某電廠粉末樹脂過濾器進水裝置研究

成紅燕，鄧 娟，楊寶生

（中國華電工程（集團）有限公司，北京 100035）

0 引言

本研究依托華電集團某2×1 000 MW超超臨界空冷機組工程的凝結水精處理系統。該電廠是寧東煤電基地“西電東送”的重要電源項目之一。

該電廠的凝結水精處理系統為：每臺機組主要由4臺33%粉末樹脂過濾器（三用一備）和4×33%高速混床組成。粉末樹脂過濾器進出口母管設一個0～100%連續可調開度的旁路。鋪膜單元由鋪膜箱、鋪膜泵、鋪膜輔助箱、鋪膜注射泵等附件組成。

凝結水精處理系統參數如下。

（1）每臺機組需處理的凝結水量：

額定：2 139 t/h；最大：2 288 t/h。

（2）凝結水精處理系統凝結水入口壓力：

額定：3.0 MPa；最大：4.2 MPa。

（3）凝結水精處理系統凝結水入口溫度：

額定：≯51.3℃；最大：72℃。

1 主要研究內容

1.1 粉末樹脂過濾器中心管布水裝置

現有技術中，大多數粉末樹脂過濾器的布水裝置設置在底部，水流通過擋板，徑向布水，這種從下至上入水的布水方式，容易造成濾元底部粉末樹脂聚集，鋪膜不均勻，濾元的使用效率較低，影響出水水質。

本研究課題改進了過濾器中心管，提供一種粉末樹脂過濾器軸線全程布水裝置（專利號：201320146312.4），它能夠實現上、中、下全方位布水，使粉末樹脂過濾器達到最大的工作效率，提高出水質量。

粉末樹脂過濾器軸線全程布水裝置，包括中心管和布水板，中心管頂部的外壁上設有固定桿，布水板上設有與固定桿相配合的聯接孔，布水板與中心管通過固定桿由螺母聯接為一體；中心管的管體上設有布水孔。一方面使得流體能更加均勻地分布，使濾元每一部分都得到充分利用，以便制水量達到最大限度；另一方面因為布水裝置上下端都給一個相向力，較好地解決了樹脂沉積問題，同時鋪膜更均勻，出水水質更好[1-2]。

以下為軸線全程布水裝置與穹形板布水裝置的對比。

（1）穹形板布水裝置

粉末樹脂過濾器穹形板布水裝置的工作原理如圖1所示，含有樹脂粉纖維粉的水從進水裝置進入，水通過穹形布水板流向濾元的底部，經過濾元凈化后的水，從濾元內部流向下封頭，最終通過出水裝置排出。

圖1 配有穹形板布水裝置的粉末樹脂過濾器設備圖

（2）軸線全程布水裝置

粉末樹脂過濾器軸線全程布水裝置的工作原理如圖2所示，含有樹脂粉纖維粉的水從進水裝置進入，一部分水通過弧形布水板流向濾元的底部，另一部分水順著中心管往上流，中心管內的水一部分從中心管管體上的布水孔排出，其余的水從中心管的頂部排出，并通過中心管頂部的布水板均勻噴出，經過濾元凈化后的水，從濾元內部流向下封頭，最終通過出水裝置排出。

圖2 配有軸線全程布水裝置的粉末樹脂過濾器設備圖

（3）軸線全程布水裝置與穹形板布水裝置對比

粉末樹脂過濾器穹形板布水裝置，通過擋板布水，設置在過濾器的底部，水流通過擋板，徑向布水，這種布水方式凝結水是從下至上進入，容易造成濾元底部鋪膜聚集，鋪膜不均勻，影響出水水質，而且濾元的使用效率較低。

粉末樹脂過濾器軸線全程布水裝置，通過在中心管的管體上設置布水孔，能夠實現上、中、下同時布水，實現軸向全程布水，一方面使得流體能更加均勻地分布，使濾元每一部分都得到充分利用，制水量達到最大限度；另一方面使鋪膜更加均勻，出水水質更好。

圖3為粉末樹脂過濾器軸線全程布水裝置說明。

1.2 工程實施效果

根據相關電力科學研究院的測試結果，本工程出水水質在夏季和冬季均滿足凝結水的要求。

測試結果如表1和表2所示。

圖3 配有軸線全程布水裝置的粉末樹脂過濾器設備圖

由于改進了過濾器中心管，實現了上、中、下全方位鋪膜，使樹脂粉及纖維粉均勻覆蓋在濾芯上，避免了鋪膜不均勻造成粉末樹脂過濾器失效過快現象，從而使粉末樹脂過濾器制水周期變長，減少了鋪膜次數，節約了樹脂粉及纖維粉。同時增強了對高速混床進水中總Fe離子的去除率，降低了高速混床中填充樹脂的污染率，從而延長了混床的運行時間，從靈武電廠的生產運行報表中可以看出，混床運行周期為10～12天，降低了樹脂再生的次數，同時也減少了酸堿耗量和樹脂的磨損率。

表1 凝結水系統出水水質測試結果

表2 凝結水系統出水水質測試結果

表3 經濟效益對比

1.3 布水裝置不同所帶來的經濟效益對比

改進后的過濾器用于電廠后，爆膜次數明顯低于使用傳統過濾器的系統。現將兩者做個簡單的經濟分析，如表3所示。

2 結論

目前我國粉末樹脂過濾器還處于摸索階段，因為粉末樹脂和纖維粉及濾元是一次性使用的產品，不能回收再利用，所以，減少這些耗材的使用，不僅具有節材和降耗的效果，還會降低廢物處理的成本，符合建設節約型社會和企業的要求，具有一定的環境效益[3]。

粉末樹脂、纖維粉的購置費用以及濾元的更換費用構成了粉末樹脂過濾器的主要運行成本。通過改進后的中心管，鋪膜更加均勻，延長粉末樹脂過濾器的運行周期，減少了爆膜次數，節省了粉末樹脂及濾元的購置費用，降低系統的運行成本；減少了廢粉末樹脂、纖維粉的排放，減輕了對環境的污染，降低了自用水耗。這些改進在今后的空冷機組系統中將起到積極的作用。

［1］GB150-1998.鋼制壓力容器［S］.

［2］HG20582-98.鋼制化工容器強度計算規定［S］.

［3］史勉.粉末樹脂過濾器在直接空冷機組凝結水精處理系統中的應用［J］.電力建設，2009，30（6）：69-71.