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某厂凝结水精处理系统压差在投产1年多后突然变大,精处理旁路门不得不保持部分开度,汽水品质得不到保证,特别是在凝汽器泄漏的时候,精处理起不到有效的保护作用,对机组安全稳定运行威胁很大。因此,对精处理系统压差大的原因进行了认真的分析和探讨,并利用小修的机会通过吹通旁路压差取样管路的方法解决了这个问题。
一、凝结水精处理系统简介
某厂3号机组为600MW亚临界参数、一次中间再热机组,中压凝结水精处理系统由苏州东方水处理公司提供。3号机组凝结水量正常运行为1363t/h,最大流量为1540t/h。精处理系统设计压力为4.25MPa,允许最大压差为0.35MPa。系统旁路部分分别设置手动、电动100%大旁路,其中电动旁路门为可调节电动蝶阀。
精处理系统设置3×50%凝结水量的球形高速混床,3台高速混床采用并联运行方式,两用一备。为保证高速混床布水的均匀性,混床内部采用弧形板上安装“双速”水帽作为布水装置和出水装置。顶部弧形板上安装有60个水帽,平均间隙为1.00mm;底部安装有198个水帽,平均间隙为0.25mm。 高速混床直径为3000mm,树脂层高为1200mm,装填树脂量为8.5m3/台。混床内按阴阳树脂比1:1的比例装填德国拜耳均粒大孔型树脂,阳树脂粒径为0.63-0.73mm,阴树脂粒径为0.53-0.63mm。
再生装置由一台阴再生兼树脂分离罐、一台混脂隔离罐、一台阳再生罐和一台树脂储存罐及附属系统组成,用来进行树脂的清洗和再生。
二、精处理系统压差大情况
3号机组凝结水精处理设定系统压差大于0.35MPa时,电动大旁路门自动全开,而混床不退出运行。自2005年10月份3号机组发生过一次非停之后,3号机组凝结水精处理系统压差开始增大,2006年3月份系统压差在投运两台床时超过0.35MPa,导致精处理不得不同时投运3台混床。但如果负荷达到450MW,凝结水量增大,即使同时投运3台混床,电动大旁路门仍需要开10%左右进行调节,这样才能保证系统压差小于0.35MPa。这就导致精处理不能100%处理凝结水,并且在其中一台混床需要再生或检修时,电动大旁路门需要保持更大的开度。详细情况见表1。
三、压差大原因分析及处理
1.设计弯头过多。3号600MW机组凝结水精处理系统压差是利用压差变送器传输压差信号至控制室上位机进行监控的,就地没有设置机械压力表。压差变送器的两根取样管分别连接于精处理入口母管和精处理出口母管上。由于3号600MW机组凝结水精处理系统所处现场位置面积比较小,导致凝结水从凝结水泵出口至精处理单台混床出口一共要经历17个弯头,所以怀疑精处理系统压差大的原因可能和弯头过多有关系。
2.细碎树脂多,树脂污堵严重。3号机组由于设计上的原因,混床排气门管道上没有设置节流孔板。按照程序设计,在混床停运后是利用排气门进行泄压的。混床停运后内部处于中压状态,压力约3.7MPa左右,排气管道的管径为100mm,压力通过此管道瞬间泄压容易导致混床内部迅速膨胀而对树脂有过大的冲击力,易造成树脂的破碎。
因此拆下了阴树脂罐顶部的反洗排水滤元,每次再生时严格控制反洗流量至35t/h,保证树脂反洗高度的同时而又不至于使树脂流失。在反洗时,设专人到就地观察取样,从取样来看树脂反洗排水中的确有细碎树脂,但量不是很大。
打开阴、阳树脂再生罐,取了一些阴阳树脂作为样品,送至华北电科院检验。从检验的结果来看,树脂的整球率达到98%,说明树脂没有问题。
另外,精处理混床满水是通过再生系统的树脂储存罐的反洗进水门经过树脂管道至混床而进行满水的。由于排气管道管径粗,使得满水流量比较大,再加上球形混床高度有限,床内树脂面距离混床顶部水帽比较近,满水时水的冲击力容易造成部分树脂漂浮在上部水中,进而通过排气门排出。这种情况可能造成部分樹脂残留于混床顶部水帽上,造成混部顶部水帽的污堵。
3号600MW机组是新投产机组,机组启停次数比较频繁,系统内存在较多大颗粒的腐蚀物及胶体颗粒。凝结水精处理系统在混床前没有设计前置过滤器一类的过滤设备,系统内的杂质直接进入混床系统,造成混床顶部水帽和树脂的污堵。通过日常生产观察,在每次树脂再生擦洗时,排水都非常脏,呈黑红色。
3.精处理出、入口电动门。3号机组凝结水精处理系统设置了进、出口电动蝶阀,以备隔离整个精处理系统用。在2006年2月份小修结束后,由于没有及时打开这两个电动阀门,在凝结水系统打压试运时造成阀门单侧顶压无法打开,后经检修人员去掉电动头而手动摇开。因此,这两个阀门存在由于卡涩而导致阀门没有完全开启到位的可能性,另外也有由于小修造成的异物卡涩阀门的可能,那么这两处阀门会对系统造成截流而导致精处理系统压差大。
4.压差变送器问题。由于系统压差就是压差变送器检测的,所以压差变送器最值得检查验证。主要有两个问题:一是压差变送器本身问题即准确度出现问题;二是引至压差变送器的取样管有污堵的现象,导致压差变送器不能反应精处理系统压差的真实情况。由于就地没有设置机械压力表,没有办法直接对比压差变送器的准确性,因此联系设备部热控人员对压差变送器进行了排污及校验。热工人员进行排污时,从排污口观察水量比较大,压力也很高,并且排水也比较干净。
5.水帽缝隙过小。当水流过水帽时,水帽缝隙的大小对水的流动有一定的影响。水帽缝隙过小会造成混床总流通截面积过小,使混床水帽的缝隙流速过高,水流阻力增大,混床系统压差变大,进而使整个精处理系统压差增大。但由于#3机组精处理投运时间里,混床床体压差一直在合格范围,因此认为混床水帽的间隙尺寸是能满足精处理系统压差小于0.35MPa 的要求的。
四、问题的解决
针对有的问题该厂对精处理压差异常的原因进行了一次较彻底的排查。首先,打开混床人孔对混床内部进行了检查,顶部和底部的水帽间隙都比较均匀,无变形水帽,且无明显树脂或其它杂物污堵现象。其次,对3号机精处理出、入口电动隔离阀进行了解体检查,并没有发现有任何卡涩或未开到位的现象。再其次,对压差变送器的两根取样管进行了检查,对取样一次门进行了拆卸检查。检查发现一次门前取样管内有杂物,观察是小修或基建时遗留下来的残渣。将取样管上各道法兰解开,利用压缩空气对整个取样管进行了彻底的吹扫,使整个取样管内的污堵物全部排出。
小修结束投运3号机精处理后,精处理系统压差恢复至正常水平。投运两台高速混床,即使机组负荷到550MW时,系统压差仍小于0.35MPa。详细情况见表2。
通过这次小修期间的排查处理,找到了精处理系统压差大的具体原因。压差变送器出口母管侧的取样一次门前污堵是造成系统压差大的主要原因。由于取样一次门为高压针形阀门,内径比较小,杂质体积稍大,在重复启停机过程中就容易在门前发生污堵,且在机组运行中污堵物无法通过取样管排污排掉。压差变送器实际上是由入、出口母管上两根取样管取得压力相减后得到,出口母管取样一次门前污堵就相当于在取样管内加了一个“过滤器”,造成取得的出口压力比实际压力小,导致压差变送器所获得的压差就会比实际值要大。同理,如果是压差变送器入口母管侧取样一次门前污堵会造成输出的压差比实际值要小。
五、几点建议
1.在每台混床的排气管道上加装节流孔板,这样一方面可以限制满水时的冲洗水流量,避免树脂跑到顶部隔板和水帽上方;另一方面可以避免由于快速泄压造成混床内部树脂破碎和水帽变形。
2.混床再生前后的传脂及混脂过程,注意控制压缩空气压力,避免由于压力过大造成树脂损坏。
3.再生传脂时要将混床、再生罐及管道内的树脂传干净,避免有树脂残留在阀门处,在阀门开、关时挤碎树脂。
4.对相关仪表要定期进行校验和排污。
(作者单位:大唐内蒙古鄂尔多斯硅铝科技有限公司)
一、凝结水精处理系统简介
某厂3号机组为600MW亚临界参数、一次中间再热机组,中压凝结水精处理系统由苏州东方水处理公司提供。3号机组凝结水量正常运行为1363t/h,最大流量为1540t/h。精处理系统设计压力为4.25MPa,允许最大压差为0.35MPa。系统旁路部分分别设置手动、电动100%大旁路,其中电动旁路门为可调节电动蝶阀。
精处理系统设置3×50%凝结水量的球形高速混床,3台高速混床采用并联运行方式,两用一备。为保证高速混床布水的均匀性,混床内部采用弧形板上安装“双速”水帽作为布水装置和出水装置。顶部弧形板上安装有60个水帽,平均间隙为1.00mm;底部安装有198个水帽,平均间隙为0.25mm。 高速混床直径为3000mm,树脂层高为1200mm,装填树脂量为8.5m3/台。混床内按阴阳树脂比1:1的比例装填德国拜耳均粒大孔型树脂,阳树脂粒径为0.63-0.73mm,阴树脂粒径为0.53-0.63mm。
再生装置由一台阴再生兼树脂分离罐、一台混脂隔离罐、一台阳再生罐和一台树脂储存罐及附属系统组成,用来进行树脂的清洗和再生。
二、精处理系统压差大情况
3号机组凝结水精处理设定系统压差大于0.35MPa时,电动大旁路门自动全开,而混床不退出运行。自2005年10月份3号机组发生过一次非停之后,3号机组凝结水精处理系统压差开始增大,2006年3月份系统压差在投运两台床时超过0.35MPa,导致精处理不得不同时投运3台混床。但如果负荷达到450MW,凝结水量增大,即使同时投运3台混床,电动大旁路门仍需要开10%左右进行调节,这样才能保证系统压差小于0.35MPa。这就导致精处理不能100%处理凝结水,并且在其中一台混床需要再生或检修时,电动大旁路门需要保持更大的开度。详细情况见表1。
三、压差大原因分析及处理
1.设计弯头过多。3号600MW机组凝结水精处理系统压差是利用压差变送器传输压差信号至控制室上位机进行监控的,就地没有设置机械压力表。压差变送器的两根取样管分别连接于精处理入口母管和精处理出口母管上。由于3号600MW机组凝结水精处理系统所处现场位置面积比较小,导致凝结水从凝结水泵出口至精处理单台混床出口一共要经历17个弯头,所以怀疑精处理系统压差大的原因可能和弯头过多有关系。
2.细碎树脂多,树脂污堵严重。3号机组由于设计上的原因,混床排气门管道上没有设置节流孔板。按照程序设计,在混床停运后是利用排气门进行泄压的。混床停运后内部处于中压状态,压力约3.7MPa左右,排气管道的管径为100mm,压力通过此管道瞬间泄压容易导致混床内部迅速膨胀而对树脂有过大的冲击力,易造成树脂的破碎。
因此拆下了阴树脂罐顶部的反洗排水滤元,每次再生时严格控制反洗流量至35t/h,保证树脂反洗高度的同时而又不至于使树脂流失。在反洗时,设专人到就地观察取样,从取样来看树脂反洗排水中的确有细碎树脂,但量不是很大。
打开阴、阳树脂再生罐,取了一些阴阳树脂作为样品,送至华北电科院检验。从检验的结果来看,树脂的整球率达到98%,说明树脂没有问题。
另外,精处理混床满水是通过再生系统的树脂储存罐的反洗进水门经过树脂管道至混床而进行满水的。由于排气管道管径粗,使得满水流量比较大,再加上球形混床高度有限,床内树脂面距离混床顶部水帽比较近,满水时水的冲击力容易造成部分树脂漂浮在上部水中,进而通过排气门排出。这种情况可能造成部分樹脂残留于混床顶部水帽上,造成混部顶部水帽的污堵。
3号600MW机组是新投产机组,机组启停次数比较频繁,系统内存在较多大颗粒的腐蚀物及胶体颗粒。凝结水精处理系统在混床前没有设计前置过滤器一类的过滤设备,系统内的杂质直接进入混床系统,造成混床顶部水帽和树脂的污堵。通过日常生产观察,在每次树脂再生擦洗时,排水都非常脏,呈黑红色。
3.精处理出、入口电动门。3号机组凝结水精处理系统设置了进、出口电动蝶阀,以备隔离整个精处理系统用。在2006年2月份小修结束后,由于没有及时打开这两个电动阀门,在凝结水系统打压试运时造成阀门单侧顶压无法打开,后经检修人员去掉电动头而手动摇开。因此,这两个阀门存在由于卡涩而导致阀门没有完全开启到位的可能性,另外也有由于小修造成的异物卡涩阀门的可能,那么这两处阀门会对系统造成截流而导致精处理系统压差大。
4.压差变送器问题。由于系统压差就是压差变送器检测的,所以压差变送器最值得检查验证。主要有两个问题:一是压差变送器本身问题即准确度出现问题;二是引至压差变送器的取样管有污堵的现象,导致压差变送器不能反应精处理系统压差的真实情况。由于就地没有设置机械压力表,没有办法直接对比压差变送器的准确性,因此联系设备部热控人员对压差变送器进行了排污及校验。热工人员进行排污时,从排污口观察水量比较大,压力也很高,并且排水也比较干净。
5.水帽缝隙过小。当水流过水帽时,水帽缝隙的大小对水的流动有一定的影响。水帽缝隙过小会造成混床总流通截面积过小,使混床水帽的缝隙流速过高,水流阻力增大,混床系统压差变大,进而使整个精处理系统压差增大。但由于#3机组精处理投运时间里,混床床体压差一直在合格范围,因此认为混床水帽的间隙尺寸是能满足精处理系统压差小于0.35MPa 的要求的。
四、问题的解决
针对有的问题该厂对精处理压差异常的原因进行了一次较彻底的排查。首先,打开混床人孔对混床内部进行了检查,顶部和底部的水帽间隙都比较均匀,无变形水帽,且无明显树脂或其它杂物污堵现象。其次,对3号机精处理出、入口电动隔离阀进行了解体检查,并没有发现有任何卡涩或未开到位的现象。再其次,对压差变送器的两根取样管进行了检查,对取样一次门进行了拆卸检查。检查发现一次门前取样管内有杂物,观察是小修或基建时遗留下来的残渣。将取样管上各道法兰解开,利用压缩空气对整个取样管进行了彻底的吹扫,使整个取样管内的污堵物全部排出。
小修结束投运3号机精处理后,精处理系统压差恢复至正常水平。投运两台高速混床,即使机组负荷到550MW时,系统压差仍小于0.35MPa。详细情况见表2。
通过这次小修期间的排查处理,找到了精处理系统压差大的具体原因。压差变送器出口母管侧的取样一次门前污堵是造成系统压差大的主要原因。由于取样一次门为高压针形阀门,内径比较小,杂质体积稍大,在重复启停机过程中就容易在门前发生污堵,且在机组运行中污堵物无法通过取样管排污排掉。压差变送器实际上是由入、出口母管上两根取样管取得压力相减后得到,出口母管取样一次门前污堵就相当于在取样管内加了一个“过滤器”,造成取得的出口压力比实际压力小,导致压差变送器所获得的压差就会比实际值要大。同理,如果是压差变送器入口母管侧取样一次门前污堵会造成输出的压差比实际值要小。
五、几点建议
1.在每台混床的排气管道上加装节流孔板,这样一方面可以限制满水时的冲洗水流量,避免树脂跑到顶部隔板和水帽上方;另一方面可以避免由于快速泄压造成混床内部树脂破碎和水帽变形。
2.混床再生前后的传脂及混脂过程,注意控制压缩空气压力,避免由于压力过大造成树脂损坏。
3.再生传脂时要将混床、再生罐及管道内的树脂传干净,避免有树脂残留在阀门处,在阀门开、关时挤碎树脂。
4.对相关仪表要定期进行校验和排污。
(作者单位:大唐内蒙古鄂尔多斯硅铝科技有限公司)