摘要: 中宁发电有限责任公司的凝结水精处理系统设备采用的是独特的双速水帽布水
器、锥体分离再生和混床气水卸树脂的设备, 这种设备既减少树脂交叉污染, 又保证了将
99.9%左右的树脂卸到再生分离罐中。在输送阳树脂过程中, 采用“电导率差”和“光电色差”
同时检测。检测阳树脂输送终点信号, 达到了行之有效的阴、阳树脂监控的目的。
关键词: 凝结水精处理; 锥体分离法; 气水卸树脂; 电导率差
The tr ait of the coagulating water extr active tr eatment system in Zhongning
Gener ation Co., Ltd.
XU Ling
(Ningxia Electric Scientific Technology&TrainingEngineering Institute, Yinchuan 750002, China)
Abstr act: The condensate water extract treatment systemin Zhongning Generation Co., Ltd. use
the equipment with the double - speed- water - cap distributor and the cone separating regeneration
andmixed- bed steamdischarging resin, such equipment can reduce resin cross pollution, and assure
99.9% resin discharging into regenerating and separating pot, use both electric conductivity
difference and photoelectric color difference detectingmethod, detecting positive resin transmitting
signal, reach the aimofmonitoringnegative and positive resin.
Key words: coagulating water extractive treatment system; cone separating method; steam
dischargingresin; electric conductivitydifference
1 概述
正在建设的中宁发电有限责任公司的工程是2×330MW国产燃煤机组, 采用凝结水精处理系统是我国目前比较先进的设备, 它的运行设计压力设计值为3.50MPa; 再生运行系统设计值0.59MPa。凝结水精处理系统按氢周期运行。两台机组共用一套再生装置, 再生系统采用锥体分离技术进行阴阳树脂分离, 树脂界面检测装置采用光电比色差和电导率差检测两种方法, 在阴树脂再生完成后, 可以进行二次分离。以确保阴阳树脂彻底分离。
凝结水精处理混床每台机组由2×50%高速混床组成2 台运行, 不设备用。当1 台混床出水不合格时, 将旁路门开启50%的流量, 失效混床解列,并将失效树脂输送至再生系统进行再生, 然后将再生好的备用树脂输送至混床, 并进行再循环运行直至出水合格后并入系统。混床系统没有旁路门, 当凝结水温度超过50℃或系统压差大0.35MPa 时自动打开, 并关闭凝结水精处理系统进出水母管阀门。旁路阀设有手动检修旁流阀。
笔者参与了中宁发电有限责任公司运行人员培训教材的编写, 对凝结水精处理设备进行了研究和比较, 认为中宁发电有限责任公司凝结水精处理有以下几个优点。
2 独特的双速水帽布水器
双速水帽布水器布置在混床多孔板上, 是一种双流量控制布水器。每台混床的制水流量为380m3/h~456m3/h, 而一般水力卸树脂的水流量仅为15m3/h~18 m3/h。显然, 通过常规的流通面积不变的水帽来同时分配这两种流量, 不能保证混床布水的均匀性。中宁发电有限责任公司采用美国USFilter 技术生产的双速水帽, 可以不同程度上解决这个问题。当混床正常制水时, 水帽中的活塞下降, 内部通孔开通, 水流从大流通截面排走; 当卸树脂时水流从混床底部进入, 将水帽中的活塞托起, 把通孔堵住, 迫使水流从水帽底部唯一的少量缝隙排水, 造成变截面效应, 因而保证了水帽可以在两种不同的流量下面布水均匀。活塞上升时, 水流式气流可以紧贴孔板喷出, 将混床多孔板上的残留树脂全部托起, 保证了卸树脂的彻底。
3 高效率的锥体分离再生
解决深层混床的交叉污染, 是影响出水水质的重要因素, 如何减少交叉污染是目前新建电厂所考虑的重要问题, 常用的减少交叉污染的方法国内主要有高塔分离法、中间抽出法( T 塔系统) 、三层床法和锥体分离法。锥体分离法有时也叫“流态化分离”法。系统一般由三个再生罐构成; 一个是阴树脂再生罐, 一个是阳再生兼树脂储存罐, 一
个是混脂隔离罐( 如图1 所示) 。
失效树脂从混床送至分离塔, 反洗后将分离塔下部的阳树脂送至阳再生塔, 由于采用了锥体, 树脂在下降过程中设备截面逐渐减少, 直至直径为80mm排脂管这么小的截面, 所以混脂量很少。有些资料指出, 此种分离塔输送树脂的管道上, 装有电导和光学检测装置, 利用此装置监督树脂的输送。
此系统的优点在于: 第一, 在反洗分层时, 由于底部是锥形, 无形中此部分增大了反洗流速, 有利于阳树脂层的充分膨胀。膨胀的阳树脂层使其颗粒之间的通道加大, 有利于夹杂在其中的阳树脂反洗出来, 提高反洗分层效率; 第二, 在卸阳树脂的过程中, 阴阳树脂界面的直径随卸阳树脂的过程而逐渐变小, 最后小到只有卸阳树脂管道直径那么大小, 使阴阳树脂界面变得最小, 因而也使阴阳混合树脂量最小, 所以此系统混脂隔离罐很小, 说明锥体分离技术具有很高的阴阳树脂分离效率。分离效率阳中阴小于0.4%, 阴中阳小于0.1%。第三, 阴阳两种树脂比例变化都无需改变再生装置的结构。第四, 分离效果较好, 因而不必使用价格较贵的超凝胶型均粒树脂, 而采用普通的
大孔树脂即可。
4 节能、高效的混床气水卸树脂
高速混床在失效后, 树脂处于压实状态。此时需要从混床底部引一股水流, 松动树脂, 并把树脂先用水力卸到体外再生系统的树脂分离罐中。此步输送直到多孔板上绝大部分树脂卸掉为止。此时, 在混床多孔板上仍残留有少量的失效树脂未送走。对于氨型混床来说, 必须保证所有混床内的失效树脂100%地送出去, 以保证树脂得到彻底的再生, 否则将难以实现混床的氨型运行。如果只采用水力方法, 上下反复交叉地用水力把多孔板上的残留树脂卸走, 这种方法不仅耗费水源, 而且不能保证混床多孔板上的残留树脂完全送走; 残留在多孔板上的树脂有时厚达20mm 左右未送走。而使用气水输送法, 可以保证将把99.9%左右的树
脂卸到再生分离罐中。
控制步骤是从混床底部引一股水流, 将大部分失效树脂用水力卸出去, 接着混床放水至多孔板上200mm~300mm 的水位, 然后从混床底部进0.3MPa~0.4MPa 的压缩空气, 使残留在多孔板上的树脂和压缩空气、水一起处于翻腾状态, 这时, 混床排气门不打开, 而接受树脂的分离罐的排气门开, 这样一来, 卸树脂的背压处于常压, 而混床内部处于压力状态, 多孔板上的水和树脂的混合仍自然流入树脂分离罐, 直到混床多孔板上的水和树脂全部排完为止。然后, 混床充满水, 用水力冲洗树脂输送到管道内, 这样残留树脂可小于0.01%。
5 灵敏、快速的界面
树脂检测方法在输送阳树脂时, 需要检测阳树脂输送终点信号。在测定终点时, 采用“电导率差”和“光电色差”同时检测。
“电导率差”的原理是: 在阴罐卸树脂管道的出口处和阳罐的树脂管道进口处分别安装有电导率探头, 当管道中全部是阳树脂时, 这两个探头测出的电导率值一样, 并没有差别。随着阴、阳树脂界面
抽出, 位于阴罐卸树脂出口的电导率探头最先接触到阴树脂, 而位于阳罐入口的电导率探头接触到的仍然是阳树脂, 因为树脂输送水用的是除盐水, 阴、阳树脂的水溶液分别显示酸性和碱性, 故产生了电导率差。根据此差值, 即可取出信号控制输送阀门关闭。这种检测方式和目前使用的在输送水中家CO2 气体气源, 以增加阴、阳树脂导电度差的检测
方式的最大区别在于, 不需要人工平繁地检查CO2气源压力和流量, 容易实现自动控制。
“光电色差”的原理是: 在输送管的中部安装有光电转换装置, 利用阴、阳树脂色差不同来检测阳树脂输送终点, 这个方法也是非常有效的。特别是机组刚安装完毕, 此时没有除盐水作树脂输送水, 电导差表暂时无法投入, 光电计即可派上用处。在程序控制中, 将电导率差和光电信号都送入计算机, 谁的信号先进入计算机, 就以其信号为准控制输送阀门关闭。
再生效率与混床阴、阳树脂量的变化无关; 这一点, 在凝结水精处理上有很强的使用价值。因为每台混床在首次装填树脂时, 不能保证每台混床装填的阴、阳树脂比例一样, 这样一来, 每次再生时,阴、阳树脂界面位置可能不同, 如果按老的再生技术, 卸树脂口在在分离罐侧面是固定的, 就会造成阳树脂中夹带阴树脂, 或者阴树脂中夹阳树脂, 影响再生效率, 而采用锥体分离利用电导差或光电计直接检测阴、阳界面, 消除了上述的缺点。