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粉末树脂过滤器在凝结水精处理系统中的应用
更新时间:2016-09-30 来源:《给水排水》 作者:李长海,党小建,裴胜,郭云飞,张维贤

摘要:针对空冷机组凝结水水质特点,分析了粉末树脂覆盖过滤器应用的原因,介绍了粉末树脂覆盖过滤器在某直接空冷机组凝结水精处理系统中的应用,详细讨论了粉末树脂覆盖过滤器的结构、工艺特点、系统运行方式、控制参数、注意事项及存在的问题,并提出了改进意见。

1 空冷机组凝结水特点

目前国内直接空冷机组中凝结水精处理系统主要采用分床式除盐系统和粉末树脂覆盖过滤器系统两种传统模式,粉末树脂覆盖过滤器由于设备简单、适应温度高、运行灵活及无酸碱排放等特点在直接空冷机组中多有应用。

直接空冷机组凝结水水质有如下特点:

(1)凝结水温度高。直接空冷机组年平均背压高于湿冷系统,其凝结水温度比湿冷机组要高,且随着环境温度变化波动较大。一般直接空冷机组凝结水温度可达60~70℃,若采用分床式系统,阴树脂长期在高温凝结水下运行易发生化学降解,交换容量降低,影响凝结水水质。而粉末树脂覆盖过滤器的树脂粉其耐受的温度范围比一般树脂大的多,且树脂粉一般使用一次就废弃,即使发生降解也不会对凝结水水质造成太大影响。

(2)腐蚀产物多。由于空冷机组空冷器在高真空条件下运行,金属换热面积大,空冷器中容易漏入空气,导致铁的腐蚀产物较多,特别对于基建机组在整套启动阶段,凝结水中含铁量比运行时要大的多,相对于凝结水精处理分床系统,粉末树脂覆盖过滤器的过滤除铁效果较为明显,且粉末树脂失效后一般都直接爆膜排掉,避免了精处理分床系统在整套启动阶段投运后树脂污染或者长时间擦洗去除树脂表面的污物影响了再生时间[1]。

(3)含盐量低且稳定。由于采用空气冷却,空冷机组不存在常规湿冷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湿冷机组,数值大小仅决定于蒸汽品质及系统腐蚀产物,在机组正常运行情况下,用来处理直接空冷机组的低含盐量凝结水能够满足运行要求。

2 粉末树脂覆盖过滤器的应用实例

某5×330MW 亚临界直接空冷发电机组,每台机组凝结水精处理系统设置为1套可处理2×100%凝结水量的粉末树脂覆盖过滤器系统,并设置100%的旁路,2台粉末树脂覆盖过滤器互为备用,也可同时运行,单台粉末树脂覆盖过滤器出力890m3/h。每台机组精处理系统配备1套铺膜、爆膜、废水收集排放及压缩空气系统。粉末树脂覆盖过滤器运行分为铺膜、保持、投运和爆膜4个步骤,其工艺流程如图1所示。

2.1 粉末树脂覆盖过滤器结构特点

粉末树脂覆盖过滤器的结构见图2,水从粉末树脂覆盖过滤器底部的进水总管进入,通过拱形布水板及上端挡板和布水管均匀地由外向内通过粉末树脂覆盖过滤器滤元,最后由滤元底端进入粉末树脂覆盖过滤器底部的集水室,然后由底部出水总管流出。每台粉末树脂覆盖过滤器内部装有370根聚丙烯不锈钢滤元,每根滤元长度为1 788mm,滤元设计最大流量为10m3/(m2·h),过滤精度为5μm。

2.2 粉末树脂覆盖过滤器的工艺特点

2.2.1 铺膜

铺膜即将粉末状阴、阳离子交换树脂及纤维粉覆盖在滤元上形成滤膜的过程。铺膜单元由两箱(铺膜箱、铺膜辅助箱)两泵(铺膜注射泵、铺膜泵)及相关管路组成。铺膜箱中先注入足量的水,人工向铺膜箱中投入60kg纤维粉、20kg阴树脂和20kg阳树脂混合均匀,通过铺膜注射泵将该浆料送至铺膜泵出口,铺膜泵利用除盐水将浆料带入粉末树脂覆盖过滤器中,纤维粉和树脂通过架桥与吸附作用覆盖在滤元表面,除盐水透过滤元汇集后经出水管回到铺膜辅助箱,如此循环直至铺膜箱内浆料全部打完滤元外表面形成一层致密的滤膜[2]。

整套启动阶段以除铁为主纤维粉和树脂的添加比例为3∶2,正常运行阶段纤维粉与树脂添加比例为1∶1,纤维粉为FC+ 型,型号为FP、阴树脂为OH- 型,型号为PS1、阳树脂为NH+ 型,型号为PS2,纤维粉和阴阳树脂均为PEPSO COMPANY生产。铺膜过程中保证粉末树脂覆盖过滤器上下部滤膜均匀一致非常重要,滤膜薄的地方最先被穿透,滤膜越不均匀,粉末树脂覆盖过滤器运行周期越短[3]。

为了保证铺膜质量,要控制铺膜泵和注射泵流量比,在铺膜的过程铺膜泵流量控制为300m3/h,注射泵流量为6m3/h,因为树脂粉的浓度低,而水流的流量大,树脂粉进入粉末树脂覆盖过滤器后能均匀分布于粉末树脂覆盖过滤器内各处;延长铺膜时间,铺膜过程分为2次,即第一次添加30kg纤维粉、10kg阳树脂和10kg阴树脂,第一箱浆料打完后,铺膜泵和粉末树脂覆盖过滤器之间保持循环,继续人工添加剩下纤维粉和阴阳树脂至铺膜箱,然后将第二箱浆料打至粉末树脂覆盖过滤器中,铺膜箱低液位后注入除盐水此时铺膜继续进行,直至铺膜箱清澈。铺膜时间为70min,铺膜完成后观察粉末树脂覆盖过滤器上下部滤膜厚度基本均匀一致。铺膜过程中,铺膜箱到低液位时,铺膜箱里面容易形成漩涡,通过注射泵携带空气进入粉末树脂覆盖过滤器中,造成铺膜不均匀,通过脉冲少量进水,漩涡得到消除。

版权、出处:《给水排水》

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