达拉特发电厂四期2×600 MW燃煤、直接空冷机组,锅炉采用亚临界压力参数、控制循环汽包炉,单炉膛、一次中间再热、燃烧器摆动调温、平衡通风、四角切向燃烧、紧身封闭、固态排渣、全钢架悬吊结构,额定蒸发量为2 093 t/h。每台机组设有3套全容量的精处理粉末树脂覆盖过滤器系统,设计运行最大压力为4.0 MPa。7号、8号机覆盖过滤器系统分别于2006-11及2007-06投运。
1·粉末树脂覆盖过滤器原理及其特点
粉末树脂覆盖过滤器的特点是设备单台出力大,占地小,主厂房易于布置,系统简单,设备投资较少。由于曝膜清洗、重新铺膜需要的时间很短,每次从失效到再次投运约3.0 h,不需要备用过滤器;无复杂的再生系统,没有酸碱的消耗和再生酸碱废弃物的污染,废弃物易于处理,有利于环境保护。
粉末树脂覆盖过滤器是将粉末状阴、阳离子交换树脂滤料覆盖在1种特制的多孔管件上,使其形成1个薄层,作为滤膜;水由管外通过滤膜和孔进入管内,进行过滤,用来置换溶解性的离子态物质,以除去悬浮固体颗粒、有机物及胶体硅及其他胶体物质。
2·粉末树脂覆盖过滤器运行情况
2.1 7号机
2.1.1过滤效果
7号机覆盖过滤器在冲洗空冷岛时即投入运行,其入口水水质较差:ρ(Fe2+,Fe3+)最高达到4 272.71μg/L、ρ(SiO2)达2 000μg/L、浊度达10.9 NTU。凝结水经过覆盖过滤器处理后,其Fe含量明显减少,但其去除SiO2的效果却很一般:投运初期还可去除一定量的SiO2,但运行一定时间后基本不再除硅,有时反而存在放硅现象(见表1)。
2.1.2存在的问题
(1)滤料失效快,曝膜、铺膜频繁,主要表现在:周期制水量小,最初投运时只有10 kt左右,半年试生产期间也只有24~72 kt;运行周期短,最初投运时只运行10 h左右,半年试生产期间也只能运行15~90 h。
(2)由于覆盖过滤器曝膜、铺膜频繁,导致运行成本高,从空冷岛冲洗投运开始至168 h试运结束,运行费用就高达100万元,半年试生产期间每月运行成本高达50万元。
(3)覆盖过滤器滤元外表面整体呈黑色,部分滤元变形,新铺膜的覆盖过滤器运行压差即高达0.10~0.15 MPa。
2.2 8号机
8号机空冷岛系统、凝结水系统、给水系统、锅炉系统冲洗比较彻底,覆盖过滤器在机组进入168h试运时才第1次投运,覆盖过滤器入口水水质相对比较好:入口水浊度小于1.0 NTU、ρ(Fe2+,Fe3+)小于100μg/L、ρ(SiO2)小于50μg/L,故其覆盖过滤器运行情况比较好。现已运行70多个h,其进出口压差仍维持在0.1 MPa。
3·滤元污染情况检查及分析
根据7号机覆盖过滤器运行情况,初步分析认为滤元已污堵。取出滤元做电镜分析,亦证实了这一点。原始状态如图1,去掉外层后如图2,可以看出,附着物主要是在第1层。对滤元表层滤料正面和背面进行电镜扫描,可以清楚看出,滤元表层滤料正面有许多大小不一的附着物,反面则很少。从滤元滤料掉下的附着物除了粉末状外,还有少量滤元的滤料(丝状)。对滤料附着物成分进行能谱分析,结果表明,表层污染物主要成分是Fe的腐蚀产物和Si,Al的氧化物。
4·结论及建议
7号机粉末树脂覆盖过滤器运行效果差,而8号机运行状况良好,主要原因在于投运时间不同。因此,在机组试运及启动阶段,必须做好机组冲洗工作;尽量保证覆盖过滤器入口水水质,必须在其入口水水质较好的情况下方可投运覆盖过滤器。有条件的情况下,机组试运及试生产阶段,最好选用调试滤元,机组半年试生产结束、凝结水水质较好时,再更换为正式滤元。
5·其他需注意的问题
(1)在凝结水温度低于65℃的情况下,铺膜时先铺树脂粉,而后在其上再铺1薄层纤维粉,以减少树脂粉的污染,延长过滤器运行周期。
(2)阴树脂粉在空气中极易失效,因此保存周期一般不能超过半年。
(3)高度再生的氢氧型阴树脂粉极易被大气或水中的CO2污染,导致运行周期缩短,因此,要保持凝结水系统较好的严密性。
(4)如果时间允许的话,曝膜结束后,可用水浸泡24 h,而后再进行1次曝膜、铺膜操作。
(5)铺好的膜尽量及时投运,避免泵长时间运行,以保证覆盖过滤器的正常运行周期。