張家虎

（廣州粵能電力科技開發(fā)有限公司，廣東 廣州510080）

0 引言

超臨界和超超臨界參數(shù)機組與常規(guī)亞臨界參數(shù)機組相比，不僅具有更高的熱效率，而且具有良好的運行靈活性和負荷適應(yīng)性，顯示出顯著節(jié)能和改善環(huán)境的雙重功效，作為世界上先進的潔凈煤發(fā)電技術(shù)主導(dǎo)著電力行業(yè)的發(fā)展方向。為確保高參數(shù)機組的安全經(jīng)濟運行，必須設(shè)置凝結(jié)水精處理系統(tǒng)，而調(diào)試是其投運前必不可少的環(huán)節(jié)。本文就某電廠一期4號機組凝結(jié)水精處理系統(tǒng)的調(diào)試過程及試運期間發(fā)現(xiàn)的問題進行了分析和探討。

1 凝結(jié)水精處理系統(tǒng)概述

某電廠一期4號（2×1 036 MW）超超臨界燃煤機組凝結(jié)水精處理系統(tǒng)采用帶2×50%前置過濾器的高速混床系統(tǒng)，高速混床串于凝結(jié)水泵和軸封加熱器之間，每臺機組設(shè)置4×33．3%凝結(jié)水量的高速混床，每臺混床出口均設(shè)有一臺樹脂捕捉器，正常情況下，3臺混床連續(xù)運行，1臺備用，前置過濾器和高速混床均設(shè)置100%旁路系統(tǒng)。每套混床系統(tǒng)設(shè)置1臺再循環(huán)泵。2臺機組共用1套體外再生系統(tǒng)（高塔分離再生系統(tǒng)）。每臺前置過濾器的最大出力為1 140 m3／h，每臺高速混床的最大出力為760 m3／h。

2 精處理系統(tǒng)調(diào)試

2．1 罐體內(nèi)部檢查

打開各罐體的人孔門，進行內(nèi)部檢查，檢查的主要項目有：（1）電火花試驗以確認(rèn)襯膠設(shè)備的完整性，檢查后未發(fā)現(xiàn)有漏電處。（2）檢查各罐體的進水（布水）裝置和排水裝置（水帽），確認(rèn)配水裝置是否均勻、部件是否完好和材料是否得當(dāng)。檢查發(fā)現(xiàn)1、4號混床內(nèi)部分水帽松動，由安裝單位作緊固處理。

2．2 水壓試驗

水壓試驗的壓力一般為工作壓力的1．25倍，超超臨界機組高速混床水壓試驗要求≥4．0 MPa，并至少保持30 min。用凝結(jié)水泵對前置過濾器和混床升壓，進行水壓試驗，最高壓力為4．0 MPa，前置過濾器和高速混床均有漏點，于是聯(lián)系安裝單位消缺。

2．3 聯(lián)鎖保護試驗及問題分析

前置過濾器系統(tǒng)聯(lián)鎖保護：（1）凝結(jié)水溫度＞50℃或壓力＜1．00 MPa或壓力＞3．60 MPa或旁路壓差＞0．35 MPa，并延時2 s，前置過濾器旁路100%開，前置過濾器解列。（2）前置過濾器進出口壓差＞0．25 MPa，延時2 s，前置過濾器旁路開到50%，相應(yīng)前置過濾器解列。

高速混床系統(tǒng)聯(lián)鎖保護：（1）凝結(jié)水溫度＞50℃或壓力＜1．00 MPa或壓力＞3．60 MPa或旁路壓差＞0．35 MPa，并延時2 s，混床旁路100%開，混床解列。（2）樹脂捕捉器進出口壓差＞0．10 MPa，延時2 s，混床旁路開到相應(yīng)開度，相應(yīng)混床解列。

精處理系統(tǒng)聯(lián)鎖保護對精處理系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行起著重要的作用，一定要保證其聯(lián)鎖保護的有效性。另外，筆者認(rèn)為，前置過濾器可以增加流量聯(lián)鎖保護，混床可以增加流量聯(lián)鎖保護和出水水質(zhì)聯(lián)鎖保護。

3 程序調(diào)試

3．1 混床系統(tǒng)樹脂輸送程序

3．1．1 失效樹脂送至分離塔

樹脂在混床內(nèi)失效后，分2步（即氣力輸送和氣／水力輸送）將混床內(nèi)的失效樹脂送至分離塔，壓縮空氣壓力為0．3 MPa，水流量為30 m3／h，輸送時間為24．5 min。氣／水力輸送后，對混床進行排水，保證混床內(nèi)水放凈，再對輸送管道進行雙向沖洗，沖洗水流量為10 m3／h。

3．1．2 貯存罐樹脂送至混床

貯存罐樹脂輸送至混床分3步，即氣力輸送、氣／水力輸送和淋洗輸送。壓縮空氣壓力為0．3 MPa，上部進水流量為30 m3／h，下部進水流量為10 m3／h，輸送時間為21．2 min。輸送完成后，對輸送管道進行雙向沖洗，再對混床注水到排氣管溢出為止。

混床樹脂輸送至貯存罐步序與失效樹脂輸送至分離塔類似，陽罐樹脂輸送至混床步序與貯存罐樹脂輸送至混床亦類似，這里不再一一贅述。

3．2 樹脂分離并輸送至陰陽罐

3．2．1 分離塔失效樹脂的擦洗

首先對分離塔充水，滿水后注入壓縮空氣（0．3 MPa）進行壓力排水，排水至樹脂面150～200 mm處，卸壓。啟動羅茨風(fēng)機進行空氣（0．08 MPa）擦洗，解決樹脂抱球問題，除去部分渣漬。擦洗完成后，反洗進水到頂部視鏡底沿后注入壓縮空氣，同時打開底部排水門，將擦洗后污水排走，排水到樹脂面時，停止排污。重復(fù)擦洗直到出水基本干凈為止。

3．2．2 失效樹脂的分離及送出

失效樹脂采用水力分離，進水由反洗流量調(diào)節(jié)閥和高速沖洗水閥控制。失效樹脂擦洗后，打開反洗流量調(diào)節(jié)閥和高速沖洗水閥進行大流量反洗，總流量為61 m3／h，此流量下陰陽樹脂被升到錐體部分，通過流量調(diào)節(jié)閥逐漸減小反洗流量至陽樹脂臨界沉降速度以下，最后將流量降至陰樹脂臨界沉降速度以下，使陰陽樹脂徹底分層。反洗沉降后，將分離塔中完全分離的陰樹脂從分離塔的側(cè)面輸送到陰罐中，然后輸送陽樹脂至陽罐，其終點由光電開關(guān)控制。

3．3 樹脂再生

陰陽樹脂分離送至陰陽罐后，分別在陰陽罐內(nèi)進行空氣（0．08 MPa）擦洗，擦洗完成后進行水力反洗，然后通壓縮空氣（0．3 MPa）進行氣力沖洗。沖洗完成后分別進酸、堿再生，酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%～4%，堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%～6%。樹脂再生完擦洗至出水完全清澈，漂洗至出水電導(dǎo)率小于10μS／c m，再生結(jié)束。

3．4 陰樹脂至陽罐

陰陽樹脂再生完后，分2步即水／氣輸送和淋洗輸送，將陰罐中的樹脂送至陽罐。輸送時壓縮空氣壓力為0．3 MPa，陰罐上部進水流量為20 m3／h，下部進水流量為10 m3／h。陰罐樹脂送完后，將輸送管道從2個方向沖洗，沖洗水仍注入陽罐。

3．5 樹脂、空氣混合并漂洗備用

陰樹脂送至陽罐后充水，充水后重力排水至陽罐樹脂面上200 mm處，開啟羅茨風(fēng)機通空氣（0．08 MPa）混合10 min，然后邊進氣邊中部排水進行混合，至樹脂基本不再被攪動為止。混合漂洗至電導(dǎo)率小于0．1μS／c m時，備用。若在設(shè)定時間內(nèi)最終漂洗不合格，并經(jīng)人工確認(rèn)為樹脂分層不好或進酸堿再生效果不好所引起，則將混脂從陽罐送回分離塔重新分離再生。

4 精處理系統(tǒng)的投運

機組啟動初期，凝結(jié)水中含有大量的雜質(zhì)、油類等，如含有這些物質(zhì)的凝結(jié)水進入前置過濾器，將會給過濾器內(nèi)的濾元造成不可恢復(fù)的破壞，使得濾元再也無法清洗干凈，故此時的凝結(jié)水經(jīng)過濾器旁路。當(dāng)前置過濾器入口凝結(jié)水濁度及總鐵含量均＜1 000μg／L時，才允許進入過濾器。

按常規(guī)凝結(jié)水混床投運方式，待凝結(jié)水含鐵＜1 000μg／L，機組負荷達10 MW以上時再投運，此時有較多雜質(zhì)帶入鍋爐。為充分發(fā)揮凝結(jié)水精處理系統(tǒng)的作用，鍋爐點火前，就投入了凝結(jié)水精處理系統(tǒng)?？紤]到投運初期精處理系統(tǒng)主要發(fā)揮著除硅、吸附和過濾懸浮細小固體雜質(zhì)顆粒的作用，在整套啟動初期，應(yīng)結(jié)合水質(zhì)實際狀況，在保證蒸汽品質(zhì)合格的前提下將混床出水指標(biāo)適當(dāng)放寬，避免頻繁再生。主要控制指標(biāo)為：Fe≤20μg／L、SC≤0．50μS／c m。當(dāng)水汽逐步正常后，混床各指標(biāo)按正常狀態(tài)進行控制。

5 精處理系統(tǒng)投運后水汽品質(zhì)分析

某電廠4號機組于2012年8月8日點火，點火前投運精處理系統(tǒng)，投運一天內(nèi)凝結(jié)水Fe濃度變化趨勢如圖1所示。

圖1 精處理投運后對凝結(jié)水的影響

由圖1可知，投運后凝結(jié)水Fe含量雖有波動，但下降趨勢明顯。凝結(jié)水經(jīng)前置過濾器后，F(xiàn)e濃度有明顯下降，再經(jīng)混床后，F(xiàn)e濃度降到更低。

表1為168 h試運期間精處理混床出水水質(zhì)。

表1 168 h試運期間精處理混床出水水質(zhì)

由表1可知，精處理系統(tǒng)各混床出水水質(zhì)優(yōu)良，電導(dǎo)率均＜0．20μS／c m，基 本 都 在 0．10μS／c m 以 下；總 鐵 基 本都＜5μg／L；硅均＜10μg／L；鈉均＜3μg／L，基本都保持在1μg／L以下，滿足超超臨界機組水汽品質(zhì)的要求。

表2為168 h試運期間精處理系統(tǒng)除鐵和除硅效率。

表2 168 h試運期間精處理系統(tǒng)除鐵和除硅效率

由表2可知，精處理系統(tǒng)除硅效率在40%～70%，除鐵效率則達到84%～99%，除鐵效率明顯高于除硅效率。精處理系統(tǒng)中設(shè)置有前置過濾器，前置過濾器有很好的除鐵作用，同時混床也能夠除掉一部分鐵，而硅主要依靠混床去除，所以精處理系統(tǒng)的除鐵效率高于除硅效率。

6 調(diào)試及試運期間遇到的問題及解決方法

（1）試運期間，1號、2號前置過濾器曾因閥門內(nèi)漏而無法卸壓，將閥門反復(fù)開關(guān)沖洗幾次后，恢復(fù)正常。可能是啟動初期水質(zhì)較差，有雜質(zhì)卡在了閥門處，導(dǎo)致閥門無法關(guān)嚴(yán)所致。（2）前置過濾器反洗時，水花容易飛濺到地面設(shè)備上。建議對前置過濾器反洗排水管道排水口進行彎管改造，避免反洗時水花飛濺。（3）試運期間，凝結(jié)水總流量曾達到3 200 m3／h，遠遠超過精處理系統(tǒng)最大流量2 280 m3／h，不得不人工開啟旁路。建議增加前置過濾器及混床流量聯(lián)鎖保護。（4）2號混床投運后，出水水質(zhì)較其他混床差，從觀察窗發(fā)現(xiàn)2號混床內(nèi)樹脂出現(xiàn)分層，混床樹脂混合不好導(dǎo)致效果不好。要求將2號混床重新進行二次混脂。（5）凝補水取樣管有異味。經(jīng)分析，給水加氨有一路加在凝補水管道上，而凝補水取樣管正好位于加氨點下側(cè)，加藥管中氨漏入凝補水管中導(dǎo)致凝補水污染。將凝補水加氨手動門關(guān)緊后，恢復(fù)正常。

7 結(jié)語

超超臨界機組是近年來我國火電機組的主要發(fā)展方向。經(jīng)過以上諸多調(diào)試后，運行實踐表明該電廠4號機組凝結(jié)水精處理系統(tǒng)設(shè)計合理，設(shè)備性能優(yōu)良，出水水質(zhì)良好，能夠滿足機組各種運行工況的需求。

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