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摘要：机组供暖期汽水品质严重恶化，通过对设备运行状况调查、树脂再生过程跟踪、机组供水水源等方面，查找到汽水品质恶化的原因，为树脂再生分离不彻底，阳树脂中混入大量阴树脂，再生后高速混床投入运行时，阴树脂溶解、氯离子泄漏到水汽系统中，造成汽水指标严重超标。
关键词：纯碱品质劣化 树脂再生 高速混床 阴树脂溶解 氯离子
01
概述
我公司#2机组为供热机组，凝结水采用中压精处理系统处理，具体采用两台预过滤器和三台球形高速混床串联布置。机组正常运行时，两台预过滤器并联运行，不使用；两台高速混床并联运行，一台备用，可满足各机组100%的凝结水处理能力；精处理高速混床树脂采用体外“三塔”再生方式。
该公司供热主要用户为华意科技、华意空分，合计最大用汽量约550t/h，压力4.0Mpa，蒸汽温度470℃。华意科技凝结水不回收利用，华意空分凝结水通过增压泵返回公司。当水质不合格时，通知华意空分切断凝结水外送，当水质合格后，方可返回各机组凝汽器。该机组供热期间，省煤器、主蒸汽品质曾发生过3次严重恶化现象，约3小时后氢电导率达峰值并开始缓慢下降，约11小时后，汽水指标恢复到标准值以下。 从汽水曲线可以看出省煤器氢电导率最高达到1μS/cm（局部值3.6μS/cm），主蒸汽氢电导率最高达到1μS/cm（局部值5μS/cm），已严重影响机组的正常安全和加热蒸汽品质。分析证实，汽水指标异常原因是树脂再生分离不彻底，阳树脂中混入大量阴树脂，再生后高速混床投入运行时，阴树脂溶解，氯离子泄漏到水汽系统中，造成汽水指标严重超标。
02
原因分析确认流程
2.1
单位供水水源水质不合格
联系实验室人员对除盐水质量进行测定，除盐水质量合格，并向#1、#3、#4机组注入同样的除盐水，均未发现蒸汽和水指标超标，排除了机组水源不合格的因素。
图1：脱盐水测试报告
2.2
冷凝器泄漏
如果凝汽器发生泄漏，当泄漏量较大时，凝结水质量应持续超标；当泄漏量较小时，随着负荷的变化，凝汽器钛管受到不同程度的冲击，凝结水质量也会随着负荷的变化而波动。但在多次水汽指标异常的情况下，凝结水质量变化不大，精制处理出口汽水指标良好，排除了凝汽器泄漏的因素。
图2：凝结水、主蒸汽、省煤器氢电导率曲线
2.3
华谊空分回水水质异常
当监测人员发现汽水指标异常时，怀疑汽水指标超标可能与华意空分凝结水回水有关，但通过对比省煤器、主蒸汽氢电导率及华意空分回水钠离子、氢电导率等指标曲线发现，在机组汽水指标异常升高21分钟后，华意空分回水水质就变为不合格，从而排除了华意空分回水水质异常的因素。
图：华谊空分回水钠离子及氢电导率曲线与2号机组省煤器及主蒸汽氢电导率曲线上升时间对比
#2机组省煤器、主蒸汽氢电导率曲线
华谊空分回水钠离子及氢气电导率曲线
2.4
杂质进入计量系统
1、2号机组共用一套加药系统，其原理是将氨溶解在除盐水中，通过加药泵加入精处理总出口管和除氧器下降管中。如果加药系统带入杂质，两台机组的汽水指标均应异常，但1号机组未发现超标现象。已排除加药系统带入杂质因素。
图：#1、#2机组省煤器及主蒸汽氢电导率曲线对比
2.5
树脂再生分离不彻底
对碱中氯离子含量进行分析，碱指标严重超标期间，精处理出水、除氧器入口氯离子含量仅为5μg/L，除氧器出口、给水、主蒸汽氯离子含量达200μg/L，判断为有大量氯离子进入热力系统。排除以上原因后，唯一可能将氯离子带入热力系统的系统为精处理再生系统。通过跟踪运行再生操作发现，分离塔树脂分离效果良好，但在树脂向阴、阳塔输送过程中，分离塔内树脂受到扰动、湍流，将部分阴树脂带入阳塔。经洗涤确认，阳塔内阴树脂高度约10cm，阳塔加酸后，这部分阴树脂吸收了大量的氯离子。
通常情况下，树脂分离效果不良，只会导致高混床出水不合格或周期性产水量大幅下降，但并未出现汽水指标严重恶化的情况。这部分氯离子是如何进入精处理系统后面的热力系统的呢？通过进一步送样分析树脂溶出物，阳树脂中未发现氯离子，但阴树脂溶出物中含有较多的聚合物基团。这些聚合物基团能够顺利通过高混床树脂捕集器进入热力系统，并在加热时发生分解，释放出吸附在聚合物基团上的氯离子，导致汽水氯离子含量超标。汽水温度越高，聚合物基团分解越彻底，释放出的氯离子含量越大，这与汽水氯离子含量的变化趋势相吻合。可以判断，该机组汽水指标异常与精处理再生期树脂分离效果不良有关。
正极塔上部有约10cm的负极树脂
发现一期精处理高速混床树脂使用年限已超过15年，检查分析结果显示阴树脂已达到报废状态，阴树脂在使用过程中由于老化，会不断溶解、析出高分子基团，并吸附再生过程中带入的氯离子，随着热力系统温度的逐渐升高而再次释放，导致装置汽水指标出现异常。
03
防范措施
3.1
当精处理高速混床出水电导率达到0.08μS/cm时，投入备用高速混床，若进水氢电导率升高，则撤回备用高速混床，保持原混床运行，备用混床树脂立即输出至分离塔，待树脂合格后重新投入混床运行。
3.2
若出现第1条所列情形，则将失效混床由氢型混床转换为氨型混床，重点监测失效混床出水Na含量，确保≯1μg/L，备用高速混床树脂检测合格后尽快进行再生投入运行。
3.3
精处理高速混床树脂发生故障后，值班操作人员应立即安排人员进行树脂再生工作，单套树脂的再生时间不得超过16小时。
3.4
优化精处理再生操作顺序，提高树脂再生程度，降低氯离子泄漏进入汽水系统的风险，具体如下：
1）第一次分离1需安排专人到6.9米汽轮机房观察树脂膨胀高度，当树脂膨胀到顶部窥视窗底边时，立即进行第一次分离2。
2）树脂分离输送至正塔前，需检查正塔内树脂已输送干净，若正塔底部有树脂残留，可通过程序控制将正塔内树脂输送回分离塔，经二次分离后再输送。
3）阴阳塔内树脂单独再生冲洗，需将电导率降至2μS/cm以下，若电导率超标，需增加树脂擦洗次数并将破碎树脂从顶部排水管冲出，防止破碎树脂进入高速混床。
3.5
更换一级精处理树脂，树脂达到使用寿命后，应增加树脂检测频率，每年或半年对树脂进行一次取样分析，如树脂中溶解物过多应及时更换树脂。
04
综上所述
热电联产机组集中供热是一种新型的供热方式，与锅炉等传统方式相比，可以节能减排，减少资源浪费。集中供热可以有效降低能耗，满足当前热电联产机组的运行要求。电厂水汽质量标准是化学监管的重要依据，是保证发电设备安全经济运行的重要手段。