1的粉末樹(shù)脂;在帶負(fù)荷試運(yùn)階段可適當(dāng)增加纖維粉的比例。當(dāng)凝結(jié)水中腐蝕產(chǎn)物較多時(shí),可只鋪纖維粉運(yùn)行。正常運(yùn)行周期現(xiàn)設(shè)定為504h,但出水水質(zhì)仍很好。過(guò)濾器壓差雖然超出廠家給定的正常運(yùn)行壓差設(shè)定值,但遠(yuǎn)未達(dá)到失效壓差設(shè)定值,說(shuō)明粉末樹(shù)脂還有過(guò)濾交換能力。