袁 方

0 引言

隨著電力技術(shù)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(zhì)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(jié)水精處理系統(tǒng)，以除去凝結(jié)水中各種腐蝕產(chǎn)物和微量溶解鹽類，保證給水品質(zhì)符合要求。凝結(jié)水精處理系統(tǒng)的作用有:

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

(2)凝汽器泄漏時，除去因泄露帶入系統(tǒng)的各類雜質(zhì)，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(zhì)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(jié)水進(jìn)行處理，減少水汽系統(tǒng)的清洗時間，進(jìn)而縮短啟動時間。

電廠2 ×1 000 MW機組凝結(jié)水精處理系統(tǒng)為中壓凝結(jié)水系統(tǒng)，每臺機組分別配有2 臺前置過濾器(2 ×50%凝結(jié)水量的折疊式過濾器)和4 臺高速混床 (3 × 33.3% 凝結(jié)水量的高速混床系統(tǒng))。兩臺機組的凝結(jié)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(shù)，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(jié)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(jìn)油，高速混床樹脂已經(jīng)受到嚴(yán)重的油污染。

1 系統(tǒng)進(jìn)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(dǎo)致回油腔室回油不暢，腔室內(nèi)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(jìn)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(tuán)現(xiàn)象嚴(yán)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(dǎo)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(jié)構(gòu)，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(luò)結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)狀的間隙孔是離子交換進(jìn)出的通道，通道內(nèi)有許多交換基團(tuán)即活性基團(tuán)，這些活性基團(tuán)是樹脂進(jìn)行離子交換反應(yīng)的關(guān)鍵，如果這些基團(tuán)被覆蓋，離子交換反應(yīng)就無法進(jìn)行。樹脂中的高分子骨架和油都是疏水性物質(zhì)，疏水性物質(zhì)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(dǎo)致分子鏈緊縮，樹脂顆粒內(nèi)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(fù)蘇機理

樹脂的復(fù)蘇就是要去除堵塞樹脂內(nèi)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(fù)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(dá)到復(fù)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(dá)到油與樹脂解離的目的。在復(fù)蘇過程中，影響復(fù)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(xué)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(fù)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(yán)重，所以首先對高速混床前置過濾器的濾元進(jìn)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(biāo)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(shè)備，用電熱水箱對堿液加熱后對受到污染的樹脂進(jìn)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(nèi)水放凈。

(2)將加熱至40℃濃度為5% ～6%的堿液進(jìn)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(nèi)堿液壓入分離塔。

(4)重復(fù)步驟2、3 直到堿液進(jìn)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(jìn)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(tuán)樹脂分離開來。

(6)浸泡擦洗結(jié)束后再對樹脂進(jìn)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(jìn)行正洗至出水澄清。

(7)若反排水含油量較多，重復(fù) (2) ～(5)步驟，用熱堿液重新浸泡、按照擦洗程序進(jìn)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(jìn)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(jìn)行大劑量再生，酸堿再生用量為正常的兩倍。

5 復(fù)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(dǎo)率等各項指標(biāo)基本恢復(fù)到污染前的水平，水質(zhì)良好。表1 為樹脂復(fù)蘇前后高混運行出水水質(zhì)情況對照表。

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

6 經(jīng)濟(jì)效益

復(fù)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(jìn)口樹脂共3 套(陰陽樹脂各4.2 m3)，約需150 萬元。樹脂復(fù)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(jì)效益。

7 結(jié)論

凝結(jié)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(jìn)行復(fù)蘇處理，處理后混床出水品質(zhì)良好，制水量及樹脂交換容量均達(dá)到污染前的水平，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

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