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粉末树脂覆盖过滤器铺膜过程中存在问题解析

                  粉末树脂覆盖过滤器铺膜过程中存在问题解析
                                张亮1 胡自书1 骆小军2
    1、国网新疆电科院(乌鲁木齐830011) 2、大唐呼图壁能源开发有限公司水力发电厂(呼图壁831200)
    摘要:粉末树脂覆盖过滤器是近年来常见的一种凝结水精处理设备,它具有离子交换速度快,投资少等优点,但是铺膜过程中存在的一些问题导致的设备损害、资源浪费及环境污染等现象较为严重,本文就这一问题进行了分析。
    关键词:粉末树脂覆盖过滤器铺膜
    1· 粉末树脂覆盖过滤器的工艺流程及组成
    粉末树脂覆盖过滤器是近些年比较常见的一种凝结水精处理设备,它使用一种极其微小颗粒尺寸(60-100 目)的离子交换树脂粉预涂在管式过滤器的滤元外表面,进行除盐与过滤,其具有离子交换层薄,粉末树脂比表面极大,离子交换速度快,交换容量利用率高,具有一定的除盐能力,耐高温、占地小,投资少等优点,但是该设备除盐能力有限,粉末树脂失效后无法再生和重复使用,增加了运行费用。
    树脂粉是树脂粉制造厂用高纯度和高剂量的再生剂进行完全转型的。使用时,阴阳树脂粉按一定的比例混合,然后再覆盖到滤元上。出厂时阳树脂粉为H+ 型或NH4+ 型,阴树脂粉为OH- 型,也有事先把阴阳树脂粉按一定比例混合好供货的,这样使用起来比较方便。为了使覆盖层有较强的牢度,可以往树脂粉中加一些特制的纤维粉,特别是在新机组启动阶段主要是过滤铁悬浮物,因此加些纤维粉可以减少树脂粉的消耗量,又可以达到除铁的目的。
    粉末树脂覆盖过滤器由铺膜单元,爆膜、反洗单元,废料收集单元等组成。运行时凝结水从过滤器底部进入,一部分进水沿孔板进入,另一部分通过安装在过滤器中间的导流管从上部折向滤元,实际上是双向布水。然后进水通过预涂在滤元上的树脂层进行离子交换和过滤,过滤后的水进入滤元中心,由滤元中心管从孔板下部引出,再汇集从过滤器下部出水。树脂失效后,凝结水从旁路通过,失效的树脂粉通过反洗爆膜,重新铺膜后,再次投入运行。该系统工艺流程为:

    2· 铺膜的过程
    1)铺膜一般由配置浆液、铺膜预循环、铺膜、残留树脂二次铺膜、铺膜循环保持及过滤器备用等步序组成。铺膜前需要先进行爆膜,爆膜主要是将滤元上失效的树脂、吸附的悬浮物,从滤元上清除出去。爆膜是卸压后,使过滤器水位降到适当位置,开反洗泵进行水力反洗,从滤芯内向外反洗,在此期间脉冲进压缩空气几次,然后过滤器放水至滤元根部。此部分爆膜的目的是作为初步爆膜,把大量失效树脂粉反冲下来并排放掉。第二步爆膜程序的目的是清除可能在滤元上的残留树脂粉,特别是滤元的顶端。如下图所示:
          
    继续进反洗水,同时关过滤器排污门,这样,水位从滤元根部开始上升,当上升至滤元长度的1/3 处时脉冲进气数秒钟,大部份压缩空气从1/3 水位上部出去,相当于对滤元上部分进行压缩空气反洗。继续进水至滤元长度2/3 位置,再脉冲进气数秒钟,继续进水至滤元上部水位,再脉冲进气数秒钟,此时因为水位较高,有水静压作用,压缩空气从水位下喷出的速度要小于暴露在水位以上压缩空气喷出的速度,相当于对滤元顶部加强了反洗强度,使可能残留的树脂粉剥落下来。过滤器排污门打开,同时继续进反洗水,直到排水清澈为止,并使过滤器充满水。此时,爆膜程序完成。
    2)铺膜前应先配制浆液,即粉末树脂按一定的比例在除盐水中混合均匀,经高速搅拌后充分溶胀。一般应在铺膜前30 分钟配制树脂浆液,以防止树脂粉长期暴露在空气中而损失交换容量。此时铺膜箱和辅助箱必须清洁,无污物、无锈水,把以前残留的水放掉,然后放入除盐水,启动搅拌器一直到铺膜结束。当水放满一次用量后,关闭进水。然后加入规定重量和配比的阳、阴树脂粉或者一些纤维粉,同时开启铺膜注射泵自循环门进行树脂浆液的自循环,以使树脂粉和水充分混合。充分混合10 分钟后,溶液内会形成尺寸近似于4.6-6.4mm 的明显团块。配置的树脂浆是否可以正常进行预涂,还须进行以下测试:从铺膜箱中取一升树脂浆样品放入一升量筒内,放置10 分钟使树脂粉沉淀,使上层呈清液,清楚程度足以读出透过量筒的刻度数,并比较树脂的体积与总的样品体积V1/V,V1/V 范围在40-70%内是可行的(如一升中有600ml 树脂即为60%)。如果上层液体浑浊,说明阴树脂或阳树脂粉的配比量有问题,应调整加入阳粉或阴粉的比例。最佳比值为55%。
    3)铺膜开始时,先将铺膜泵开启,将过滤器与铺膜辅助箱建立循环,待循环稳定后,开启铺膜注射泵,将粉末树脂浆料注入系统内铺膜,当铺膜箱内树脂浆液位接近低位时,应把铺膜箱补水门打开进行补水,继续通过铺膜注射泵注入残留树脂浆,直到铺膜箱内的残留水清澈为止。铺膜结束应先关注射泵,但铺膜泵仍然开着,然后开保持泵,使过滤器滤膜不至于脱落下来,确认保持泵已经稳定运行后,再关闭铺膜泵。保持泵流量一般为设备正常出力的7%-10%。
    3 ·铺膜过程中存在的问题
    1)在铺膜循环过程中,应仔细观察辅助箱进水有无粉末树脂漏过,若有,应先确认树脂浆搅拌后是否按上述要求进行了试验并使之合格,若确认树脂浆没有问题,则说明过滤器内滤元破裂或滤元没有安装好,应全部拆卸过滤器滤元100%检查漏点,并重新仔细安装并保证安装质量。过滤器出厂时滤元是不安装的,主要是防止在运输过程中滤元弯曲变形,全部在现场安装。滤元具体安装步序如下:
    (1)把过滤器中心的导流管卸下并用起吊葫芦吊起。
    (2)进入过滤器检查过滤器内部防腐层是否完好。
    (3)检查滤元是否笔直,绕线有无松动与脱落,滤元两头螺母是否并紧等情况。
    (4)安装人员应先在连接螺纹上缠绕生料密封带,必要时还应涂以液体密封胶在螺纹上,并戴清洁手套,手抓滤元表面顺时针旋入管接,直至拧紧,一行行从外到内安装。
    (5)然后安装滤元顶部压板。不能过分扳动滤元,避免滤元根部松动。
    (6)最后用起吊葫芦把导流管安装并固定好,合上人孔盖。
    (7)见下图所示安装顺序。

    2)在机组首次启动阶段,系统水质往往较差,这时候投运过滤器,容易对滤元造成污染,滤元一旦被污染,再次铺膜时,被污染的部位,树脂粉不容易吸附在滤元上。因此,我们需要通过增加爆膜次数,铺膜后确认铺膜效果在投运,缩短过滤器运行时间等方法来保护滤元。有的厂准备了两套滤元,一套启动滤元,一套正常运行滤元,这样对后期的铺膜是比较有利的,有的厂只有一套滤元,这就需要对滤元进行有效的保护,防止因滤元污染造成的铺膜效果差,同时,也能有效的减少滤元的更换及清洗。
    3)铺膜一般采取程控控制,即按先前设定的步序,一步步的完成整个铺膜过程。程控极大地方便了运行人员,减少了他们的工作量,但是程控不是万能的,还是需要运行人员在铺膜过程中仔细的检查。例如某电厂,粉末树脂覆盖过滤器投运已经有一段时间,有一天铺膜完成后发现,过滤器内只剩半罐水,上部的滤元没有铺到膜,检查发现,过滤器爆膜后罐体内的水是满的,整个程控步序也是正常的,相关水泵也没有出现异常。后来发现,原来是铺膜箱的液位计,由于长时间的使用,发生了堵塞,低液位信号一直没有发出,导致铺膜箱的水被完全用尽,空气也进入了过滤器内,导致过滤器内的水位下降,上层树脂粉脱落,后来将液位计疏通之后,铺膜步序顺利完成,铺膜效果良好。因此在铺膜前,一定要仔细检查相关的设备,铺膜过程中一定要认真观察具体过程,铺膜后,一定要检查铺膜效果,切不可一切依赖程控。
    4)铺膜前配制浆液时,铺膜箱液位达到高液位时,才可以向箱内投加树脂粉,不能因为赶时间,在低液位时就开始投加树脂粉。某电厂,运行人员为了节省时间,在铺膜箱低液位时就开始投加树脂粉,导致大量树脂粉沉降至铺膜箱底部,这时候铺膜启动了注射泵,一会注射泵就停止了工作,铺膜被迫停止,铺膜箱内的树脂被迫放至废水池,注射泵停电拆卸下来后发现,注射泵已经被树脂粉堵塞,进行疏通后,注射泵恢复正常,铺膜工作重新进行。因为这样,极大地耽误了时间,同时也极大地浪费了树脂粉及纤维粉,对设备也形成了损伤,因此,一定要按着规程,一步一步进行。
    4 ·结论
    粉末树脂覆盖过滤器具有很多优点,但是它的树脂不能重复使用,运行费用较高,因铺膜过程中各种问题导致的资源浪费,设备损伤,环境污染等问题十分严重,所以我们应该认真做好铺膜前的准备工作,按照规程,一步一步的运行程序,仔细检查铺膜过程中的细节问题,铺膜后,确认效果后,才可以投运。
参考文献
[1]徐德胜等,粉末树脂覆盖过滤器在直接空冷机组精处理系统中的应用,电力设备,2006.06
[2]王健等,空冷机组中粉末树脂覆盖过滤器的设计与调试,电力建设,2006.03
[3]李培元等,火力发电厂水处理及水质控制,中国电力出版社,2012.09


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