提高柳州電廠一級除鹽水系統運行 穩定性與經濟性的措施

1　引言

　　柳州發電有限公司(柳州電廠)的設備為2×200 MW發電機組，鍋爐補給水處理系統為二級化學除鹽系統，一級除鹽設備為2臺Φ2224陰、陽離子交換器和2臺大氣式除碳器。離子交換器用石英砂墊層，分別裝載001×7、201×7樹脂各1.6 m。
　　一級化學除鹽水系統投產2年來，特別是進入1996年冬季，陰、陽離子交換器設備再生后水質常不合格，再生后不能備用，陰樹脂的外觀也明顯的變深。這使再生運行操作人員勞動強度加大、制水成本增加，并存在著難以向鍋爐正常供水與保證水質的威協。為了解決制水不穩定及制水的經濟性問題，我們進行了調查分析及試驗，并采取措施進行了處理。

　　2　一級除鹽水系統制水不穩定的因素

　　根據經驗，結合柳州發電有限公司(原柳州電廠)的實際情況，經研究分析，造成系統制水不穩定的因素可能有：①樹脂性能已劣化；②原水水質的影響；③再生劑質量不合格；④設備、系統有缺陷；⑤再生操作不合理。因此對這5個方面進行試驗和分析。

　　2.1　樹脂性能比較

　　取出在用的交換器內的樹脂進行性能測試，結果見表1。

　　表1　在用離子交換樹脂性能測試結果

　　樹脂外觀重量全交
　　換容量
　　/mmol.g-1水份
　　/%圓球
　　率/%磨后圓
　　球率/% 001×7在用棕褐色4.4549.478966.40 001×7新合格品棕黃色≥4.3045～53　≥70 201×7在用棕褐色3.2945.129372.50 201×7新合格品淡黃色≥3.2042～48　≥75
　　從分析的結果看，樹脂的性能與投產時一級品性能相比已有所下降，但還基本達到合格品樹脂的要求，陰樹脂已有一定程度的污染。
　　2.2　水源水質情況

　　查閱了1995年、1996年生水全分析數據，并于1997年元月、1997年4月分別取明渠水進行水質分析，其堿度、硬度、化學耗氧量幾個主要指標，沒有明顯的區別(見表2)，說明并非水源水質變化引起制水不穩定。

　　表2　水源水質分析結果比較表

　　測試時間總堿度
　　/mmol.L-1總硬度
　　/mmol.L-1化學耗氧量
　　/mg.L-1 1995-01-201.541.682.12 1996-07-131.631.922.66 1997-01-161.561.712.30 1997-04-031.591.822.46
　　2.3　再生酸堿質量

　　再生用的酸、堿質量經檢定，質量符合工業酸、堿的質量要求。

　　2.4　設備、系統的缺陷

　　設備系統存在以下的缺陷：
　　①酸堿濃度計監測取樣點、調節點與顯示表頭的距離較遠，使顯示比調節滯后較多，給操作調節帶來許多不便。
　　②酸堿濃度計因受到腐蝕，常不能監測或使數據異常。
　　③部分離子交換器進出口的壓力表、流量計計量不準。
　　④與再生液輸送系統配套的旁路式流量計投產至今流量一直沒法正確指示。

　　2.5　酸堿噴射器的選型

　　柳州電廠化學一級除鹽水系統的噴射器設計是選用BPS-2200型噴射器，其工作流量為15～23.6 t/h，1996年電廠在系統維修時為方便操作將在水處理車間泵房內的自用水泵移至酸堿計量間內，并將原來的IH80-50-200型泵改為FB65-25型。根據柳州電廠陽、陰樹脂層高1.6 m計算，要維持較合理的酸堿用量、再生工況(再生液接觸時間、濃度)，再生流量應在11～16 t/h之間，經測試BPS-2200型噴射器在流量小于16 t/h時濃度達不到再生的要求，特別是酸堿計量箱溶液在低位時就更加明顯。顯然，設計選取的噴射器偏大了，其結果是：在較低流量下，抽吸力不足使酸堿抽不上；略增大流量，稍提高頂壓也抽不上，致使再生不能協調。為使再生成功，不得不加大酸、堿用量(即保持再生液濃度，在較高流量下進行再生)，這樣必浪費酸、堿。為節約酸堿，再生時為在盡可能低的流量下能抽出酸、堿，再生人員不得不把頂壓壓力降低，這樣又引起再生頂壓不穩(由于壓力表指示不準，對再生時的實際頂壓壓力不便準確判斷，也是一個原因)，以致樹脂亂層，特別是變更自用水泵后，由于自用水壓力降低，噴射器出口壓力可調范圍變窄，再生時，更易引起樹脂亂層。由于樹脂亂層常使再生失敗或再生后投運不久就失效。

　　2.6　運行人員素質

　　隨2號機組的建成投產，電廠對部分工人的崗位進行了調整，由于對再生人員的培訓工作跟不上，使部分再生人員對操作不熟悉，致使對再生過程的操作控制達不到要求。

　　3　系統制水的經濟性

　　經調查陽離子交換器再生用酸量(30%工業品)每次為1 044 kg，陰離子交換器再生用堿量(30%工業品)每次為1 120 kg。根據理論計算及經驗判斷，再生酸、堿用量是比較高的，特別是陰離子交換器。經測試采用上述酸堿量再生時，再生排出的廢液的酸堿濃度最大值基本接近進液濃度，可見有相當的酸堿沒有得到利用就白白浪費了。造成制水的經濟性不佳的原因，是進入正常生產后沒有按要求進行經濟調試；同時噴射器選型過大，使再生有關的參數難以匹配，不得不采用較多的酸堿進行再生也是一個不能忽略的因素。

　　4　對策及現場試驗

　　4.1　對策

　　根據柳州電廠一級除鹽水系統運行不穩定的原因，是系統存在一定的缺陷、噴射器選型過大及人員素質不高，因此，采取了如下對策。
　　①修復系統存在缺陷的表計，使之運行正常、指示正確。將原安裝在聚合劑加藥間的酸堿濃度計取樣監測點、變送器移至酸堿計量箱附近，并增設就地濃度指示表，使監測點的距離由60多米縮短為約10 m，調節、監視更方便直觀，提高了再生酸堿濃度調節的及時性及準確性。
　　②選取參數較小的酸堿噴射器取代原來的噴射器。陰離子交換器選用BPS-1500型，陽離子交換器選用BPS-2000型，滿足了再生調節的要求。
　　③根據再生班人員新手多、經驗不足的特點，就再生、離子交換原理及操作注意事項進行了一次較全面的培訓，并在再生中進行操作示范指導，以此提高系統再生的質量。
　　經采取上述措施后，系統制水不穩定及交換器再生后不能備用的問題得到了徹底解決。

　　4.2　現場試驗

　　為提高一級除鹽水系統制水的經濟性，采用“簡單比較法”對系統進行一次全面的調試，即重點考核制水量及酸堿用量，其它參數(如再生的酸堿濃度、時間、流量等)則根據本系統的特點及經驗選取。改變再生酸堿用量，統計周期制水量，然后逐個進行比較，選出水質合格、水量又不明顯降低的再生劑用量作為再生時的酸堿用量。通過反復的調整試驗及統計比較，在周期制水量與原來相比基本不變，水質符合要求的情況下，陽離子交換器周期再生用酸量由原來的1 044 kg降為783 kg，減少了25%的用酸量；陰離子交換器周期再生用堿量由原來的1 120 kg降為350 kg，減少了68.75%的用堿量，效果十分明顯。

　　5　結論

　　柳州電廠一級除鹽水系統運行不穩定的主要原因是再生酸堿噴射器選型過大，同時設備、系統存在一些缺陷及部分再生人員業務不熟悉引起再生時樹脂亂層。解決存在的問題后，制水系統實現了穩定運行。“簡單比較法”是水處理系統經濟調試的一種有效方法。