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企业动态
国企创业创新先进典型材料系列报道——创新增效 深度挖掘精处理混床节能潜力
发布时间：2017-01-16 16:03:09 文章来源：广东省粤电集团有限公司
创新增效 深度挖掘精处理混床节能潜力
广东惠州平海发电厂有限公司
惊 喜
“11:25 精处理1D高速混床失效，退出运行，进行再生，周期制水量21.08万吨。”这是2016年6月13日白班化环工作日志的一条记录。
21.08万吨！是投产至今两台机组凝结水精处理混床周期制水量最高值。相比2015年精处理混床平均周期制水量10.8万吨，制水量提高近一倍；相比机组投产初期平均制水量12.3万吨，制水量提高了70%。
“混床出水质量跟踪化验情况如何？Na+、Cl—、SiO2、pH、SC等指标是否在整个运行周期内均合格？与其他未调整比例混床相比，出水质量是否有明显差别？”课题小组组长梁喜泉电话进行询问。
1D高速混床是“平海电厂中压凝结水精处理混床树脂比例优化”课题试验中，完成阴阳树脂比例调整后第一次投运所在混床。试验结果超出了预计值，令人惊喜。
发 问
做为一名生产一线的化环专业人员，负责平海电厂化学环保专业设备运行管理工作。凝结水精处理系统混床的运行以及树脂再生是日常工作一项重要内容。每套树脂平均8-9天的运行周期，虽然能达到精处理系统设计要求，但精处理混床再生操作仍然比较频繁。树脂的再生操作会消耗大量除盐水、酸碱溶液，产生大量废水，过多的再生也会不可避免的加速树脂的老化，造成树脂的损失。
能够延长凝结水精处理混床的周期制水量，延长运行周期，减少再生次数，这将产生良好的经济效益和社会效益。
如何实现这一目标呢？平海电厂化环专业组制定了一系列措施。
由于平海电厂汽水采用AVT（O）水工况，通过加药泵加入大量氨水将给水、凝结水pH控制在9.2-9.6，来防止汽水系统的腐蚀。加入的氨水经过精处理混床处理后被除去，凝结水pH降至6.7-7.5，需要在精处理出口继续加药，因此减少氨水的加药量，可以延长混床的运行周期，这也是平海电厂化环专业一直采用的方法，在保证pH值在标准范围内的同时，控制氨水的加药量，控制炉水pH在9.3-9.4，尽量靠近9.3运行，该方法行之有效，取得了一定效果。
加强运行人员再生操作水平，提高树脂再生度；控制加氨量；提高树脂混合压力，保证混床内树脂混合均匀，这些人工可控的方面，我们都进行了优化提高。似乎我们已经做了所有能做的，已经没有更多可以操作提高的空间。
探 索
我们确实在人为可控的层面已经做了很多工作，是否可以在设备层面进行改进。
我立即开始收集、查阅相关文献资料，延长混床运行周期有两种主流的方法：混床前增加前置阳床以及氨化混床运行。由于空间场地限制增加前置阳床的方法实施有困难，同时需要增加大量投资；氨化混床运行会使混床处理能力大大减弱，在凝结水水质恶化时，无法有效去除杂质离子，会导致给水迅速恶化，造成系统腐蚀积盐，尤其不适合用在我厂这样海水冷却的直流锅炉。
以上两种成熟的改造方法行不通，那么是否可以在树脂——这一特殊的工作介质上做文章呢？
山重水复疑无路，柳暗花明又一村。
打开了思路，我开始对凝结水、给水水质进行计算分析。按照现行的控制指标，当凝结水pH=9.4时，凝结水中[NH4+]=[OH-]=1*10-4.6mol/L，正常运行时凝结水中Na+、Cl—、SiO2等阴阳离子含量在10-7-10-8mol/L数量级，NH4+和OH—远大于其他离子含量，当阳树脂将凝结水中NH4+除去，失效变为RNH4型时，阴树脂仍然主要为R‘OH型，少量R‘HSiO3型，微量R‘Cl型，因此，阴树脂失效程度较低。
既然阴树脂失效程度低，那么可以通过改变树脂比例，在不改变树脂总量的前提下（即混床设备不需要进行改造），增加阳树脂的工作交换容量，从而提高混床周期制水量。如此一来，需要改变混床厂家原有的树脂比例设计值，可行性如何，是否会对混床出水品质造成影响，这些都需要进行评估。
通过查阅大量论文，发现当阳阴树脂比例不同时，对单位体积的阳、阴树脂交换当量有很大影响，通过将阳阴树脂比例由现在的2:3调整为1:1，将使阳树脂总的交换容量有很大的提升，阴树脂仍然能保证足够的交换容量来应对水质恶化时对杂质阴离子处理的需求。而1:1的树脂比例能满足《火力发电厂化学设计技术规范》的设计要求。通过查阅图纸，调整比例后，阴、阳塔内部结构均能满足对树脂的再生要求。
团 队
确定了可行的改进方案后，我编写了初步的《平海电厂凝结水精处理高速混床阴阳树脂配比调整试验方案》，得到运行部领导的大力支持，并于2016年3月30号，组织联合生安部、设备部相关专业人员成立了“平海电厂中压凝结水精处理混床树脂比例优化”课题小组，由运行部部长助理梁喜泉担任组长，运行部化环分部主任何德明以及生安部生技分部主任张广才担任副组长负责课题的统筹规划。
课题小组成立后，多次召开碰头会议，来自不同部门的化环专业人员在一起进行头脑风暴。
“根据之前的经验，阳树脂的添加从阳塔人孔直接添加比使用树脂添加斗效率更高；但是由于布碱装置的存在会使从阴塔人孔进行阴树脂的减量工作不便且效率低下。”设备部何雁鸣说道；
“控制从阴塔底部进一股水流，然后从阴塔树脂取样口排出阴树脂，这样就可以避免人员长时间在塔的内部工作。”生安部化环专工刘卫兵提出一种方法；
“按上面的方法排出阴树脂时，要防止阴塔内压力过高，导致树脂从树脂取样口喷出，最好打开阴塔排气阀，控制好底部进水量，同时需要使用固定体积的容器承接排出的树脂，确定树脂排出量达到计算值，同时容器要能透水而不透树脂，从而排除水对体积测量的影响。”运行化环专工张晓辉补充。
……
树脂的氢氧化钠浸泡增加阴阳树脂密度差、树脂体积的测量、试验树脂投入运行后的人工化验项目等等方面的问题进行的讨论；
小组成员从不同角度对试验方案提出改进意见，使试验方案更加完善，更加具有可操作性。
进入实施阶段，不可避免的遇到一些意料之外的状况。通过有效的沟通，团队的相互支持与配合，问题均能比较好的得到解决。比如最重要的树脂体积测量阶段，虽然在确定试验方案阶段已经考虑到树脂的正常损失，但在对现有阴树脂体积进行测量计算时得出的结果仍然出乎意料，如果按照计算值，测得的现有阴树脂量损失严重，在设备检修人员的支持下，通过反复核对设备图纸参数，不厌其烦的多点重复测量分析，最终确定由于阴树脂密度小以及机械强度相对阳树脂低，在空气擦洗以及反洗时损失过多。
将这一情况反映给课题小组，课题组要求在做试验总结报告时要考虑到树脂损失情况，做经济性分析时要采用2015年做过树脂补充的混床数据并综合考虑机组投产初期的精处理混床数据，分别进行比较分析。
2016年5月17日，调整比例后的试验树脂输入1D混床，投入运行。运行人员在详细监视记录混床运行参数的同时，化验班全程对各混床出水水质进行跟踪取样化验，在试验后期，制水量超过15万吨后，每天进行一次人工化验，监控混床出水的Na+、Cl—、SiO2、pH、SC，防止不良出水进入锅炉给水系统；同时对比试验混床与其他混床出水水质的差异。
2016年6月13日11:25 1D混床失效，退出运行。在整个试验过程中，试验混床出水品质优良，与其他混床出水水质相当，混床运行流量、压力、压差等参数正常，周期制水量达到21.08万吨，超出了最初的预计值，试验结果令人满意。
在之后的三个月中，试验混床又运行了两个制水周期，出水品质均正常，平均周期制水量20.9万吨。随后，我编写了此次试验的总结报告，按照20.9万吨的周期制水量，进行了水质、环保、经济性等多方面的分析。
比例优化后，将使凝结水精处理系统运行成本由原来634.5元/万吨，下降至368.4元/万吨；减少了废水排放；减少了频繁的再生操作导致的离子交换树脂的性能下降、破碎以及损失；降低了设备操作工作量和设备磨损及检修费用；降低了操作风险。
按机组年利用小时4000小时计算，两台机组年发电量为80亿kWh。每年可减少再生次数55次；节省工业盐酸47吨，工业氢氧化钠溶液101.5吨；减少再生费用43.1万元；减少废水排放3.0万吨；减少废水处理费用3.2万元，从源头减少废水产生量，减轻我厂废水零排放压力。
结 语
现在“平海电厂中压凝结水精处理混床树脂比例优化”课题试验的成果已经推广至1号机组凝结水精处理系统其他混床，运行情况良好。
作为生产一线的专业技术人员，电力生产的特殊性以及对安全生产的要求，一定程度上让我们在创新上束手束脚，尤其是稳定成熟的设计、技术、设备，使我们对其有一种理应如此的观念，自己在思维里给自己设立了一道墙。日复一日的重复性工作，也让自己在工作上产生了思维惯性和惰性。
打破思维里的墙，甩掉思维惯性，克服思维惰性，也许并没有想象的困难，只需要我们对自己发问，向前迈出第一步，就会出现另一片知识的天地，在探索解决问题的过程中我们会收获到更多！
附图：平海电厂厂景图
附图：平海电厂厂景图
