我厂二期凝结水精处理再生系统树脂分离间歇性乱层原因分析和解决

我厂二期凝结水精处理再生系统树脂分离间歇性乱层原因分析和解决

林川

（国投钦州发电有限公司广西壮族自治区钦州市535008）

摘要：火力发电厂凝结水精处理系统树脂失效后需要进行再生，再生过程的阴阳树脂分离是树脂再生的关键步骤。树脂再生不彻底，会缩短精处理系统运行周期，严重的还会造成精处理系统出水水质恶化。我厂凝结水精处理再生系统在基建调试完成投运半年后，在树脂再生过程间断性地出现树脂分离乱层现象。针对该现象，我们对树脂分离塔的运行控制程序、参数、附属系统设备、阀门运行的可靠性等方面进行跟踪排查、试验和分析，最终找到问题所在并加以解决。

关键词：凝结水精处理系统；再生；分离；水质

火力发电厂凝结水精处理系统树脂失效后需要进行再生，再生过程的阴阳树脂分离是树脂再生的关键步骤。阴阳树脂分离结果的好坏直接关系到后续树脂再生的质量，树脂再生不彻底，会缩短精处理系统运行周期，严重的还会造成精处理系统出水水质恶化。因此，凝结水精处理系统树脂再生必须控制好树脂分离效果。我厂二期工程2*1000MW机组凝结水精处理树脂再生系统树脂分离采用“高塔法”进行分离。系统在基建调试完成投运半年后，在树脂再生过程间断性地出现树脂分离乱层现象，现象为：同一套树脂进行分离，一次分离效果很好，进行二次分离时出现乱层或上套失效树脂再生时分离效果很好，下套树脂再生时分离出现乱层，树脂分离效果不好，需反复重新进行分离，极大地影响树脂再生效率，对再生用水也造成较大浪费。针对该现象我们对树脂分离塔的运行控制程序、参数、附属系统设备、阀门运行的可靠性等方面进行跟踪排查、试验和分析，找出问题关键所在并加以解决。

1、从分离塔运行控制步序进行排查

树脂分离塔树脂分离是根据控制系统设定好的程序自动运行树脂分离步序的。精处理高速混床失效树脂倒入分离塔后先注水用压缩空气进行擦洗，完成擦洗步骤后才开始对阴阳树脂进行分离。树脂分离分5个步序顺序进行，共执行两次。离塔操作步序和控制参数如下表（表1-1）所示：

表1-1分离塔次操作步序和控制参数

第一次分离完成后，关闭反洗水进水调节阀，开启阴再生罐下部排水阀、分离罐阴树脂出脂阀、上部进水限位阀、托脂进水阀；调节上部进水限位阀流量到20m3/h，底部托脂进水阀流量到8m3/h，将分离塔上部阴树脂输送到阴树脂塔，输送时间720秒。阴树脂输送步序完成后重复上表（表1-1）步序进行第二次树脂分离。

第二次分离完成后开启阳再生罐进脂阀、下部排水阀、分离罐上部进水限位阀、托脂进水阀、阳树脂排出阀，调节托脂阀流量到8m3/h，调节上部进水阀流量到20m3/h，进行阳树脂输送。至此树脂分离程序全部走完。

从树脂在分离控制程序来看如过程出现程序混乱势必会发生树脂乱层现象。为此我们决定在DCS上模拟树脂再生分离过程，并跟踪树脂分离每一个步序的执行情况，以查验是否存在程序混乱。经跟踪几次模拟树脂再生分离过程，并没有发现分离程序混乱现象，且每个步序就地阀门的实际开关动作与程序设置的控制指令均一致。树脂分离控制程序不存在问题。

2、附属系统运行状况排查

树脂再生分离过程每个步序均需要调节反洗水进水流量，如流量调节不当或水压不稳定也会造成树脂分离乱层。

表2-1反洗进水调节阀开度设置

树脂再生分离通过系统配置的两台冲洗水泵提供水源。冲洗水泵流量为100m³/h，扬程50m，两台冲洗水泵出口母管设置有1台稳压阀，用于保持冲洗水泵出口压力稳定。树脂分离反洗水进水量通过调节树脂分离塔反洗进水调节阀开度进行控制。系统调试时冲洗水泵出口稳压阀已设定稳压在0.5~0.55MPa范围。树脂分离每个步序反洗进水调节阀的开度也已在调试过程经多次试验、优化设置好，并在控制程序中固化。反洗进水调节阀开度设置如表（表2-1）所示：

为验证冲洗水压力和流量调节是否稳定，我们对树脂分离过程的水压和流量进行了跟踪记录。跟踪结果发现两台水泵运行出力和稳压阀后压力均正常，但树脂分离程序执行过程，会出现阀门开度指令正常但流量无规律地突然升高或突然降到0现象（图2-1，2-2），反洗水流量调节线性紊乱。

图2-1反洗水调节阀开度与流量曲线

图2-2反洗水调节阀开度与流量曲线

每当反洗水流量发生突变时本次树脂分离就会出现乱层，但奇怪的是并非每次树脂分离反洗水都会发生流量突变。从上述跟踪结果分析判定树脂分离乱层肯定是反洗水调节阀动作异常引起流量突变造成。但反洗水调节阀动作异常为何是间歇性而不是连续性的，问题还需要深究，为查找原因我们对反洗进水调节阀进行了检查。

3、反洗水调节阀检查

系统所配置的反洗水调节阀为杜肯赫恩Dur-Flo3001堰式气动隔膜调节阀，阀门调节的开度由配套的YT-3300型定位器来进行控制和反馈。对阀体进行解体检查，阀门流道没有异物堵塞，隔膜片没有变形损伤，阀门内衬也没有缺陷。对阀门定位器进行试验，其输出和反馈均正常，就地检查阀门动作情况发现阀门阀杆与定位器连接的反馈杆在阀门动作过程间歇性存在卡顿滞后现象。反洗水调节阀行程通过安装在阀杆上的中间连接棒与定位器反馈杆机械连接向定位器传导（图3-1）。

图3-1隔膜调节阀阀杆与定位器连接方式

反洗水调节阀阀门在50%开度时反馈杆呈水平状，随着阀门开关连接棒在反馈杆一字槽内左右滑动，当连接棒滑动不顺畅时便出现卡顿现象，造成反馈滞后。当控制系统发出一定的阀门开度指令时阀门动作，因反馈滞后，定位器未能第一时间接受到阀门开度信号，继续控制阀门开关，致使阀门过开或过关进而引起水流量发生突变。至此，引起树脂分离反洗水流量突变原因已查明。我们将这一问题向阀门厂家反馈，并提出将该直型程调节隔膜阀更换成角行程调节阀，厂家表示该型号阀门在其他厂使用没有出现过类似问题，但同意将阀门更换成角行程调节球阀。角行程调节球阀阀门行程与定位器直连（图3-2），没有外置的中间连杆和反馈杆，阀门开度信号反馈较直接。

图3-2阀门形成与反馈与定位器直连

反洗水调节阀更换后反洗水调节线性良好，系统运行1年多再未出现树脂分离乱层现象（图3-3），问题得到了彻底解决。

图3-3调节阀更换后开度与流量曲线

4、小结

精处理系统失效树脂再生，树脂分离是关键步骤，而树脂分离过程反洗水流量的调节是影响树脂分离效果的重要因素。反洗水流量调节阀调节性能必须确保良好，保证其开关线性的稳定，另外在调节阀选型上尽量避免使用通过中间连杆机械式连接的阀门定位器。

参考文献

[1]《凝结水精处理护手册》-北京中电加美环保科技有限公司，2015年6月.

[2]《智能阀门定位器YT3300,YT33系统操作运行维50系列使用说明书》-YOUNGTECHCO.,LTD.2015年5月.