精处理系统树脂更换方案探讨

王超增

摘 要：大多数高参数大容量发电机组设计有凝结水精处理系统，随着机组运行时间的延续，存在凝结水精处理树脂老化降解问题，评估凝结水精处理系统的树脂性能，选择树脂更换方案是电厂的当务之急。本文针对树脂更换选择和方案实施进行了有益探讨。

关键词：精处理；树脂；更换

中图分类号：TK267 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）18-0131-02

1 概述

目前高参数大容量发电机组应用越来越广泛，机组参数提高对给水水质要求越来越苛刻，所以几乎所有的机组设置了凝结水精处理系统，凝结水精处理系统担负着去除凝结水中各种铁锈、腐蚀性产物、结垢杂质的重要作用，系统的可靠性直接影响机组的安全、稳定和经济运行，而凝结水精处理系统发挥作用的核心就是精处理离子交换树脂。

凝结水精处理树脂在使用中，因树脂污染造成树脂机械强度和交换动力学性能下降达到一定水平，不仅无法满足去除凝结水溶解性杂质目的，甚至会向凝结水中释放树脂降解物，导致机组腐蚀、结垢和积盐，严重时发生汽轮机叶片断裂、锅炉爆管等事故。评估凝结水精处理系统的树脂性能，改善精处理系统的运行水平已成为发电企业的当务之急。

2 背景

由于精处理吸收了凝结水中铁锈、油，在进酸碱再生前需要经过充分的空气擦洗去除树脂表面的铁锈和油，才能确保树脂再生时酸、碱再生剂和树脂功能团发生反应，使树脂尽可能高百分数的转换成再生态，在运行期间保证除去水中杂质，净化凝结水。

精处理树脂经过多年使用，擦洗和再生/失效转换，树脂因反复摩擦和膨胀收缩，基体强度下降颗粒破碎或交换基团失效造成树脂失效。

我司3号机组精处理树脂自2005年10月份投入使用，至今已经使用12年，4套树脂共经历再生201次，过滤凝结水8607万吨。2016年7月份经西安热工研究院进行系统诊断，发现精处理混床出水漏Cl-、SO42-，树脂性能分析表明：精处理树脂强度严重下降、破碎率较高、工作交换容量不足、运行中树脂产生破碎颗粒和粉末进入热力系统产生硫酸根、阳树脂溶出有机磺化物和阴树脂动力性能下降吸收Cl-、SO42-能力明显变差。因我司3号机组采用给水加氧处理，漏Cl-存在腐蚀隐患，基于精处理运行系统需要，安排3号机组精处理树脂在307A检修期间更换树脂，树脂仍选用罗门哈斯经典的均粒树脂AMBERJET4400Cl和AMBERJET1500H。

3 树脂更换行动操作实例

我司3号机精处理系统设置3台直径3m球型混床，每台混床设计树脂装填数量6.8m3，阴阳树脂比例1：1，再生系统采用高塔分离的三塔系统。3号机4套树脂27.2m3、分离塔混合树脂数量1.35m3（阳树脂0.85m3+阴树脂0.5m3）。考虑装填损失，阴阳树脂按照各准备16m3。购买的阳树脂为再生态、阴树脂为失效态，厂家建议新树脂双倍酸碱处理即可。

为了节省人力，新树脂预处理和再生操作尽量采用程序再生进行，首先把3A混床的树脂输送到再生系统分离塔中，排空分离塔存水、打开底部人孔掏出树脂。把阳塔中树脂输送到3A混床中，空出再生系统阴阳塔，使用树脂装填斗把新树脂装填到阴阳塔中，然后继续启动树脂再生程序，使用程序“步进”功能跳过分离塔树脂分离过程，直接自阴阳树脂在阴阳塔中开始擦洗再生。

新树脂装填到阴阳塔后首先在除盐水中浸泡8小时，树脂充分吸水膨胀。然后通过擦洗、淋洗、反洗除去树脂中杂质，进6%盐酸再生阳树脂、7%氢氧化钠再生阴树脂，再生液2倍树脂体积时放置，酸碱充分浸泡树脂8小时后继续再各进2倍树脂体积再生液，置换淋洗干净树脂，阴树脂输送至阳塔和阳树脂混合后淋洗，3分钟左右淋洗排水电导小于0.08us/cm，一套新树脂处理完成。

按照上述方法，依次把3A、3B、3C混床中旧树脂输出到分离塔掏出。并把预处理好的新树脂输送到3A、3B、3C混床，完成高速混床树脂更换。

在制作阳塔中储存树脂前应该利用阴阳塔空塔機会先完成分离塔中混合树脂制作装填。分离塔中混合树脂宜装填失效态树脂，这样可以保证树脂体积的稳定性。直接使用树脂装填斗把所需数量的阴阳树脂装填到阳塔中，然后转移到分离塔中即可，不需要其他处理。

最后一步是制作阳塔储存的备用树脂，分别把新树脂装填到阴阳塔中，启动精处理树脂再生程序，“步进”跳过分离塔树脂分离过程，直接自阴阳树脂在阴阳塔中开始擦洗再生。新树脂除盐水中浸泡8小时，擦洗、淋洗、反洗除去树脂中杂质，双倍树脂体积再生液深度程序再生，阴树脂输送至阳塔和阳树脂混合后淋洗到排水电导小于0.08us/cm，备用树脂制作完成。

4 精处理树脂更换几个问题探讨

4.1 精处理树脂更换方案的选择

因电厂设计、设备操作、运行需求等不同，不同的凝结水精处理系统，不同的离子交换树脂，很难能够给出唯一的凝结水精处理系统树脂更换导则，只能在广泛的工业实践基础上，根据树脂的关键参数、凝结水精处理系统需要的严格程度、企业生产现实等得出合适的更换时机。

凝结水精处理系统树脂运行时，总会产生树脂损耗与颗粒破碎，电厂通过添加适当比例的新树脂可以保持精处理系统床阴阳树脂比例和数量合适，会改善凝结水精处理系统工况，但实践研究表明：因旧树脂存在的降解、污染和动力学问题，大量旧树脂会使补加新树脂很快污染，总体表现会很快回到以前状况。一般更换整个系统的凝结水精处理树脂，无论是大修时整体更换或者选择设备运行时更换，都很方便，有利于避免新旧树脂混杂引起的新树脂快速污染问题。

4.2 树脂更换时机的判断

某树脂厂家给出树脂性能判断及行动三级方案如下：

1级：树脂继续适合正常连续运行。

2级：有一些迹象表明树脂已降解。根据系统设计，树脂问题对凝结水精处理系统运行会造成一些影响。可以继续运行，建议一年内重复测试，10-20月内更换树脂。

3级：树脂严重降解。树脂劣化影响精处理系统运行，应短期内更换树脂。见表1、表2。

4.3 我司树脂更换的发生

（1）2016年6月份，西安热工院对我司精处理进行诊断表明，3号机精处理系统大部分阳树脂压碎强度无法满足标准DL/T333.1的要求，压碎强度已接近零。

（2）检测阴树脂体积交换容量下降率24.3%，处于3级状态，应短期内更换。

（3）凝结水系统出水和给水中F-、Cl-、SO42-检出率100%，3号机组系统存在热力设备发生严重腐蚀隐患，需要更换树脂以改善凝结水精处理系统运行工况。

基于上述分析结果，决定利用307A检修更换，具体实施于2017年5月。

5 结语

凝结水精处理系统在大容量的现代电厂中发挥着重要作用，树脂作为系统核心部件需要做好运行管理和维护工作，凝结水精处理系统才能具备很好的工作状态。离子交换树脂是具有“有限寿命”的消耗品，当凝结水精处理树脂降解严重不能很好的起到清洁凝结水杂质时，必须及时更换，为保证更换树脂后在较长时间良好效果，建议的更换方案选择是系统整体全部更换。endprint