电厂化学水处理调试总结

电厂化学水处理调试总结 景泰电厂是新建电厂，是甘肃首台660MW机组，由甘肃电科院负责其调试工作。化学补给水系统调试于2008年12月开始，至2009年5月基本调试结束，系统投运正常，出水水质符合设计及相关。整套系统的设备与以往调试过的300MW机组相比，没有增加新设备，调试过程比较顺利，调试中发现的大部分问都能得到很好的解决，部分问题未给出解决，有待通过进一步的工况调整，并作相应的试验，最终解决问题。 系统流程如下:空气擦洗滤池来水?主厂房加热?生水箱?超滤装置?清水箱?清水泵?反渗透装置?淡水箱?淡水泵?阳床?除碳器?除碳水箱?除碳水泵?阴床?混床?除盐水箱?除盐水泵?主厂房凝水补水箱。 系统连接与运行:2套叠片过滤器、2套超滤单元及2套反渗透单元均采用并联连接方式，均不设备用;一级除盐+混床均采用并联连接方式。系统设计出力130t/h。单台超滤装置出力为100t/h，单台反渗透出力为65t/h，一级除盐+混床离子交换设备出力130t/h。 以下就调试出现的主要问题及处理情况逐条进行分析说明。其中包含有设计变更方面内容，也提到了运行中需要注意的问题。下文出现的“甘谷调试”是指07年大唐甘谷电厂化学调试;“辛店调试”指06年山东华能辛店电厂化学调试。 1、 反洗跑脂及流量控制。 由于阳、阴、混床反洗均无手动门，不便于控制反洗流量，在安装阶段曾建议厂里增加反洗进水手动门，阳床大、小反洗2个，阴床大、小反洗2个，混床大反洗1个。实际调试过程中发现，阳、阴床反洗时存在跑脂现象。由于进水手动门未能及时加装，只能通过自用水泵出口手动门调节，报告书中提到操作时应缓慢开启，调整反洗流量平稳上升。早期流量计未投入时，阳、阴、混床的反洗流量只能人工判断。 阳、阴床上部配水装置一般是在十字管或圆筒管上开有许多小孔，外面包有滤网或不锈钢丝，也有直接采用绕丝结构的。对于包有滤网的要注意在安装阶段检查滤网包裹的层数，不能太密，否则在反洗时碎树脂容易将滤网堵死。如若在调试阶段将滤网拆除，对于单室床来说则不需要体外清洗，但是要特别注意反洗操作， 控制好反洗流量防止跑脂。 2、超滤装置反洗爆管问题。 超滤装置反洗时因反洗进水门开启过慢，时间长达一分钟，造成系统憋压严重。阀门开启的瞬间流量过大，超滤装置受到的冲击力很大，造成组件连接管时常崩开，反洗自动无法投入。每40分钟一次的反洗，需人工点操进行，通过反洗水泵出口手动门调节流量，极大增加了运行人员的操作量。后经过各方讨论，将进水门改成电动慢开门后问题得到解决。 3、系统短接制水问题。 超滤、反渗透系统的调试需要先投入自动控制程序以及流量压力等测点。在早期由于工期紧张，本次调试采用了临时方案，经过短接系统，先进行除盐系统的调试。工艺流程如下:生水箱?(短接)?淡水箱?淡水泵?阳床?中间水箱?中间水泵?阴床?混床?除盐水箱。先制取软化水用于再生阴阳床，得到的一级除盐水用来第二次再生阴阳床，之后的出水用来再生混床，得到的二级除盐水再次再生阴阳混床即可达到出水达标。这个临时方案为现场赢得了宝贵的时间，保证了节点目标顺利完成。但是这种短接方式不宜用于大量制水，一是阴阳床周期大大缩短，通常8-10小时即失效，再生操作频繁。二是早期生水水质未经过超滤处理，可能会造成阳树脂污染。 4、反渗透出力不足问题。 系统初期投运时，反渗透装置出力不足，经过分析判断可能是水温低导致的(生水来水温度在10?左右)。反渗透产水对进水水温的变化十分敏感，随着水温的增加，水通量也线性的增加。资料表明水温每增加1?，水的透过速度约增加2%。之后建议厂里采取有效措施，保持生水加热器的连续运行，向化学制水车间提供30?左右的生水，问题得以解决。生水温度提升至25?时，产水量由原来的30t/h左右提升至65t/h，达到了额定出力。 提高水温虽然有助于增加产水量，但过高的温度会导致膜高分子材料的分解以及机械强度的下降，反渗透膜元件的最高使用温度一般为40~60?。有时为了防止二氧化硅的析出，也可以提高水温，增加溶解度。 6、树脂上托现象。 在阴床调试期间，床体失效后再生进碱时发现床内树脂有整体上托现象， 下视窗能明显观察到高度为200mm左右的断层。在辛店调试和甘谷调试中也遇到过这种问题。经多次查找没有发现有报导此问题的文献资料。作者猜想可能是下列原因造成的: 1)碱液浓度过大。此种可能性较低，有资料显示高混树脂分层所需的碱液浓度大于10%，方能使树脂上升。在开始进碱的时候，因为在线浓度计未投入，只能通过计量箱液位下降速度判断。前几分钟有可能进碱浓度偏大，但是前期床内有水，碱液应该被稀释，达不到较高的浓度。大约5分钟后人工调整过的浓度一般都在3-5%之间。因此碱液浓度不会是造成树脂上托的主要原因。 2)再生流量过大。与上面所说类似，早期调试时流量计尚未投用，一般都是人工通过排水量判断，有经验的运行人员一般都会控制在较小的范围内。另一方面流量大会引起树脂乱层，能通过视窗观察到树脂在动，而实际未发现树脂乱层的现象。猜想是前几分钟流量控制不当，给树脂造成一个整体冲击，加之树脂层压实现象较严重，因此造成上托。这种猜想尚需要进一步分析流量数据才能确定。 3)树脂层内夹气。再生过程中一直保持树脂层内有水，因此，气的来源只可能是喷射器来，但是喷射进碱系统是封闭系统，不可能有大量空气被带入。那么，即便是带入少量的空气，是否就能引起树脂上托呢，需要有数据或文献资料支持此观点。 4)树脂未预处理。因调试工期较紧张，树脂未经过漂洗及预处理就直接装入床体内，碎树脂较多。几个运行周期后能观察到压差明显上升，树脂在运行过程中被充分压实。再生时小反洗未能充分松动树脂，导致进碱引起整体上托。 以上分析了几方面的可能性，就单方面而言，可能性都较低，故作者认为是几方面共同作用引起的树脂整体上托现象。具体原因有待日后通过实验验证。 7、混床反洗加酸问题。 在对混床进行调试时常遇到一个难题，就是阴阳树脂的分层。一般电厂的运行规程都是直接反洗分层，可实际上这种操作分层的效果很差。阴阳树脂的分界线十分模糊，且在阴树脂中能观察到阳树脂的存在，这是由于静电作用引起阴阳树脂抱团造成的。特别是新树脂，这种现象尤为突出。一些文献资料及教材提到反洗时适当加入一些NaOH可消除静电，并且由于树脂转型后增大了阴阳树脂 的湿真密度差，更利于分层。在更早一些时候，现场调试也是采用这一方案的，但是这种方案由于混床的结构问题，实际操作起来比较麻烦，且效果不稳定。因为混床的进碱口是在中间，加NaOH时，只能开进碱门和反排门，这样碱液就不能直接作用于树脂，而是大量存在于树脂上面的水里。如果不开反排门，转而开正排门，又会因为正排流量过大不易控制水位。从05年山西榆社调试开始，甘肃电科院的姬晓川高工就尝试采用另一全新的方法来分层。考虑到分层失败最主要的原因是静电作用，故舍弃加NaOH改为加盐酸。为了测试修改方案造成的密度差缩小对分层的影响，及所需浓度和盐酸用量，姬高工带领相关调试小组成员做了大量的小型实验，实验证明，盐酸代替NaOH是可行的，且最终的效果更佳。在实际应用时，每台混床分层前加入300升的盐酸，控制浓度在5%左右，在进酸过程中，同时打开反洗进水门，并通过进水手动门调节流量，维持在树脂刚刚能动为宜。待盐酸进完后，不停喷射来水，加大反洗流量，使得树脂充分扬起。这一过程所需时间应当尽可能短些，这样才能保证盐酸作用于树脂。若时间过长，盐酸被稀释到较低浓度，树脂极有可能又会再次抱团。树脂充分扬起后就可以停止反洗了，让树脂自由沉降分层，最后的效果应该是能观察到一条分界十分明显的树脂分界线。 对于盐酸代替NaOH的方案，目前还没有相关的报道，经过这几年的实际应用检验，作者觉得这是一种更加简便的方法，由此可以证明，分层时湿真密度差的变化对分层的影响是较小的，可以忽略。真正的影响还是静电作用，只要用合适浓度合适量的盐酸来消除静电，最后的分层效果是十分理想的。考虑到这一修改方案并未发表成，在调试措施和报告的编写时，没有将这一应用写入。 8、喷射器问题。 本次调试做喷射试验未发现有异常现象，但在以往调试时，偶尔会碰到喷射时不出酸(碱)反倒计量箱倒灌水的现象。遇到这种情况，一般都由厂家技术人员解决。但是现场工期较紧张，等待厂家派人到现场处理问题经常会耽误较多的时间。04年甘肃张掖电厂调试开始，姬晓川高工带领调试小组研究了喷射器的结构，查找了大量的文献资料，通过计算最终发现了造成倒灌现象的原因。一种是安装时喷射器偏离了中心线，喷射引发乱流造成的。一种是喷射器制造工艺不过关，喷嘴与喷射器腔体的角度偏差造成的，这种情况可以通过现场改造解决， 大大缩短了被耽误的调试工期。具体的数据及分析这里不作介绍，同时这一成果也并未发表成正式论文。 9、树脂预处理问题。 调试措施中要求树脂在被装入床体内之前必须经过充分的漂洗，以去除其中的碎树脂，且需要进行预处理，以除去出厂时残留的杂质成分。使得除盐系统在正常运行时能达到更好的出水指标。但是现场往往要求的工期较短，为了完成预定的节点目标，真正留给调试的时间更短。本次调试在与各方协调后决定，除盐系统的树脂都不进行预处理。由此引起的直接的可见的结果是运行时水质未发现有明显变化，考虑到阳床入口水是经过反渗透装置处理的淡水，绝大部分的盐分已被去除，水质结果是可以保证的。但是几个周期后发现，各床体都存在不同程度的压差上升现象。虽然都还控制在指标内，但不排除进一步上升的可能性，到压差超标时就需要体外清洗了。在以往的调试中，甘谷电厂就有过这样的经历，压差过大以后流量迅速下降，出力明显不足，体外清洗时发现大量碎树脂。 顺带提起个问题，辛店调试时，树脂是经过预处理的，阳床和阴床的树脂都是用酸浸泡12小时后冲洗到中性偏酸(未进行碱浸泡)。之后的系统出水及设备运行都很正常。这里特别提到一点是阴床的进酸方式。04年连城调试时是接临时管，管材是不锈钢管，存在铁污染的可能性。辛店调试未采用这一方式，而是通过阳床满酸后经过中间水箱、中间水泵进入阴床。之后再充分冲洗水箱水泵及相关管道。但是作者了解到这种方式对中间水泵的叶轮是十分不利的，短时间内没有明显反应，但是之后存在水泵寿命缩短的可能性。因此作者偏向赞同通过接临时管的方式来输酸，当然得采用橡胶软管。 10、调试记录与数据的保存问题。 过往的调试记录一般都是手写记录，交接班时由上一班交到下一班。本次景泰调试开始，作者尝试做电子版的调试记录，这种记录方式的好处在于便于长期保存和方便随时查阅。整体调试结束后，一般原始调试记录会交回项目部存档，个人只能保留复印件。下一次调试时携带不便，特别是经历了多个现场调试后，原始记录是很多的，有些数据查找起来也不方便，改成电子版就不存在这个问题了。但是需要注意的是，电子版的记录是手写记录的再整理和补充，最好指定固定人员来完成，手写记录对于交接班后的工作是不能被电子版记录代替的。特别 是调试小组成员较多的时候，多人查询记录就需要到手写本。 电子版记录的内容包括照片、表格、图纸等等十分丰富的资料信息，这一优势是手写本不具备的。比如说，有一些试验数据和分析报表，人手抄写起来很费功夫，最好的方法是用手机拍下照片，然后转存到电子版记录上。作者觉得现场调试应该推广这种记录方法，由于是第一次尝试，还有很多没有想到的，推广后，集思广益，大家都来讨论补充，这将是将来调试的一种趋势。 11、程控调试配合问题。 水处理的程控调试包括阀门的远传、自动程序的编写与调试、热工测点信号的传动、分析仪表的投入等。这些工作与工艺调试的联系很密切但又不属于工艺调试的范围。因此，如何配合好程控调试需要掌握好一个度，涉及过深增加工作量不说，日后也很难脱身。完全不管也不行，热工人员很少有清楚了解工艺流程的，编好的程序能不能满足现场实际需要，得经过调试人员的检验。(不同现场配合情况不一样，有些时候，需要调试方从旁催促) 一般来说，配合程控调试分三个阶段。在早期的时候，调试方只是参与检验步序表。整套设备(如超滤装置、反渗透装置等)的步序表是设计院根据厂家资料设定的，一般不做修改。重点是除盐设备，因为不是整套过来的设备，不同的现场可能有不同的需要。要根据实际情况决定是否做修改。 在中期，视现场工期工作情况有所不同，最开始应该是阀门的远传。本次景泰调试准备了一份详细的阀门清单，内容包含有序号、阀门名称。KKS码、就地及远方操作情况说明、备注等。资料来自KKS码清册及系统图纸。可由运行部先准备，再经调试方核对，最后根据实际情况作增添或删减。阀门的远传结束后，条件允许则检验步序。这次景泰调试因为工期紧张，先进行的除盐系统的调试，然后检验超滤、反渗透的步序，再投预脱盐系统的。需要说明一点，预脱盐部分的设备必须投入自动才能正常投用。这是因为设备要求的自动化程度较高，如超滤每运行40分钟就得反洗一次，如果不投入自动控制程序，则运行人员工作量大大增加，误操作的可能性也在增加。另外，中期工艺调试时需要投入各种保护，调试方要配合检验各连锁条件是否满足现场需要。 在后期，设备工艺调试基本结束后，剩下的工作是配合投入热工测点及分析仪表了，其中包括流量、压力、温度、液位等。调试方的工作是通知运行人员 启动设备检验其投入的信号在上位机的显示与实际情况是否相符，并统计测点投入情况。其他工作如查线对点等是安装单位与程控厂家配合完成的。 总之，程控调试的阶段性很明显，早期与后期的工作以厂家为主，调试方配合并根据现场情况催促厂家技术人员完成其主要阶段性工作以跟紧调试进度。中期工艺调试时，则是程控厂家配合调试方，以设备工艺调试为主，以完成节点任务为目标。 12、反渗透膜污染问题。 09年7月，景泰电厂的反渗透装置在投入运行不长时间，发现产水量降至20t/h，打开保安过滤器没有发现有污染物，检查膜元件时发现膜表面有粘性，且带有轻微的土腥味。初步分析判断为膜污染。后经过化学清洗系统恢复正常。在辛店调试时有过因为加药管断裂，反渗透装置运行3天没有加阻垢剂导致膜结垢的经历。而在甘谷调试时其中一台反渗透也因为出力下降进行了化学清洗。由此看来，反渗透装置对于运行条件的要求是相对较高的，在调试期间应引起足够重视。 反渗透膜表面的污染物通常为紧密附着的硅酸化合物、硫酸盐、聚合物、有机物、金属氧化物和氢氧化物等污染物，这些污染物会导致产水率降低和脱盐率下降。引起污染的原因是多方面的，最常见的多为进水水质不合格以及加药不当，有时也与运行工况有关系。在保证进水水质的前提下，一般防止膜污染的办法常见为:1、提高进水温度以降低水的黏性，减轻浓差极化。2、调节pH值，通过原水加酸的方式防止碳酸盐垢的生成，同时pH值对蛋白质的溶解度、构型和荷电性有很大影响，在一定程度上能防止有机物污染。3、加入稳定剂干扰难溶盐的结晶过程。4、加入氧化剂杀菌及加入还原剂消除余氯，防止微生物大量繁殖引起膜的有机物污染。 在调试阶段，设备启停频繁，流量压力变化大，进水水质变化也很大，因此要严格按照厂家要求调整好运行工况，合理加药并加强监测。特别是加药系统投入初期，要注意观察药箱液位下降情况，检查补水门是否严密，防止漏水稀释药液。通常情况下，加药管是PVC管，加药泵是柱塞泵。一般加药时泵出口震动较大，容易造成管材断裂，运行时应加强巡检。 13、调试期间缺陷的管理。 调试工作基本结束，尚未正式移交业主之前，有一个代保管阶段，此阶段往往会有很多缺陷需要处理。对于缺陷的管理，本次调试根据甘谷调试的经验，制作了一个电子表格，用于水处理缺陷的统计，之后交由监理部统一下发给各方进行消缺。统计的内容包括机务方面和热工方面，每条缺陷都有一个情况说明，或是设备损坏需要修理，或是某样设备尚未安装，又或是什么表计尚未投入等等。 对于这种缺陷管理方式，有这么几点显而易见的好处:1、更新简便。早期统计的时候，缺陷很多，达百多条，有很多事热工表计未投入。需要更新的时候只需将已处理的去除，添加新问题即可。2、利于消缺。有了缺陷统计单，能做到全面掌握情况，清楚地知道现阶段存在着哪些问题。并能通过指挥部，督促各方解决问题，比起单条填报更有效率。3、分清调试职责。在设备调试已经结束，运行人员开始接手的时候，对于运行中出现的问题和缺陷，调试人员的职责是配合消缺。然而这一概念很模糊，经常被认为调试工作尚未结束。比如说流量表等热工表计未投入，这是热工的问题，与工艺调试无关，但是没有调试的配合，热工人员调好表计后又无法确认其显示结果是否正确可用。有了统计单，就能很好地解决这种问题，调试方负责统计缺陷，运行人员根据统计单确认消缺情况，这样调试小组就能从缺陷问题中脱身了。 最后说明几点，一是统计单的内容不包括改造问题，只要是不影响调试的但方便于日后运行的设备改造问题，可交由运行部自己提工程联系单。二是涉及工艺问题的缺陷仍需要调试方配合处理。比方说设备出力不足，出水指标达不到等，经过调试人员的分析后，给出解决方案，若是设备本身的故障引起的，则由厂家处理。三是统计单到了后期应交由运行人员自己统计自己上报。在电厂建立起完善的消缺制度后，缺陷管理就交由运行人员来完成了。个别重大的影响到整体调试的问题，调试方可通过工程联系单方式上报指挥部。 以上所列问题除了景泰调试所遇到的问题以外，还结合了以往其他现场调试的个别特殊问题，有很多不宜写入报告中，但是经过分析总结后可作为调试经验的积累，对将来的工作也很有帮助。能预防类似问题的发生，将来出现相同缺陷也能很快找到解决方案，对本次调试个别没有得出结论的问题，也提出了可能的原因，在以后适当的时候通过查找资料，试验后尝试给出结论。本次总结包含了作者多年调试的一些心得，有些问题解决的方案得益于调试组其他前辈的指 导。最后，这是一篇总结性文章，基本是文字阐述，没有具体数据，仅供内部人 员参考及讨论用，有很多地方的观点也只是个人的看法，欢迎大家提出批评和指 点。