弱酸阳离子交换器改造
(内蒙古丰泰发电有限公司，内蒙古 呼和浩特 010030)
摘 要：文章阐述了丰泰发电厂弱酸阳离子交换器现状， 对设备存在的问题及原因进行了分析，提出了改造措施，并进行了改造后效果及经济比较 。
关键词：双流弱酸阳离子交换器；中排装置；改造
中图分类号：TM621.8 文献标识码：A 文章编 号：1007—6921(2008)16—0112—02
丰泰发电厂为2×200MW热电机组；循环水的循环方式为闭式循环冷却水系统，以地下水作为 循环补充水。循环冷却水系统采用弱酸阳离子交换器处理；系统共有4台Φ3000双流弱酸阳 离子交换器，设计单台正常出力280T/H，装填树脂型号为D113型树脂。在设备运行前期，四 台双流弱酸阳离子交换器先后出现树脂捕捉器树脂堵塞，运行中偏流，不能达到正常出力的 问题，而且树脂损耗大，周期制水量低，酸耗大。为了解决这一问题，经过分析研究，对弱 酸阳离子交换器进行改造。
1 弱酸阳离子交换器现状
1.1 设备的运行方式
双流弱酸阳离子交换器的结构和工作原理如图1，上下层树脂层高为上层1100 mm，下层1 400 mm。出水装置为母管支管式。运行时，水由上下入口同时进入，分别经上下部树脂层进行交 换后，由中部出水装置处汇集送出。正常出力为上下入口流量140t/h；失效后，先反洗树脂 层，然后再生。使酸液自上而下通过整个树脂层。最后自上而下对整个树脂层进行置换和正 洗。
再生步骤为：小反洗—大反洗—沉降放水—进酸—置换—正洗。其中小反洗每个周期 进行，大反洗每10个周期清洗一次。
1.2 设备存在问题
该系统2001年8月投入运行以来，在4个月期间先后出现以下问题：①双流弱酸阳离子交换器 漏树脂，造成树脂捕捉器堵塞，出入口压力增大，树脂流失量多。
②出力达不到要求。在设备出现漏树脂后，运行工况为上入口流量100t/h，下入口流量5 0t/h运行，此状态下树脂流失量较少，但下层树脂利用率低。如流量增大则出现树脂捕捉器 堵塞，反而使流量减少。
③运行中经常出现偏流现象，偏流造成运行时间缩短，周期制水量低，再生频繁，酸耗 增加。
此外，由于循环水弱酸水补水量不足，造成循环冷却水浓缩倍率居高不下，排污量增大。不 仅浪费水资源，还存在凝汽器铜管结垢隐患，影响机组的安全、经济、稳定运行。
2 原因分析
经过对双流弱酸阳离子交换器打开检查，中间排水装置损坏，分析原因由以下几方面造成中 排装置损坏。
2.1 反洗时水流冲击力大
在失效再生时小反洗对中排装置作用力小，大反洗时流量最大到达120t/h，中排装置所占面 积约为所在截面积的1/3以上，反洗水流在经过中排装置时流速加快，中排装置承受较大向 上作用力。
2.2 中排出水管在运行中震动
运行中，由于上下入口流量不相等，压力变化，上下树脂层阻力不同的原因，中排出水管受 力不均匀，造成中排装置震动。
2.3 双流弱酸阳离子交换器对流量要求较为严格，要求上下进水流量基本一致
而设备所使用的为浮子流量计，浮子流量计误差大，控制流量不准确。在运行中上 下入口流量不相等，造成中间排水装置震动。在大反洗时，因流量的不准确引起大流量冲击 中排装置。
2.4 中间排水装置损坏变形，引起树脂捕捉器堵塞
由于中间排水装置损坏变形，使中排装置连接部件间隙增大，树脂随水流进入中排装置 到达树脂捕捉器汇集，引起树脂捕捉器堵塞。出力达不到要求。由于树脂随水流进入中排装 置，长时间运行，树脂层空洞，上层树脂层填补空洞，顶部树脂层平面倾斜，水流阻力不均 匀，引起偏流现象。
3 采取的改造措施
3.1 中排装置结构
中排装置为鱼刺型不锈钢结构，母管末端用垫板支撑，抱卡固定。支管用槽型钢支撑，抱卡 固定，垫板及槽钢用衬胶防腐，固定用抱卡、垫片、螺母采用普通不锈钢。
中排装置支管结构由内到外由多孔支撑管、不锈钢绕丝拉劲，梯形不锈钢绕丝组成。多孔支 撑管起限流和支撑作用，不锈钢绕丝拉劲起固定不锈钢绕丝，防止间隙发生改变并在支撑管 和绕丝间形成间隙的作用：梯形不锈钢绕丝起均匀排水并防止树脂跑出的作用，不锈钢绕丝 间隙0.2～0.25mm之间。D113树脂颗粒直径＞0.315mm。树脂不会随水流进入中排管内。
3.2 改造措施
3.2.1 加强中排装置支撑部件强度，保证中排装置在反洗水流及运行中水流引起震动的 牢固性。对支撑母管垫板增加厚度，由单支撑改为双重支撑，支管一条槽钢支撑改为两条槽 钢固定。
3.2.2 更换固定件，增加强度，更换材质，由410s特殊不锈钢替代普通不锈钢。使耐腐 蚀性能更高，机械强度更强。
3.2.3 更换上下入口流量计，用差压式孔板流量计替代浮子流量计，保证流量调节的准 确性，避免反洗及运行时流量误差造成中排装置的损坏。
4 改造后效果及经济比较
改造后双流弱酸阳离子交换器运行状况良好，制水量达到设计出力，满足循环水弱酸水的 补给量，保证机组的安全运行。
树脂流失量大幅度降低，解决了树脂泄漏问题，树脂补充量减少。
提高了双流弱酸阳离子交换器周期制水量，延长了双流弱酸阳离子交换器运行时间，下 层树脂得到充分利用。减少再生次数，减轻运行人员得工作量。
解决偏流问题，提高树脂利用率，降低了酸耗，节约成本。减少循环水的排污量，节约大量 水资源。
改造前后平均数据如表1。
经过上述技术改造，循环水弱酸补水量得到了保证，循环水水质得到较大改善。保证机组安 全运行。从环保角度看，节约了大量生水，减少再生废液的排放，减少了环境污染，带来了 社会效益。
［参考文献］
［1］ 李培元，钱达中，王蒙聚.锅炉水处理［M］.武汉：湖北科学技术出版社，198 9.
［2］ 施燮钧，王蒙聚，肖作善.热力发电厂水处理［M］.北京：中国电力出版社，1 996.
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