摘要：对北仑发电厂二期工程由美国U．SFILTER公司提供的中压凝结水精处理装置再生系统的设计、设备和再生步骤的特点进行分析。
关键词：电厂化学；凝结水精处理；高塔分离、再生

　　北仑发电厂的5台600 MW进口机组中，一期工程的2套精除盐系统分别引进美国GRAVE公司和意大利Termokimik公司的设备，二期工程的3台机组则选用了美国U．SFILTER公司的改进型产品。就其基本特征来说，3种不同设备均为中压高速混床，并采用了体外三塔式再生的方法，而且运行参数也较接近，具有相当的可比性。但从运行过程中积累的数据来分析，三者还是有显著区别的，其中U．SFILTER公司提供的这套设备具有再生方式优越、运行周期长、处理水量大的特点，值得推广应用。
1 系统概述
二期工程的每台机组都配备了3台高速混床，正常运行时其中2台运行，1台备用。每台混床的出力为正常运行凝结水量的50％。当运行混床出现流量积算达标、导电度、钠及SiO2含量超标或在床体运行阻力超标时把备用的混床投入运行，再把失效树脂送到再生系统进行体外再生操作。配套的常压三塔体外再生系统，由树脂分离塔（SPT）、阴树脂再生塔（ART）、阳树脂再生及混合塔（CRT）以及与之配套的酸碱系统、废水排放系统等组成。失效树脂首先通过水、气方式从运行混床输送到SPT，在此经过压缩空气擦洗和水力反洗分层后，阴、阳树脂得以分离。SPT上部大部分阴树脂通过SPT中部的树脂出口管输送到ART，剩下的阴、阳树脂经过进一步的水力反洗分离后，由SPT底部的树脂出口管将大部分的阳树脂送往CRT，同时保留阴、阳树脂分界面这部分混合树脂。这种在SPT内阴、阳树脂两次水力分离的方式保证了再生前CRT和ART内阴、阳树脂的纯度，提高了树脂的再生效果，因此可进一步改善高速混床出水的质量，延长混床的运行周期。阴、阳树脂分别在ART、CRT内再生完毕后，将阴树脂送至CRT内进行空气混合、清洗，最终完成树脂的再生。
2 设计特点
要使高速混床出水水质达到很高的纯度，并相应延长运行周期，除了选用高质量的凝结水精处理用均粒树脂（这里选用了ROHM＆HASS公司的Ambersep 252H和Ambersep 900SO4大孔树脂）、控制精处理混床的进水水质、提高再生剂的纯度外，关键是要选择合适的再生设备和设计合理的再生程序，为此在设计和应用过程中必须尽可能解决好以下几个问题：

　　（1）阴阳树脂在每次再生前都能做到最有效的分离。

　　（2）使已分离的树脂达到最彻底的再生，且经济上也是合理的。
　　（3）对已再生好的树脂进行充分淋洗，去除残留再生液。
　　（4）树脂再生好后应注重阴、阳树脂的混合，并尽量降低树脂送入混床的过程中出现二次分离的可能性。
下面就U．S FILTER公司提供的设备和再生程序加以阐述。
2．1树脂的有效分离
在凝结水精处理系统中，影响混床出水水质、运行周期的诸多因素中，树脂再生采用的方法和具体的操作步骤是最主要的，而再生步骤中尤以树脂分离最为复杂，也最为关键。目前各厂家在采用优质均粒树脂的同时，十分注重树脂的分离技术，使用较为广泛的是“水力二次分离、中间树脂层抽出法”，U．SFILTER公司也采用这种方式，只是在细节上考虑得更周到，尽可能地优化该设备的分离功能，力求达到最佳的分离效果。这里有许多值得我们学习和借鉴的地方，列举如下：
（1）独特的“高塔”设计
　　一改以往传统的直筒式结构，而是采用了下窄上宽，倒锤体细长型的筒身。下部是圆柱型，顶部为倒置的圆台型，垂直高度达6640 mm，有效分离高度为5580 mm，底部筒体直径为1670 mm，上部最宽处直径为2430 mm。该设计有效地增加了树脂分离时的反洗空间，使阴、阳树脂分离更为彻底。在树脂膨胀率提高的同时，也更利于运行过程中粘附在树脂表面的金属氧化物等污染物和树脂碎屑的去除。另外，采用塔体变径设计后，在SPT底部能保持较高的水流速度，而到达顶部时，因塔体截面增大，流速减缓，避免了密度较小的阴树脂堵塞反洗出口的水帽。同时，细长的筒身使阴阳混合树脂交界面的截面积变小，减少了混合树脂体积，有效地降低了树脂交叉污染的可能性。
（2）采用变流量反洗分层的方法
　　 同一般的分离塔相比，该树脂分离塔设有大流量反洗进口阀CL－1001和小流量反洗进口阀CL－1002。这两个流量调节阀，采用PLC输出控制，可自动或手动调节反洗水流量。在反洗初期，同时开启这两个阀门，此时反洗流量达到最大值（78 m3／h），使混合树脂层得到充分地膨胀，尽可能减少阴树脂留在罐底的机会。然后慢慢关闭CL－1001，维持CL－1002流量在24 m3／h，整个过程耗时约15 min。接着，缓慢调小CL－1002流量至12 m3／h，持续10 min，直至最后到4 m3／h，稳定反洗20 min。上述过程中阴、阳树脂逐步分离，均匀沉降，可达到理想的分离效果。这种可调流量的反洗控制，充分考虑到反洗开始时阴、阳树脂几乎完全混合的因素，采用大流量的反洗。随着阴树脂的上浮，阳树脂的沉降，呈现出一定的界面层时，降低反洗流速，可使树脂层平稳沉降，减少因过大的水流扰动而造成小颗粒的阳树脂被水流掺杂带入上部的阴树脂层中。因此，逐步降低流速就显得十分科学，也非常有效。

　　（3）利用混脂层实现阴、阳树脂的彻底分离，保证每套树脂总量平衡
　　为了保证在SPT中实现分离后阴、阳树脂的单一性，在阴树脂送至ART，阳树脂送往CRT时，SPT内仍保留定量阴、阳树脂界面层的混合树脂HEELRESIN（也叫安全分离树脂）。阳树脂是从SPT底部送出的，所以合理控制混合树脂的量十分重要。如果送出的阳树脂量偏小了，等下一套树脂分离结束后，阴、阳树脂界面层就自然上移，而阴树脂出口管的位置是固定的，这就会使送至ART的阴树脂内夹有部分阳树脂，引起交叉污染。再生结束后，这部分阳树脂以RNa型存在，严重影响混床出水水质和运行周期。若用目测的方法判定输送终点，则有一定误差，在实际应用中也不现实。如用时间控制则因受输送时冲洗水泵出口的压力、流量等因素的影响，重现性不好。U．SFILTER公司精心设计，采用了超声波液位开关来控制保留树脂的体积。随着SPT下部的阳树脂不断送出，整个树脂层的高度也徐徐下降，当树脂层高度降低到液位计探头以下时，因为水和树脂的密度不同，液位开关动作，通过PLC自动关闭SPT底部的树脂出口阀，从而有效地保证了混合树脂的体积，也保证了每套树脂在再生前后总量的平衡，尽可能使高速混床内的阴、阳树脂体积比维持在设计值，消除由于阴、阳树脂比例和总量的变化引起运行参数的突变，为床体长期运行提供可靠的数据。

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