摘要：本文分析了凝结水精处理现状，指出树脂分离与混合的固有矛盾是技术上的不足之处，另一不足之处是树脂分离再生工艺较为复杂，而以时间为步骤的程骤控制方式过于机械，简单，二者不能匹配是程控系统投入不好的主要原因。
关键词：凝结水精处理；再生；浮床；程序控制
中国的电网很大，高参数、大容量机组相继推出，对凝结水精处理也有更高的要求。水是火力发电机组机炉间能量传递的唯一介质，为此，它对机组安全、经济作用是很大的，特别是凝结水的质量(相对于整个汽水系统)起着决定作用。
1 精处理系统的不足之处
1.1 程控系统投入不好或不能投入
从现场的运行效果来看，精处理的程控系统普遍投入不好，部分精处理的程控系统甚至从未调试成功，即使调试投入，在生产过程也不能稳定运行。其表现为：按照程控步序完成树脂分离、再生后，树脂不能得到再生并且树脂的混和效果不好，从而影响混床制水量或水质。运行人员只能逐个操作有关阀门完成树脂再生和混和过程，这不仅大大增加了运行人员的工作量，而且对设备投资造成极大浪费。且认为是控制设备诸如气动阀门、反馈信号装置等性能和质量不好造成的。经原因分析可知：以固定时间步序为主的程控系统和复杂的树脂再生过程存在矛盾，这种矛盾的产生是由于树脂再生过程的时间参数不确定性造成的。程控系统投入不好就成为精处理系统的普遍现象。
1.2 混床出水水质和制水量有时出现问题
当阴阳树脂经过正确再生输送到混床内投入不久，混床即失效；其周期制水量明显低于正常值，有时还伴有混床出水pH偏低和水质下降的现象。
2 原因分析
精处理系统的制水量和出水水质发生问题是由于精处理工艺中树脂不能实现完全分离和完全混合所致。而树脂的完全分离和混合是不能实现的，这一点也就成为精处理系统的主要技术不足。
2.1 混合不完全产生的问题
在长期的生产实践中发现，阴阳树脂经过再生后，制水量和出水水质出现问题主要是由于再生后的阴阳树脂混合不匀所致。其机理是：由于阴阳树脂密度不同，混合不好时，混床上部阴树脂明显增多，而下部阳树脂偏多嗍。目前，国内电厂绝大部分采用全挥发处理的碱性给水工况，凝结水pH为9．1～9．4之间，碱性凝结水直接进入混床，混床上部较少的阳树脂很快被中和失效，碱性凝结水直接和阴树脂接触，使得阴树脂不能除掉阴离子，即阴树脂的交换容量得不到发挥。这是因为碱性凝结水中OH-的浓度远大于其它阴离子浓度，而阴树脂中ROH也远大于RCl。当这种阴树脂和碱性凝结水接触时，碱性凝结水刚好和阴树脂达到平衡或接近平衡。此时阴树脂将不能吸收凝结水中的阴离子。
实际运行中还存在另外一种情况，由于阴树脂的再生用碱含有相当数量的NaCl，即阴树脂进行再生后，树脂相中除ROH外，还有相当数量的RCl，当再生用碱质量较差时(NaCl含量较大)，经过再生后的阴树脂中RCl的含量较大，阴树脂直接和碱性凝结水接触，树脂相的RCl和凝结水平衡后，树脂相的RCl有可能变为ROH，Cl-被释到凝结水中。
上述两种情况下，混床上部较多的阴树脂不能发挥交换容量，甚至向外释放Cl-。混床下部阴树脂较少而阳树脂较多，阴树脂将很快被消耗。由于阳树脂偏多，凝结水需除掉的阳离子中NH4+占有很大比例。经过交换后RH变为RNH4+，H+被释放到出水中。当底部阴树脂消耗完后，运行中则表现为周期制水量减小，HC03-、Cl-、HSiO3-很快漏出，同时伴有pH偏低的现象。
2.2 分离不完全产生的问题
几十年来，人们一直致力于树脂完全分离的研究。如何实现树脂的分离，几种精处理系统各不相同。锥体分离工艺是将失效树脂在树脂分离器内完成水力分层后，将阳树脂从分离器底部水力输送到阳树脂再生器。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆二次分离再生工艺是将失效树脂完成分离后，将上部阴树脂水力输送到阴树脂再生器，中间混合树脂送入混杂树脂塔中。单塔再生工艺是将阴、阳树脂完成水力分层后，同时进行酸碱再生。三种类型的主导思想是实现树脂的完全分离。而实际运行则做不到。这是因为：
(1)由于树脂制造的原因，阴、阳树脂中总有一些细碎部分。这些细碎部分在水力分层后由于沉降速度小而存于树脂上部。即阴树脂中总混有阳树脂。
(2)树脂在水力分层时，阴、阳树脂中间层由于水流扰动，阴、阳树脂总是相互混合的。
(3)阴、阳树脂进行水力分层后，受到树脂转型和水流压实程度变化的影响，阴、阳树脂的中间层不能始终稳定在树脂分离器的树脂出口位置。
(4)在进行水力输送时，树脂分离器和混床内总有残留树脂。
由于上述4个方面的原因，树脂不能实现完全分离，因而形成交叉污染。即经过这样再生后的阴阳树脂中，阴树脂中的阳树脂成为RNa：阳树脂中的阴树脂成为RCl。当再生后的阴阳树脂输送回混床后，树脂相中RH和ROH含量下降，RNa和RCl含量升高，混床出水和这种树脂平衡后出水的杂质含量必然升高。从而影响出水水质。
2.3 树脂分离与混合间的固有矛盾是技术上的不足之处
树脂分离不完全则导致水质不良，树脂混合不好则导致制水量下降。树脂的分离和混合又同时存在于现今的精处理系统中。另外，从树脂的生产角度上讲，生产厂家总是追求树脂的良好分离性能，这样的树脂其混合性能必然不好。现今的精处理系统无法解决树脂的完全分离和混合所产生的矛盾。程控方式不适当。以时间步序为主的程控无法完成树脂的分离和混合过程是程控系统不能投入的主要原因。
精处理的程控系统均设计为以固定时间步序为主。在长期的生产实践中发现：树脂的水力分离过程是不能以同定流量和固定时间来控制的。水力冲洗分层的流量必需是一个从0到较大的渐变流量。否则，树脂很容易被冲洗掉。同时，反洗时间也不同定，有时需重复水力分层操作。这一切都需要通过树脂观察窗观察树脂的分层情况而定。
由于前文所述的水力分层时树脂体积的变化，导致在分层后树脂层面位置不固定，中间层树脂或高或低。这样，当依然按照固定时间步序进行水力输送时，输送出去的树脂量将有差异，势必造成阴阳树脂的混和。另外，在锥体分离工艺中，阴阳树脂界面自动控制时往往不易分清。
最后，树脂的水力输送过程也不是一个以固定时间为参数的过程。实际运行时，常需手动进行重复操作。诸多方面的原因造成了程控系统无法完成树脂的分离过程。树脂分离不好，将直接影响树脂的再生，即当程序控制运行完成后，混床出水水质并不理想。人们往往把注意力放到时间参数的调整上，而最后的结果就是程控始终不能正常投入。
3 新技术应用
解决上述问题需从两方面入手。一方面需彻底解决树脂的分离与混合间的矛盾；另一方面，必需使精处理的运行和再生过程均由单一固定时间参数控制。
以某电厂为例，从德国全套引进的凝结水精处理设备较好地解决了上述问题。它是一种全新的分离式凝结水精处理系统，工艺及应用情况如下。
系统工艺：机械过滤器→阳离子交换浮动床→阴离子交换浮动床→后置阳床。
再生方式：机械过滤器，采用水和压缩空气交替反洗；阳浮床，盐酸逆流再生：阴浮床，氢氧化钠逆流再生；后置阳床，盐酸顺流再生。
控制方式：以时间为步序的程序控制方式，再生时以酸碱液位方式。
主要优点：不存在树脂的混合及分离问题，因而实现程序控制时，运行及再生的每一步骤均以时间为参数，工艺系统和控制系统二者相互匹配，同时也消除了由于树脂分离和混合引起的出水质量问题。
结语
通过对现有的凝结水精处理工艺的利弊分析，发现存在的问题，并分析了部分问题的原因，有助于电厂实际生产运行，改进工艺的缺陷；经过对某电厂德国全套设备运营参数分析，其优点值得国内电厂借鉴。
参考文献：
[1]曹培刚，董暖．空冷机组凝结水精处理系统的初步研究[J]．河北电力技术,2003,22(1)：18．20．
[2]郝春林，陈龙．凝结水精处理混床氨化运行[J]．工业用水与废水，2004(03)：22．24．
论文作者:凌小凤
论文发表刊物:《防护工程》2018年第21期
论文发表时间:2018/11/9
标签：树脂论文; 凝结水论文; 水力论文; 系统论文; 水质论文; 工艺论文; 水量论文; 《防护工程》2018年第21期论文;