凝結水精處理設備異常情況分析與探討

陳子祥(中海油東方石化有限責任公司，海南 東方 572600)

0 引言

在對凝結水精系統調試的深化過程中，我們發現整個系統在設計和運行中存在一些問題。 電廠冷凝精處理最大的問題是設備調試處理時出現的操作次序問題，設備調試人員技術水平較低。電廠凝析油精煉工藝要求設備調試人員具備較高的專業素質。電廠凝結水精處理工藝不能保證設備質量，造成設備不能穩定運行，特別是對再生樹脂不達標，造成樹脂損失嚴重。另外，電廠凝析油精化過程監控系統不完善，調試過程中出現問題不能及時解決，問題十分嚴重。混床水處理一直是電廠凝析油精制的核心問題，由于無法保證水質和出量，失去了初始處理效果。針對電廠凝析水處理中存在的問題，電廠應注重有效解決。

1 凝結水精處理設備概述

根據DL/T 912—2005《超臨界火力發電機組水汽質量標準》，凝結水精處理系統的出水水質可滿足機組正常運行和異常運行的需要[1]。

1.1 凝結水精處理系統運行狀況分析

研究表明單位負荷與凝結水流量成正比.在啟動階段，能量從0% 升到100% 需要很長時間，據說需要很長時間才能從0% 升到30% 到50%。在功率從0 提高到50%(甚至30%)之前，停車過程中產生的雜質將由蒸汽發生器排污系統的凝結水精處理系統進行凈化。二次系統補給水為脫鹽水，水質優于二次給水，給水中不帶雜質，30%以上流量的凝結水精處理系統應完全滿足啟動運行條件。在正常運行條件下，凝結水的 pH 值較高，即二次系統中的氨濃度較高(約為燃料電廠的10倍)，運行凝結水拋光機不僅沒有帶來任何效益，而且隨著 pH 調節器的去除，二次系統中加入的氨也會增加，化學費用也會大大增加，而且精處理系統排污產生的大量氨濃度也會增加。 但由于樹脂泄漏會導致凝結水中硫酸鹽含量升高，因此凝結水拋光機在正常運行過程中不工作，只能進行熱備。在冷凝器泄漏等異常情況下，凝結水和給水惡化，所有凝結水拋光機應盡快運行，凝結水拋光機從熱備機到運行的間隔時間約為5 min。

1.2 凝結水精處理系統的處理能力

對于淡水冷卻的內陸核電站，當連接器泄漏量小于256 L/h，凝結水繞過50% 流量，即冷卻水漏入凝結水量小于128 L/h，凝結水中硫酸鹽含量小于3.04 μg/L，大于0.61 μg /L 時，實施動作水平2，直至凝汽器管修復。凝結水拋光機從熱備用到運行的間隔時間約為5 min，在此期間成為凝結水的硫酸鹽濃度大于0.61 μg/L，因此即使提供了全流量凝結水拋光系統，也不可避免地要進行動作級別2。對于淡水冷卻的核電站，30% 流量的凝結水精處理系統風險太大，建議采用50% 流量的凝結水精處理系統。

對于海水冷卻的核電站，只要2.7 L/h 凝汽器泄漏就會引起機組停機，運行時間為5 min，凝結水泄漏不少于2.7 L/h，凝結水中鈉濃度仍高于3.09 μg/L，機組應立即停機。因此，對于海水冷卻的核電站，在正常運行時，一臺或兩臺系列凝結水拋光機應運行，另一臺則處于待機狀態。

綜上，對于海水冷卻的核電站，應提供全流量凝結水精處理系統。 在正常運行過程中，凝結水處于熱備用狀態。凝結水精處理系統在啟動、停機、凝汽器泄漏或其他二次水質惡化時，應投入運行。

2 調試與對策中存在的問題

2.1 冷凝水精系統的不合適的液壓測試

在對每個冷凝水精系統的儲罐內部進行全面檢查并徹底清洗之后，對所有管道和設備進行的液壓測試非常重要和必要。 通常，水壓試驗的壓力是是工作壓力的1.25 倍。對于超臨界裝置，混合床水壓試驗的壓力大于或等于4.0 MPa，并且壓力至少保持30 min。在正常情況下，電廠凝結水精處理系統600 MW 機組前濾池和混合床的設計壓力為4.0～4.4 MPa，水壓試驗壓力為5.0～5.5 MPa。 裝滿水后，用壓力試驗泵對儲罐和管路進行試驗，符合設計要求。 但在實際操作中，安裝承包商使用凝結水泵對混合床進行測試，凝結水泵的最大壓力僅為3.0 MPa，無法滿足水壓試驗壓力的要求。液壓試驗結束后，混合床進入調試階段。 當混合床運行時，由于不適當的水壓試驗，如：孔門、觀察窗、閥門法蘭等，出現了許多泄漏點，這增加了操作員的巡邏時間，并無形地消除了安裝承包商的缺陷。 樂隊開始演奏時，必須放下混床，這會影響整個裝置的水質并延誤調試時間[2]。

2.2 低于大氣壓的樹脂再生效果差

根據設計，樹脂再生采用低于大氣壓的模式已被廣泛使用。該模式的重點和難點在于酸堿再生液位始終比樹脂界面高20 cm，因此再生塔的液位在再生前已進行了調整，試驗發現，在樹脂再生的整個過程中，再生液位在樹脂界面的開始就高于樹脂界面，這可能會使樹脂浸入再生液中。但隨著再生時間的增加，其含量逐漸降低，最終含量低于樹脂高度，采用全水再生模式能夠有效解決該問題，已廣泛應用于新型高參數，大容量發電機組。基于全水再生的酸堿消耗略高于其他方式，但在全水條件下沒有調節液位的問題，對各種樹脂用量都有很好的適應性。

2.3 不完善的程序控制互鎖保護

凝結水精處理系統的安全穩定運行意義重大。由于設備龐大而復雜，閥門龐大，運行和再生操作都很復雜。 作為一種實用的自動控制系統，DCS 可以實現全面，集中的控制，大大提高了整個系統的自動化水平，實現了安全、穩定、經濟的運行。在調試過程中，我們發現凝結水精處理系統的程序控制聯鎖保護并不完善。程控聯鎖保護是確保凝結水精處理系統和設備安全運行的重要措施之一。由于新建機組，大多數操作人員都是新生。另外，整個系統處于調試狀態，操作員無法熟練地操作系統。最初的DCS 制造商僅提供基本的操作步驟邏輯和程序控制互鎖保護，這影響了設備的安全性和整個系統的穩定性。為了確保運行安全穩定，提出了避免“誤操作”的強制邏輯和完善的程序控制聯鎖保護措施，并進行了凝結水精處理DCS 的聯鎖保護實驗，其建立有效地避免了誤操作，保證了凝結水精處理系統的穩定運行。

2.4 空冷機組材料選擇不合理

高蒸汽參數的空冷機組需要高質量的供水。拋光過濾器性能的好壞直接關系到水蒸氣的質量。空冷機組的拋光過濾材料中含有離子交換樹脂顆粒、樹脂粉末和纖維粉末，高的冷凝溫度會影響陰離子交換樹脂的生命，加速樹脂降解產物和濾料的釋放。因此，有必要研究過濾水濾物的溶解特性。對于超臨界機組的冷凝水精處理系統，在運行過程中，要有良好的密封性能，良好的密封性能可以保證設備運行的穩定性，提高系統的運行效果。目前在實際開發中，由于設備密封不合格，導致樹脂泄漏的現象比較普遍。具體分析了凝結水凈化系統的氣密缺陷，其主要表現為樹脂收集器存在較大的氣隙現象，其存在的原因是樹脂收集器在運行過程中發生泄漏[3]。

2.5 設備巡檢體制不合理

機組是電廠冷凝水精處理的關鍵設備，機組運行質量的好壞直接影響機組運行質量。因此，電廠要組織設備巡檢小組，對設備進行巡檢，對存在安全隱患的設備要做好記錄并進行有效處理，巡檢中發現設備有故障或不足時，要及時進行維修，以免影響設備的巡檢工作。另外，設備巡檢的主要目的是在凝結水提純之前，對設備進行巡檢，以便及時發現并處理存在的問題，保證提純的效率和進度。設備巡檢是電廠凝結水精化處理的重要環節，應予以重視和落實。

3 結語

綜上，調試新機組的凝結水精系統是必不可少的，混合床的出水水質直接關系到整個系統的水和蒸汽質量。發現問題并提出合理有效的處理措施，可以通過調試提高系統的穩定性和操作的簡便性，為以后的調試工作提供一定的參考。