凝結水精處理樹脂油污染的復蘇處理

袁 方

0 引言

隨著電力技術和電力工業(yè)的不斷發(fā)展，發(fā)電機組不斷向高參數(shù)、大容量方向發(fā)展，因此鍋爐對給水品質的要求也越來越高。為了保證機組安全運行，高參數(shù)、大容量的機組基本采用凝結水精處理系統(tǒng)，以除去凝結水中各種腐蝕產(chǎn)物和微量溶解鹽類，保證給水品質符合要求。凝結水精處理系統(tǒng)的作用有:

(1)機組正常運行時，除去凝結水中的各類微量溶解鹽類，提高凝結水水質，保證優(yōu)良的給水品質和蒸汽質量。

(2)凝汽器泄漏時，除去因泄露帶入系統(tǒng)的各類雜質，為機組按正常程序停機贏得時間。

(3)機組啟動時，除去系統(tǒng)中的銅、鐵腐蝕產(chǎn)物，快速提高給水質量，縮短機組啟動時間。

(4)新系統(tǒng)投入使用或機組大修后，對凝結水進行處理，減少水汽系統(tǒng)的清洗時間，進而縮短啟動時間。

電廠2 ×1 000 MW機組凝結水精處理系統(tǒng)為中壓凝結水系統(tǒng)，每臺機組分別配有2 臺前置過濾器(2 ×50%凝結水量的折疊式過濾器)和4 臺高速混床 (3 × 33.3% 凝結水量的高速混床系統(tǒng))。兩臺機組的凝結水精處理系統(tǒng)共用一套體外再生系統(tǒng)，共用10 套樹脂。再生系統(tǒng)為常壓四塔體外再生系統(tǒng)，采用Fullsep 的高塔法分離技術，有分離塔、陰塔、陽塔以及與之配套的酸堿系統(tǒng)、廢水排放系統(tǒng)等組成。高速混床樹脂選用陶氏樹脂。

機組168 試運期間，運行中發(fā)現(xiàn)1 號機組凝結水中帶油，1 號機組高速混床制水量降低，陰陽樹脂再生反洗時出水中含有較多油污，陰陽樹脂較難分離，表明1 號機組凝汽器系統(tǒng)進油，高速混床樹脂已經(jīng)受到嚴重的油污染。

1 系統(tǒng)進油原因

1 號機組運行中發(fā)現(xiàn)小機油箱油位有下降趨勢，就地檢查發(fā)現(xiàn)給水泵軸承呼吸器氣流聲異常，檢查軸承呼吸器發(fā)現(xiàn)呼吸器堵塞，導致回油腔室回油不暢，腔室內潤滑油通過油檔漏入密封水回水腔室，沿密封水回水途徑漏入凝汽器，進入整個水汽系統(tǒng)。

2 樹脂污染后的癥狀及影響

樹脂被油污染后，主要污染癥狀為:樹脂抱團現(xiàn)象嚴重;樹脂工作交換容量下降，制水周期縮短;由于樹脂表面有油附著，樹脂顆粒的浮力增加，樹脂反洗時損失率增大。樹脂再生后正洗排水電導率高，正洗時間長，正洗水量增加。

凝膠型離子交換樹脂具有均相高分子凝膠結構，在水中會溶脹成凝膠狀，并呈現(xiàn)大分子鏈的間隙孔，可供無機小分子自由地通過離子。這些間隙孔為立體網(wǎng)絡結構，網(wǎng)絡狀的間隙孔是離子交換進出的通道，通道內有許多交換基團即活性基團，這些活性基團是樹脂進行離子交換反應的關鍵，如果這些基團被覆蓋，離子交換反應就無法進行。樹脂中的高分子骨架和油都是疏水性物質，疏水性物質之間有較強的范德華引力，所以油很容易附著在樹脂表面，形成膜狀物。因凝膠型樹脂孔徑小，不利于離子運動，油中數(shù)量龐大的有機物陰離子將會阻塞離子交換的通道，堵塞網(wǎng)孔，并且在再生過程中這些有機物很難被再生出來，所以凝膠型樹脂非常容易受到油類等有機物污染。另外如果樹脂表面被油污染，導致分子鏈緊縮，樹脂顆粒內部空間將被壓縮，無機小分子無法通過，樹脂交換容量大大下降。［1，2］

3 復蘇機理

樹脂的復蘇就是要去除堵塞樹脂內部離子交換通道的油中大量有機物陰離子。由于油中的有機物和樹脂之間的作用力主要是范德華引力，所以復蘇的目的主要就是破壞這種引力，使有機物能從樹脂中擠壓、剝離出來，達到復蘇的目的;或者通過增大有機物的遷出動力和溶解度，使油與樹脂解離;或者改變樹脂的親水性以及有機物吸附的方法來達到油與樹脂解離的目的。在復蘇過程中，影響復蘇效果的主要因素有油的解離程度、油與樹脂的作用力的減弱程度、油從樹脂空隙中及時遷出程度等。

樹脂與有機物的作用力除了靜電作用等物理作用力外，還有各種化學作用力。通過改變pH值，使有機物與樹脂的靜電作用力發(fā)生改變，易于從樹脂骨架上解離出來;表面活性劑等助劑的加入會減弱油與樹脂骨架間的作用力，使有機物更加容易遷移和解析;空氣擦洗、振動等外力作用有助于有機物的解離和脫落。［3～6］

4 復蘇方案的實施

由于凝汽器中漏入汽輪機油，作為高速混床前面的前置過濾器受油污染的程度最為嚴重，所以首先對高速混床前置過濾器的濾元進行更換。再生系統(tǒng)為兩臺機組共用一套再生裝置，為避免兩臺機組的樹脂發(fā)生交叉污染，每套樹脂做好標記，各臺機組的樹脂再生后不要混用，盡量減少2 號機組高速混床樹脂受到油污染的程度。

利用現(xiàn)有的再生設備，用電熱水箱對堿液加熱后對受到污染的樹脂進行浸泡，并充分擦洗。具體步驟如下:

(1)將受到油污染的高混樹脂輸入分離塔后將分離塔內水放凈。

(2)將加熱至40℃濃度為5% ～6%的堿液進滿陰塔。

(3)開啟陰塔出脂門、分離塔出脂門利用壓縮空氣將陰塔內堿液壓入分離塔。

(4)重復步驟2、3 直到堿液進到分離塔樹脂上部200 ～300 cm，浸泡24 h。

(5)浸泡過程中按分離塔擦洗步驟對樹脂進行3 ～4 次擦洗，每次擦洗5 min，利用空氣的剪切力把因油污染而形成的抱團樹脂分離開來。

(6)浸泡擦洗結束后再對樹脂進行反洗，清洗下來的油污自反排排出，待反排出水澄清后再進行正洗至出水澄清。

(7)若反排水含油量較多，重復 (2) ～(5)步驟，用熱堿液重新浸泡、按照擦洗程序進行多次擦洗。

(8)陰、陽樹脂在分離塔中重新分離，若樹脂分層界面不清晰，繼續(xù)用熱堿液進行浸泡、擦洗;若分層界面清晰，則陰陽樹脂分別分離至陰陽塔進行大劑量再生，酸堿再生用量為正常的兩倍。

5 復蘇效果

按照上述方法處理污染樹脂歷時20 天左右，樹脂擦洗出水基本無油，混床周期制水量、出水電導率等各項指標基本恢復到污染前的水平，水質良好。表1 為樹脂復蘇前后高混運行出水水質情況對照表。

表1 樹脂復蘇前后混床出水水質對照Tab．1 Water quality of the mixed bed contrast before and after resin recovery

6 經(jīng)濟效益

復蘇過程共消耗鹽酸5 t，液堿13 t，費用共計1.6 萬元。新購買陶氏進口樹脂共3 套(陰陽樹脂各4.2 m3)，約需150 萬元。樹脂復蘇較更換新樹脂可節(jié)約大量費用，有著非常明顯的經(jīng)濟效益。

7 結論

凝結水精處理系統(tǒng)被油污染，利用精處理再生系統(tǒng)及時采取措施對樹脂進行復蘇處理，處理后混床出水品質良好，制水量及樹脂交換容量均達到污染前的水平，取得了良好的經(jīng)濟效益。

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