中压凝结水精处理混床树脂配比优化的研究与应用

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1、中压凝结水精处理混床树脂配比优化的研究与应用　　摘要：发电厂凝结水精处理系统是保证机组汽水系统水汽品质的重要手段，延长理混床运行周期，可以有效降低运行成本和废水排放。本文介绍了通过优化树脂配比来延长混床运行周期的方案，以及在平海电厂2*1000MW中的运用效果。　　关键词：精处理；树脂比例；运行周期；节能降耗；废水减排　　DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.229　　0引言　　凝结水精处理装置对保证锅炉给水水质意义重大，当精混床失效时需要及时对进行再生，而再生过程中需要消耗大量除盐水、酸碱、电能，产生大量废水，频繁的再生也会导致树脂性能下降、破碎以及损失

2、。因此，延长混床运行周期，减少再生次数将会产生积极的经济和社会效益。　　1系统简介　　平海电厂凝结水精处理系统包括：前置过滤器、高速混床、树脂捕捉器、再循环系统和1套旁路系统。正常运行时过滤器两台并列运行，不设备用。混床三台并列运行，一台备用，可满足每台机组100%的凝结水处理量。体外再生系统设备包括：阴树脂再生兼分离塔、阳树脂再生兼贮存塔和树脂隔离罐。　　2运行现状分析　　2.1精处理系统运行指标　　平海电厂精处理树脂采用美国DOW凝胶型均粒树脂，混床内阳/阴树脂比例为2：3。采用氢型混床运行，混床平均运行周期（5-7d）和出水质量均满足设计要求：悬浮物≤1ug/L、Na+≤1ug/L、全铁

3、≤3ug/L、Cl-≤1ug/L、SiO2≤5ug/L、pH=6.7～7.5。　　2.2运行工况分析　　由于平海电厂参与电网调峰运行，负荷波动较大，启停机次数较多，采用加氧处理工况风险较大，因此采用的是AVT（O）微氧化性全挥发处理，使用氨水调节给水pH在9.2-9.6。凝结水指标要求Na+≤5ug/L，Fe3+≤5ug/L，Cl-≤5ug/L，SiO2≤20ug/L，换算后Na+≤2.2*10-7mol/L，Fe3+≤8.9*10-8mol/L，Cl-≤1.4*10-7mol/L，SiO2≤3*10-7mol/L。氨水加入后在机组汽水中存在着平衡NH3?H2ONH4++OH―，当pH=9.4

4、时，[NH4+]=[OH-]=1*10-4.6mol/L，对比凝结水中阴阳离子数量，NH4+和OH―远大于其他离子数量。　　NH4+随凝结水进入精处理混床，进行离子交换反应RH+NH4+RNH4+H+，H+与凝结水中存在的OH―结合生成H2O。上述反应为混床中发生的主要反应，当混床出水出现NH4+时，出水电导率上升，pH值也升高，判断混床失效，此时，阳树脂主要为RNH4型，少量RNa型；阴树脂仍然主要为ROH型，少量RHSiO3型，微量RCl型，阴树脂失效程度较低。阴树脂未失效但仍然和阳树脂一同进行再生，造成浪费。　　3改进方案分析　　3.1方案筛选　　对于AVT工况下延长混床周期制水量的方案

5、有前置阳床+混床、铵型混床运行、调整树脂配比提高混床树脂的实际工作交换容量。　　基于现有场地和投资限制，前置阳床+混床可行性不高。铵型混床运行虽然可以大幅提高运行周期，但除盐能力极低，如出现凝结水水质恶化，铵型混床将在极短的时间被击穿，直接导致给水和蒸汽品质恶化。所以，前两种方案均不予考虑。　　3.2高速混床内树脂形态动态过程　　分析混床内树脂型态变化，理想化的将树脂层自上而下分为3段[1]：　　（1）树脂层上段。此段阳树脂已经从RH型转为RNH4型，大部分阴树脂仍保持ROH型。该段中的水pH约为9.2-9.6，与混床进水相同。只要混床树脂到达设计的再生度，不会发生Na+和Cl-的排代，此段树

6、脂层出水中的Na+和Cl-浓度和混床进水相当。　　（2）树脂层中段。此段树脂层中的阳树脂处于从氢型向铵型转变的过程中，被吸收了NH4+的进水，其pH值为7.0左右，其在流经阳、阴树脂时，水中的Na+和Cl-等离子被除去；但当后续高pH和高含氨量的水流经这部分树脂，其吸收的Na+和Cl-等离子又会被水中的NH4+和OH-排代出来，进入下面的树脂层。　　（3）树脂层下段。下段的进水pH值约为7.0左右，树脂层中主要是RH型阳树脂和ROH型阴树脂，该段树脂发挥除盐作用。当树脂层上段不断扩大，中段向下推进逐渐下移到下段树脂层底部时，混床出水中开始有氨漏过，同时也有Na+和Cl-被排代出来，电导率升高，

7、pH升高，氢型混床到达失效终点。　　由上述过程可以得出：（1）AVT工况下氢型混床，在凝汽器没有泄露的情况下，运行周期取决于阳树脂总工作交换容量，交换容量越大，运行周期越长；当发生凝汽器泄露时，由于高pH和大量NH4+的存在，混床?行周期将明显缩短。（2）AVT工况下采用氢型混床，由于接触高pH进水，要求阴阳树脂有较高的再生度[2]，否则，不仅不能除盐，还会发生Na+和Cl?C的排代现象。　　3