解决在线氢电导表树脂频繁失效的方案

解决在线氢电导表树脂频繁失效的方案

张梦欣

张梦欣

（河北大唐国际张家口热电有限责任公司张家口075000）

摘要：热力系统中的水质是影响火力发电厂热力设备（锅炉、汽机等）安全、经济运行的重要因素之一。其中水样的氢电导率可直接反映水中杂质阴离子的总量。品质不良的水若进入水汽循环系统，就会造成热力设备的结垢、腐蚀、过热器和汽轮机的积盐等重大危险。本文通过现场氢电导频繁失效的现象，分析传统方法存在的问题，提出解决方案。对于火力发电厂氢电导测量有较高的推广意义。

关键词：氢电导变色树脂失效再生

火力发电厂的生产过程是一个能量转化过程，水是传递能量的工质。火力发电厂水处理的重要性为了保证机组的正常运行，对锅炉用水的质量有严格的要求，而且机组的蒸汽参数愈高，其要求也愈严格。热力系统中的水质是影响火力发电厂热力设备（锅炉、汽机等）安全、经济运行的重要因素之一。如果品质不良的水进入水汽循环系统，就会造成热力设备的结垢、热力设备的腐蚀、过热器和汽轮机的积盐等重大危险。那么火电厂对水质的检测就显得尤为重要。其中水样的氢电导率可直接反映水中杂质阴离子的总量。氢型交换柱阳离子交换树脂的状态对水样的氢电导率的测量结果有显著的影响。

一、研究背景

我厂2009年投入化学在线氢电导表运行，离子交换树脂采用静态浸泡再生和失效树脂废弃更换的比较粗放的处理方式。

1、树脂静态浸泡酸洗再生方法

树脂静态浸泡再生是指检修人员拆除树脂罐送化验班采用手动酸洗、浸泡再生。

步骤一：拆回树脂。维护人员将汽水取样装置相应氢电导的水样关闭，停运对应在线氢电导表，拆取树脂交换柱送至化验班。

步骤二:酸洗再生。1）配酸时，化验人员按照7：1的比例稀释38%的盐酸，将稀释后的盐酸倒在树脂桶内，桶内稀盐酸以完全没过树脂表面为宜。浸泡时间24小时以上。期间需不定时进行搅拌，保证失效的树脂能够得到充分再生。

步骤三：树脂去酸。完成浸泡后，由化验人员人工去酸。即采用除盐水冲洗的方式洗掉树脂上残留稀盐酸。

步骤四：仪表投运。树脂完成再生后，再由检修人员手工填充树脂柱进行氢离子交换树脂的恢复。最后，仪表送电投入运行。

2、树脂静态浸泡酸洗再生方法存在的问题

2.1树脂再生方式粗放。树脂静态浸泡酸洗再生这种粗放的树脂再生方式一方面造成仪表的测量中断。而通过采购足量备用树脂和备用树脂罐，又给化验班造成了很大的工作量。手动再生树脂放酸和排酸完全根据操作人员的水平，容易出现不安全事故。

2.2树脂失效标准难以确定。旧式树脂没有明显的失效标准，也没有太大的状态变化。树脂再生也没有明确的再生合格标准。

2.3仪表故障难以判断故障。仪表投入运行一旦测量出现问题，很难判断是电极还是树脂的影响，维护人员只能根据经验和投运时间来进行初步判断。

2.4树脂静态浸泡酸洗均在敞口塑料桶内完成，体积受限造成水样与树脂不便于充分交换。

2.5增加定期更换工作后，树脂失效情况有所控制，但也比较频发。

3、变色树脂的应用和存在的问题

2009-2010年我们购买了足够的备用树脂和备用树脂罐，并将现有树脂全部更换为变色树脂。当化验班树脂再生完毕，我们便将再生好的树脂装罐封存以便备用。大大缩短了仪表的停运时间。且变色树脂失效后会变为明显的枚红色，方便维护人员及时更换；一旦再生好后树脂又会便会棕褐色，方便实验人员精确掌握树脂冲洗的程度。

变色树脂也存在问题：再生树脂颜色虽已经变化，但再生度不高。尽管化验人员可以通过树脂颜色判断再生程度，但是由于操作人员水品参差不齐，事实上对于变色树脂并不能达到很高的再生度，维护人员也很难掌握更换周期，经常导致测量值树脂不准确。对于高参数大容量机组水汽品质的，严格监控设备状态参数非常重要。

如何准确判断树脂的失效情况、如何提高树脂再生度、如何延长树脂使用时间就成为工作人员首要解决的问题。由于手动再生和变色树脂都存在各种各样的问题，采用变色树脂交换柱自动再生装置刻不容缓。

二、CCAR-I型氢电导离子交换柱自动再生装置引进和控制

2011年我们引进一种新型的离子交换树脂再生装置。该装置主要由PLC、电导率监测系统、电气系统、机械系统等部分组成，一次可同时再生四根交换树脂柱。该装置操作简便，在保证再生用水电导率的前提下，再生结束时交换柱出水电导率可达0.1μS/㎝，完全可以满足现场运行工况要求。该装置配置了国外领先技术的变色树脂。由于变色阳离子交换树脂失效前后的颜色明显不同，可以在铵离子漏出前进行再生处理，从而排除了氢型交换树脂失效引起的错误信息，提高了电导率测量结果的可靠性。

CCAR-I型氢电导离子交换柱自动再生装置以专用防腐型输送泵为系统核心，半透明PP高强度软管为介质传输管道，配备由10只聚四氟乙烯电磁阀，以及耐强酸介质腐蚀的两个材质为50目耐酸尼龙网的PP滤网过滤器共同组成循环流程。

阀1—除盐水箱出口阀；阀2—再生液箱出口阀；阀3—联络阀；阀4—正洗进水阀；阀5—反洗排水阀；阀6—电导率进水阀；阀7—正洗排水阀；阀8—反洗进水阀；阀09—再生液箱入口阀；阀10—HCL进液阀；

三、CCAR-I型离子交换再生装置在我厂的应用

3.1CCAR-I型离子交换再生装置应用

1、树脂准备：将装入90%高度变色树脂的交换柱安装在该装置的固定排架上，连接进出水软管。

2、水源准备：将备用高强度耐压塑料软管一端锁紧至本装置进水接口，软管另一端接至除盐水管路（电导率低于0.1μS/㎝最高值不超过0.15μS/㎝，供水压力≤0.3Mpa，）缓慢打开水源侧进水阀，调整合适流速。除盐水箱溢流管排水端接至地沟。调整除盐水流量，保证该装置除盐水箱溢流管保持少量溢流。

3、再生：将盐酸入口阀连接管插入提前备好的38%盐酸1500毫升中，按PLC画面中的【启动】键，待系统启动后，系统会自动将HCL抽入再生液箱内。系统开始进行自动再生后无需人员监护，直至再生正洗合格后，系统自动停运，再生结束。

对于CCAR-I型离子交换再生装置，我厂主要采用自动再生方式，整个再生工艺消耗酸约（浓度35%～38%）0.4L，耗水约44L。操作方式采用全自动方式，再生过程持续2小时30分，最后树脂正洗出水电导率小于0.10?S/cm。每支离子交换柱在流速控制为20ml/min的情况下可连续使用2周以上。和常规粗放的再生方式比较既节省了劳动力和时间，又保证了树脂的高再生度。大大提高工作效率和仪表的投入率，保证了设备的稳定性。

调整后低电对轮中心数据记录：

低电对轮螺栓伸长量测量（单位：mm）

注：制造厂要求螺栓伸长量为0.30mm-0.40mm。

全部工作结束后，机组启动后至满负荷运行，6#瓦的振动始终处于优良状态。