粉末樹(shù)脂覆蓋過濾器(qì)的前身是纖維素覆蓋過濾器(qì)，它利用離子交換樹(shù)脂粉代替纖維素紙粉作(zuò)為(wèi)過濾材料，因此粉末樹(shù)脂覆蓋過濾器(qì)可(kě)同時(shí)起到過濾和(hé)除鹽的作(zuò)用。該過濾器(qì)很(hěn)早就在國外獲得(de)了應用，但(dàn)因其低(dī)除鹽效率和(hé)高(gāo)運行(xíng)成本等問題在國內(nèi)一直無法獲得(de)推廣。近幾年來(lái)，随着大(dà)型直接空(kōng)冷機組在我國北方地區(qū)大(dà)規模發展，粉末樹(shù)脂覆蓋過濾器(qì)開(kāi)始逐步獲得(de)應用。下文結合陝西府谷電(diàn)廠一期2×600MW 直接空(kōng)冷機組的工程實例介紹。
1. 粉末樹(shù)脂覆蓋過濾器(qì)的發展
粉末樹(shù)脂覆蓋過濾器(qì)在20 世紀60 年代就開(kāi)始在美國應用，在1966～1969 年，美國建設的65 台超臨界壓力和(hé)亞臨界壓力直流爐機組中，有(yǒu)12 台采用的是粉末樹(shù)脂覆蓋過濾器(qì)+ 混床系統，有(yǒu)18台采用的是粉末樹(shù)脂覆蓋過濾器(qì)。美國的Filterite PowderGeneration(FPG) 公司90 年代初就開(kāi)始設計(jì)和(hé)總包粉末樹(shù)脂覆蓋過濾器(qì)系統，并且取得(de)了驕人(rén)的業績。但(dàn)是粉末樹(shù)脂覆蓋過濾器(qì)在中國一直沒有(yǒu)大(dà)規模地應用，究其原因，有(yǒu)以下幾點：一粉末樹(shù)脂覆蓋過濾器(qì)參加交換的樹(shù)脂量遠遠少(shǎo)于高(gāo)速混床，其除鹽能力不如高(gāo)速混床和(hé)陰陽分床，一旦水(shuǐ)冷機組出現凝汽器(qì)洩露，該過濾器(qì)的緩沖效果非常有(yǒu)限;二是樹(shù)脂粉為(wèi)一次性用品，失效之後不回收直接抛棄，而目前樹(shù)脂粉大(dà)都從國外進口，其價格昂貴，與高(gāo)速混床相比，運行(xíng)費用較高(gāo);三是擔心剝落的樹(shù)脂粉可(kě)能會(huì)随凝結水(shuǐ)進入系統，對機組造成不良影(yǐng)響。因此對于水(shuǐ)冷機組，優先選擇高(gāo)速混床作(zuò)為(wèi)精處理(lǐ)系統。但(dàn)是最近幾年随着300 MW 和(hé)600 MW 等大(dà)型直接空(kōng)冷機組在北方富煤缺水(shuǐ)地區(qū)紛紛上(shàng)馬，粉末樹(shù)脂覆蓋過濾器(qì)進入了高(gāo)速發展期。
2. 空(kōng)冷機組凝結水(shuǐ)水(shuǐ)質特點
2.1 凝結水(shuǐ)含鹽量低(dī)且穩定。
由于采用空(kōng)氣冷卻,不存在常規水(shuǐ)冷式機組凝汽器(qì)洩漏,污染凝結水(shuǐ)的問題。因此,其凝結水(shuǐ)含鹽量明(míng)顯低(dī)于常規水(shuǐ)冷機組,數(shù)值大(dà)小(xiǎo)僅決定于蒸汽品質、系統腐蝕産物及補給水(shuǐ)的質量。
2.2 凝結水(shuǐ)溫度高(gāo)。由于空(kōng)冷機組的背壓比水(shuǐ)冷機組高(gāo),所以空(kōng)冷機組凝結水(shuǐ)溫度比水(shuǐ)冷機組要高(gāo), 一般凝結水(shuǐ)溫度可(kě)達60℃~70℃,比環境溫度高(gāo)出30℃~40℃。
2.3 凝結水(shuǐ)溶氧較大(dà)。空(kōng)冷機動車(chē)組由于冷卻面積和(hé)系統龐大(dà),且在高(gāo)真空(kōng)條件下工作(zuò),因此漏入空(kōng)氣的機會(huì)增多(duō),造成凝結水(shuǐ)溶氧較大(dà),同時(shí)也導緻氧腐蝕加劇(jù)。
2.4 鐵(tiě)含量高(gāo)。空(kōng)冷系統的氧腐蝕造成Fe 含量大(dà): CO2 的溶入形式的酸性腐蝕也會(huì)造成系統中的Fe 含量增大(dà); 因為(wèi)其系統龐大(dà),沒有(yǒu)良好的停機保護,而且不易沖洗等特點均會(huì)使凝結水(shuǐ)中金屬腐蝕産物增多(duō)(特别是試運期間(jiān))。
3. 粉末樹(shù)脂覆蓋過濾器(qì)的應用
陝西府谷電(diàn)廠一期2×600MW 直接空(kōng)冷機組每台機組配有(yǒu)一套凝結水(shuǐ)精處理(lǐ)系統，具有(yǒu)處理(lǐ)100%凝結水(shuǐ)流量的能力，有(yǒu)******凝結水(shuǐ)流量100%旁路管，當進出水(shuǐ)母管兩端差壓、凝結水(shuǐ)進水(shuǐ)溫度超過設定值，出水(shuǐ)電(diàn)導率和(hé)SiO2 高(gāo)值報警時(shí)，旁路閥自動打開(kāi)。粉末樹(shù)脂覆蓋過濾器(qì)為(wèi)每台機組設三台，二台運行(xíng)，一台備用。粉末樹(shù)脂覆蓋過濾器(qì)運行(xíng)分鋪膜、保持、投運和(hé)爆膜四個(gè)步驟，其工藝流程如圖1 所示。
當某一台過濾器(qì)出口壓差升高(gāo)到設定值，并延時(shí)一小(xiǎo)時(shí)，該過濾器(qì)即到失效狀态。失效過濾器(qì)自動退出運行(xíng)，人(rén)工進入爆膜、清洗、鋪膜程序。由于各種原因，濾元上(shàng)的膜層會(huì)少(shǎo)許脫落而出現導電(diàn)度或SiO2 升高(gāo)，PLC 工控報警。操作(zuò)人(rén)員在觀察到而設備壓差尚未達到設定值時(shí)，即可(kě)人(rén)工啓動進入爆膜、鋪膜單元。由于粉末樹(shù)脂覆蓋過濾器(qì)的濾元表面被樹(shù)脂粉壓實，為(wèi)保證爆膜徹底，其與管式微孔過濾器(qì)的氣反洗相比，對爆膜條件的要求要高(gāo)得(de)多(duō)。第一，爆膜時(shí)壓縮空(kōng)氣壓力有(yǒu)嚴格的上(shàng)下限限制(zhì)，過低(dī)爆膜不徹底，過高(gāo)會(huì)損壞濾元;第二，爆膜的進氣時(shí)間(jiān)很(hěn)短(duǎn)，該機組每次進氣時(shí)間(jiān)隻有(yǒu)3 s，而管式微孔過濾器(qì)的進氣時(shí)間(jiān)可(kě)以長達20 s;第三，爆膜時(shí)對液位的要求比管式微孔過濾器(qì)要嚴格。
4. 技(jì)術(shù)改進方法
随着全球溫度的日益升高(gāo)，我廠的環境溫度由最初設計(jì)時(shí)的溫度30℃，升到了現在夏季最高(gāo)溫度34-36℃，空(kōng)冷島最高(gāo)溫度高(gāo)達40℃，且空(kōng)冷島背壓在20kPa 左右。實際運行(xíng)過程中，凝水(shuǐ)溫度偏高(gāo)，尤其是在夏天，凝水(shuǐ)溫度有(yǒu)時(shí)高(gāo)達75℃。
在精處理(lǐ)運行(xíng)過程中，發現同時(shí)進行(xíng)爆膜、鋪膜，#1 機組和(hé)#2機組過濾器(qì)運行(xíng)周期相差很(hěn)多(duō)。我廠凝結水(shuǐ)溫度較高(gāo)，如按正常運行(xíng)溫度控制(zhì)，過濾器(qì)基本處于超溫解列狀态，無法對凝結水(shuǐ)進行(xíng)處理(lǐ)，故我廠超溫解列定值為(wèi)70℃，未超過樹(shù)脂運行(xíng)的最高(gāo)溫度，樹(shù)脂分解造成水(shuǐ)質波動的原因可(kě)以消除。經過多(duō)方研究討(tǎo)論得(de)知，我廠#2 機組空(kōng)冷島存在較多(duō)漏點，因空(kōng)冷島內(nèi)部呈負壓，造成外界空(kōng)氣向凝水(shuǐ)系統洩露，空(kōng)氣中的CO2 溶解産生(shēng)陰離子，增加了陰離子樹(shù)脂粉的交換壓力，同時(shí)在溫度較高(gāo)的情況下，樹(shù)脂粉的交換容量會(huì)相應下降，同時(shí)，我廠處于西北地區(qū)，空(kōng)氣幹燥，多(duō)風沙，這就勢必造成部分灰塵随着空(kōng)氣的進入而帶入整個(gè)系統，增加了過濾器(qì)的運行(xíng)壓力，造成了運行(xíng)周期縮短(duǎn)。根據以上(shàng)分析，我們對#2 機空(kōng)冷島系統進行(xíng)了檢漏排查，并對能進行(xíng)處理(lǐ)的漏點進行(xíng)了堵漏，經過一段時(shí)間(jiān)的運行(xíng)，#2 過濾器(qì)的運行(xíng)周期由7 天增加至12 天，相應減少(shǎo)了爆膜鋪膜次數(shù)，降低(dī)了機組運行(xíng)的成本。
