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粉末树脂覆盖过滤器在空冷机组的应用

                           粉末树脂覆盖过滤器在空冷机组的应用
                                                于宽江 邵士存
                          (陕西德源府谷能源有限公司719407)
    【摘要】文章通过陕西府谷电厂一期2×600MW 直接空冷机组的实例分析了空冷机组的水质特点,阐述粉末树脂覆盖过滤器的发展,并对粉末树脂过滤技术在空冷机组中的应用进行了详细分析,提出了技术改进办法。
    【关键词】粉末树脂覆盖过滤器;空冷机组;凝结水
    引言
    粉末树脂覆盖过滤器的前身是纤维素覆盖过滤器,它利用离子交换树脂粉代替纤维素纸粉作为过滤材料,因此粉末树脂覆盖过滤器可同时起到过滤和除盐的作用。该过滤器很早就在国外获得了应用,但因其低除盐效率和高运行成本等问题在国内一直无法获得推广。近几年来,随着大型直接空冷机组在我国北方地区大规模发展,粉末树脂覆盖过滤器开始逐步获得应用。下文结合陕西府谷电厂一期2×600MW 直接空冷机组的工程实例介绍。
    1. 粉末树脂覆盖过滤器的发展
    粉末树脂覆盖过滤器在20 世纪60 年代就开始在美国应用,在1966~1969 年,美国建设的65 台超临界压力和亚临界压力直流炉机组中,有12 台采用的是粉末树脂覆盖过滤器+ 混床系统,有18台采用的是粉末树脂覆盖过滤器。美国的Filterite PowderGeneration(FPG) 公司90 年代初就开始设计和总包粉末树脂覆盖过滤器系统,并且取得了骄人的业绩。但是粉末树脂覆盖过滤器在中国一直没有大规模地应用,究其原因,有以下几点:一粉末树脂覆盖过滤器参加交换的树脂量远远少于高速混床,其除盐能力不如高速混床和阴阳分床,一旦水冷机组出现凝汽器泄露,该过滤器的缓冲效果非常有限;二是树脂粉为一次性用品,失效之后不回收直接抛弃,而目前树脂粉大都从国外进口,其价格昂贵,与高速混床相比,运行费用较高;三是担心剥落的树脂粉可能会随凝结水进入系统,对机组造成不良影响。因此对于水冷机组,优先选择高速混床作为精处理系统。但是最近几年随着300 MW 和600 MW 等大型直接空冷机组在北方富煤缺水地区纷纷上马,粉末树脂覆盖过滤器进入了高速发展期。
    2. 空冷机组凝结水水质特点
    2.1 凝结水含盐量低且稳定。
    由于采用空气冷却,不存在常规水冷式机组凝汽器泄漏,污染凝结水的问题。因此,其凝结水含盐量明显低于常规水冷机组,数值大小仅决定于蒸汽品质、系统腐蚀产物及补给水的质量。
    2.2 凝结水温度高。由于空冷机组的背压比水冷机组高,所以空冷机组凝结水温度比水冷机组要高, 一般凝结水温度可达60℃~70℃,比环境温度高出30℃~40℃。
    2.3 凝结水溶氧较大。空冷机动车组由于冷却面积和系统庞大,且在高真空条件下工作,因此漏入空气的机会增多,造成凝结水溶氧较大,同时也导致氧腐蚀加剧。
    2.4 铁含量高。空冷系统的氧腐蚀造成Fe 含量大: CO2 的溶入形式的酸性腐蚀也会造成系统中的Fe 含量增大; 因为其系统庞大,没有良好的停机保护,而且不易冲洗等特点均会使凝结水中金属腐蚀产物增多(特别是试运期间)。
    3. 粉末树脂覆盖过滤器的应用
    陕西府谷电厂一期2×600MW 直接空冷机组每台机组配有一套凝结水精处理系统,具有处理100%凝结水流量的能力,有最大凝结水流量100%旁路管,当进出水母管两端差压、凝结水进水温度超过设定值,出水电导率和SiO2 高值报警时,旁路阀自动打开。粉末树脂覆盖过滤器为每台机组设三台,二台运行,一台备用。粉末树脂覆盖过滤器运行分铺膜、保持、投运和爆膜四个步骤,其工艺流程如图1 所示。

    当某一台过滤器出口压差升高到设定值,并延时一小时,该过滤器即到失效状态。失效过滤器自动退出运行,人工进入爆膜、清洗、铺膜程序。由于各种原因,滤元上的膜层会少许脱落而出现导电度或SiO2 升高,PLC 工控报警。操作人员在观察到而设备压差尚未达到设定值时,即可人工启动进入爆膜、铺膜单元。由于粉末树脂覆盖过滤器的滤元表面被树脂粉压实,为保证爆膜彻底,其与管式微孔过滤器的气反洗相比,对爆膜条件的要求要高得多。第一,爆膜时压缩空气压力有严格的上下限限制,过低爆膜不彻底,过高会损坏滤元;第二,爆膜的进气时间很短,该机组每次进气时间只有3 s,而管式微孔过滤器的进气时间可以长达20 s;第三,爆膜时对液位的要求比管式微孔过滤器要严格。
    4. 技术改进方法
    随着全球温度的日益升高,我厂的环境温度由最初设计时的温度30℃,升到了现在夏季最高温度34-36℃,空冷岛最高温度高达40℃,且空冷岛背压在20kPa 左右。实际运行过程中,凝水温度偏高,尤其是在夏天,凝水温度有时高达75℃。
    在精处理运行过程中,发现同时进行爆膜、铺膜,#1 机组和#2机组过滤器运行周期相差很多。我厂凝结水温度较高,如按正常运行温度控制,过滤器基本处于超温解列状态,无法对凝结水进行处理,故我厂超温解列定值为70℃,未超过树脂运行的最高温度,树脂分解造成水质波动的原因可以消除。经过多方研究讨论得知,我厂#2 机组空冷岛存在较多漏点,因空冷岛内部呈负压,造成外界空气向凝水系统泄露,空气中的CO2 溶解产生阴离子,增加了阴离子树脂粉的交换压力,同时在温度较高的情况下,树脂粉的交换容量会相应下降,同时,我厂处于西北地区,空气干燥,多风沙,这就势必造成部分灰尘随着空气的进入而带入整个系统,增加了过滤器的运行压力,造成了运行周期缩短。根据以上分析,我们对#2 机空冷岛系统进行了检漏排查,并对能进行处理的漏点进行了堵漏,经过一段时间的运行,#2 过滤器的运行周期由7 天增加至12 天,相应减少了爆膜铺膜次数,降低了机组运行的成本。
    结论
    陕西府谷电厂一期2×600MW 直接空冷机组运行,要注意疏水在回收时,严格控制其水质,控制树脂粉运行温度,对空冷岛漏点严格控制。粉末树脂覆盖过滤器的一些问题,如均匀铺膜,滤膜保持及加厚,洗硅运行,废水处理等正在逐步进行改进,这些问题将会不断完善,从而使空冷机组的凝结水精处理获得更高的发展。
参考文献:
[1]张爱敏.电厂化学设备运行[M].北京:中国电力出版社,2005.
[2]高惠华.粉末树脂过滤器在凝结水精处理系统中的应用.湖北电力[J]. 2003 (6): 30-34


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