分床精處理陽樹脂再生用水量高原因分析與處理

張志國，王濤英

(1.中電投河南電力有限公司技術(shù)信息中心，河南鄭州450001;2.華電電力科學(xué)研究院內(nèi)蒙古分院，內(nèi)蒙古呼和浩特010020)

分床精處理陽樹脂再生用水量高原因分析與處理

張志國1，王濤英2

(1.中電投河南電力有限公司技術(shù)信息中心，河南鄭州450001;2.華電電力科學(xué)研究院內(nèi)蒙古分院，內(nèi)蒙古呼和浩特010020)

針對某廠空冷機(jī)組陽陰分床精處理陽樹脂再生耗用除鹽水量大的問題進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)主要原因是再生擦洗程序設(shè)置不合理、樹脂擦洗水位控制不好、陽樹脂機(jī)械截留導(dǎo)致的污染。進(jìn)行了擦洗程序優(yōu)化，增加了空氣擦洗次數(shù);進(jìn)行了設(shè)備改造，加裝了倒U型排水管。解決了陽樹脂再生耗用除鹽水量大的問題，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。

分床精處理;空氣擦洗;倒U型排水管;再生用水量

0 引言

某電廠三期5、6號機(jī)組為600MW直接空冷機(jī)組，凝結(jié)水精處理系統(tǒng)為中壓系統(tǒng)，對凝結(jié)水進(jìn)行全容量處理。每臺機(jī)組精處理系統(tǒng)由2×50%高速陽床和2×50%高速陰床組成，單臺高速陽、陰床的正常設(shè)計出力為722t/h，最大出力為850t/h。陽床系統(tǒng)單元設(shè)置100%大旁路系統(tǒng)，設(shè)有電動調(diào)節(jié)蝶閥。陰床系統(tǒng)單元設(shè)置100%大旁路系統(tǒng)，設(shè)有電動調(diào)節(jié)蝶閥。每臺機(jī)組的高速陽床和陰床分別設(shè)置1臺再循環(huán)泵，其流量為1臺高速陽床和陰床正常運(yùn)行流量的50%～70%。2臺機(jī)組共用1套體外再生系統(tǒng)，陽、陰床正常運(yùn)行時無備用。高速陽床和高速陰床樹脂輸送系統(tǒng)的設(shè)計能使樹脂全部從床內(nèi)傳至各自再生罐，傳脂率≥99.9%。

冬季來臨，由于供暖供氣的需要，導(dǎo)致全廠補(bǔ)水量增大，水處理車間制水負(fù)擔(dān)加重;加之精處理再生過程產(chǎn)生大量廢水，廢水處理裝置無法及時處理。為了降低除鹽水消耗，針對三期精處理陽樹脂再生耗用水量高的問題進(jìn)行了分析及處理。

1 數(shù)據(jù)分析

一期1、2號機(jī)為600MW濕冷機(jī)組，精處理由2 ×50%前置過濾器和2×50%高速混床組成。取2013年7月一期精處理混床、三期精處理陽樹脂再生記錄進(jìn)行耗用除鹽水水量進(jìn)行匯總分析，得出一期精處理混床單位再生耗用除鹽水量28.3t/萬t，三期精處理陽樹脂單位制水量再生耗用除鹽水量63.2t/萬t。三期精處理陽樹脂再生用水明顯高于一期混床再生用水(見表1)。

表12013 年7月一期混床、三期陽樹脂再生匯總

對三期精處理陽樹脂再生步序分析，在內(nèi)置程序情況下，按照沖洗水泵出口流量進(jìn)行計算，得知樹脂失效輸送及備用樹脂回傳階段耗水量為145t，樹脂清洗階段耗用除鹽水量為1100t，進(jìn)酸再生階段耗用除鹽水量為330t，再生完畢傳至儲存罐備用耗用除鹽水量為30t。

通過上述數(shù)據(jù)可知，樹脂擦洗階段耗用除鹽水量較大，占整個再生過程用水量的68.75%，直接導(dǎo)致分床精處理陽樹脂再生耗用除鹽水量大。

2 原因分析

三期精處理陽陰分床精處理未設(shè)置前置過濾器，樹脂除去除鹽作用之外，在運(yùn)行中截留了很多腐蝕產(chǎn)物。為保證再生效果，在進(jìn)酸前必需把吸附在樹脂上的腐蝕產(chǎn)物通過空氣擦洗工藝擦洗下來。擦洗過程就是反復(fù)從底部通壓縮空氣進(jìn)樹脂再生塔以使失效樹脂間發(fā)生相互磨擦從而使吸附在樹脂上的腐蝕產(chǎn)物脫落下來，然后立即用除鹽水從上到下淋洗，從而使脫落下來的腐蝕產(chǎn)物從底部排走。對陽樹脂擦洗階段耗用除鹽水量大的原因進(jìn)行分析。

2.1 樹脂擦洗水位控制不好

精處理樹脂再生程序中排水均是通過排水時間來控制，由于運(yùn)行時間較長，存在樹脂流失現(xiàn)象，導(dǎo)致每套樹脂量不一樣，在跟蹤再生過程中發(fā)現(xiàn)確實(shí)存在擦洗時水位控制過低或過高的情況，影響擦洗效果。在擦洗過程中都是執(zhí)行自動擦洗程序，由于水位控制不好，確實(shí)存在需要暫停自動程序，手動進(jìn)行水位調(diào)整的情況。

2.2 樹脂存在污染

通過對精處理進(jìn)水取樣分析，凝結(jié)水電導(dǎo)率一般在3～5μS/cm之間，凝結(jié)水Fe含量在10.89～22.07μg/L，鈉含量為0.70～5.20μg/L，符合凝結(jié)水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。由于空冷島面積巨大，存在空氣泄漏可能，導(dǎo)致凝結(jié)水Fe含量偏高于濕冷機(jī)組;陽樹脂擦洗時，初期正洗排水成黑醬油色，說明分床精處理陽床機(jī)械截留作用明顯，陽樹脂有可能被污染?，F(xiàn)場人員對樹脂取樣，進(jìn)行鐵污染性試驗(yàn)，測得樹脂中的鐵含量為0.39mg/g，與表2對比，證明樹脂低度鐵污染。

2.3 再生擦洗程序不合理

樹脂擦洗過程中，再生罐擦洗液位依靠排水時間控制，由于每次再生樹脂的情況不一樣，導(dǎo)致出現(xiàn)時間控制的排水降液位存在不符合要求的現(xiàn)象。再生罐上部排水裝置設(shè)置尼龍濾網(wǎng)防止樹脂反洗跑出，反洗時沒有細(xì)碎樹脂洗出;加上樹脂反洗排水比較干凈，未見污物;在正洗、反洗之前對再生罐均要滿水。故認(rèn)為擦洗樹脂時每個循環(huán)步序中設(shè)置反洗不合理。樹脂擦洗流程:排水→擦洗水位調(diào)整→空氣擦洗→充水→正洗→充水反洗(見圖1)。

表2 樹脂鐵污染程度對比分析

綜上所述，再生擦洗程序設(shè)置不合理、樹脂擦洗水位控制不好、陽樹脂機(jī)械截留導(dǎo)致的污染是造成陽樹脂擦洗耗水量高的主要原因。

3 處理過程

3.1 進(jìn)行再生調(diào)整試驗(yàn)

根據(jù)現(xiàn)場跟蹤、試驗(yàn)，樹脂機(jī)械截留作用明顯，樹脂擦洗階段增加空氣擦洗次數(shù)。程序調(diào)整內(nèi)容為取消循環(huán)步序中的反洗，改為擦洗正洗排水干凈之后，集中進(jìn)行長時間反洗;取消正洗之前的充水步序，擦洗之后直接進(jìn)水淋洗。這樣既增加了樹脂空氣擦洗次數(shù)，對降低再生用水量及去除樹脂截留物非常有用。優(yōu)化后的擦洗步序?yàn)?排水→擦洗水位調(diào)整→空氣擦洗→正洗→充水→反洗(見圖2)。

圖1 樹脂擦洗流程

圖2 優(yōu)化后樹脂擦洗流程

3.2 進(jìn)行再生罐倒U型排水管改造

對陽再生罐進(jìn)行改造，增加倒U型排水管，用于控制再生罐液位。修改再生閥門控制程序，使擦洗水位調(diào)整由原來的正洗排水門改成倒U型排水管控制，消除底排門排水時間長短對再生罐擦洗水位的影響，保證擦洗水位控制在樹脂層以上200～300mm。陽樹脂再生罐加裝倒U型排水管見圖3。

圖3 陽樹脂再生罐加裝倒U型排水管示意

3.3 加裝累計流量表

由熱工人員對沖洗水流量計進(jìn)行了反復(fù)檢查校驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)流量計準(zhǔn)確完好，沖洗水泵出口流量計準(zhǔn)確。并增加沖洗水累計流量，方便進(jìn)行統(tǒng)計與計算，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理。

4 效果分析

2013年11月底上述工作全部完成，對2014年4月的陽樹脂再生情況匯總，見表3。并對近期5個月再生數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，見表4。

表32014 年4月份的陽樹脂再生情況匯總

表4 優(yōu)化后5個月再生數(shù)據(jù)分析

從表4可知，連續(xù)5個月月均單次用除鹽水量分別為584t、604t、605t、629t、700t，與之前的1600t比較，下降幅度明顯。一、二、三、四月份月均單床制水量呈現(xiàn)逐步上升趨勢，制水量得到提高，再生優(yōu)化取得預(yù)期效果。一至四月份制水量萬t再生耗用除鹽水量(t/萬t)分別為25.3、29.12、24.23、22.81、23.80，明顯低于優(yōu)化前數(shù)值63.2，三、四月份下降幅度達(dá)63.9%和62.3%。說明此次優(yōu)化后，節(jié)水效果極其明顯。

5 實(shí)施后效益

在不考慮周期制水量增加導(dǎo)致再生總次數(shù)減少的情況下，三期精處理陽樹脂月均單套再生節(jié)約除鹽水900t，優(yōu)化期間5個月再生30次，完成節(jié)水27000t，按照除鹽水成本價格在15元/t，節(jié)約費(fèi)用40.5萬元;預(yù)計年節(jié)約除鹽水6.5萬t，費(fèi)用近百萬元。另外，較好地解決了空冷機(jī)組單次再生用除鹽水量大的問題，降低了精處理再生除鹽水消耗，實(shí)現(xiàn)了節(jié)水減排，創(chuàng)造了環(huán)保效益。

6 結(jié)語

(1)鑒于空冷機(jī)組的凝結(jié)水鐵含量偏高的特點(diǎn)，單設(shè)分床精處理，陽床不但除鹽，還起到了機(jī)械截留作用。建議直接空冷機(jī)組分床精處理前增設(shè)過濾器降低凝結(jié)水含鐵量，防止樹脂污染。

(2)通過再生程序調(diào)整及加裝倒U型排水管措施，解決了分床精處理陽樹脂再生耗用水量大的問題，并提高了高速陽床的周期制水量。同時證明樹脂擦洗過程中增加空氣擦洗次數(shù)可以對低程度鐵污染的樹脂實(shí)現(xiàn)復(fù)蘇，提高周期制水量。

［1］郝樹宏，尚玉珍.精處理樹脂鐵污染復(fù)蘇處理探討［J］.山西電力，2007(3):23－24.

［2］李志成，王應(yīng)高.分床精處理系統(tǒng)在直接空冷機(jī)組中的應(yīng)用［J］.熱力發(fā)電，2008，37(5):74－76.

［3］郭包生，張志國，王濤英.600MW直接空冷機(jī)組凝結(jié)水溫度變化與水質(zhì)關(guān)系分析［J］.華北電力技術(shù)，2007(10):1－3

［4］郭包生，羅獎合，李井泉，等.分床精處理應(yīng)用于600MW直接空冷機(jī)組的汽水品質(zhì)特點(diǎn)［C］.電廠化學(xué)2007學(xué)術(shù)年會暨中國電廠化學(xué)網(wǎng)2007高峰論壇，2007.

Analysis and treatment on cation resin regenerated water of cation－anion separated bed polishing

The reason that the seperated beds in an air cooling power plant consume too much of demineralized water in regeneration is analyzed.It is found that the regeneration scrub program set unreasonable，scrub resin level control is not good，positive resin mechanical entrapment pollution caused due to high water consumption cation resin mainly scrub and scrub procedures were optimized and equipment modification，cation exchange resin regeneration solution to the problem of large consumption of brine in addition，produce economic and environmental benefits.

cation－anion separated bed polishing;air scrubbing;inverted U－shaped drain;regenerated water

X703.1

B

1674－8069(2016)04－045－03

2016-01-20;

2016-02-21

張志國(1982-)，男，山東人，工程師，主要從事火電廠化學(xué)技術(shù)管理工作。E－mail:zzg6565686@sina.com