高塔制法_高塔分離法系統

高塔分離法系統簡介

1、系統簡介及該系統在國內應用情況；

2、系統工藝流程簡介和控制系統簡介；

3、系統內設備結構特點；

4、高塔分離法系統與其它系統的技術、經濟比較。

1、系統簡介及該系統在國內應用情況：

凝結水精處理系統的作用在於除去凝結水中溶解的微量礦物質，如：Fe 、Cu 、SiO 2、Na +、Cl -等以及少量的懸浮物和溶解固形物。這些物質可能在不同情況下和系統中的金屬起作用而引起過早的破壞，或沈積在系統中，造成系統效率低下和機械破壞。因此，要滿足高參數，大容量發電機組對鍋爐水質的要求，使凝結水精處理系統真正起到保護熱力系統，增加經濟效益的作用，對凝結水精處理系統，除了設備本體（特別是混床）的設計，樹脂的選擇和配比，凝汽器泄漏量要降低到最低限度，更重要的是要註重樹脂分離再生方法的選擇。凝結水精處理系統的運行效果也正取決於分離再生方案的選擇。目前國內正在運行的凝結水精處理系統的樹脂分離再生方法主要有：氨化法、濃堿浮選法、中間抽出法、錐體分離法、高塔分離法等。其中高塔分離法系統是1993年以來在中國電力系統凝結水精處理系統中應用最為廣泛的壹種方案。采用高塔分離法的凝結水精處理系統最長運行周期可達70多天，正常40~50天，是目前國內唯壹能實行氨化運行的凝結水精處理系統。

高塔分離法系統與其它系統相比，其設計原理更簡單，僅僅利用了水力分層原理和陽陰樹脂的比重不同以及樹脂粒徑差異對陽陰樹脂進行分離。

該系統具有以下特點：

（1）操作簡單，不需要特殊的化學藥品或特殊的操作工藝；

（2）可以排除分離後陽陰樹脂過渡區的危害；

（3）完全分離後，不但陰樹脂中的陽樹脂，而且陽樹脂中的陰樹脂

交叉汙染＜0.4%，為混床實現氨化運行創造了必要條件（而其它系統樹脂分離後陽中陰將達到0.4%。這個指標要實現氨化運行是不行的）；

（4）混床在氨穿透後，能在氨型周期正常運行。

這套系統不僅能有效地應付凝汽器的少量泄漏，還能夠連續地去除熱力系統運行、機組啟停時所產生的腐蝕產物；能連續地去除凝結水、補給水中帶入的SiO 2和其它雜質；另外，對於減少機組啟動時沖洗水的損失含鐵量盡早合格，從而加速機組啟動投運肯有十分顯著的效果。

2、系統工藝流程簡介和控制系統簡介：

這套系統完整的供貨範圍包括：混床單元、旁路單元、再循環泵單元、再生單元、沖洗水泵單元、羅茨風機單元、酸堿貯存單元、酸堿計量單元、閥門、管道、樹脂、程控系統、儀表、電氣等。

主要系統的工藝流程：

（1）混床單元：

混床單元設置3臺或2臺混床，正常運行情況下，2臺運行，1臺備用（當只設2臺混床時，2臺運行，不設備用）。當運行混床的出水導電度超標（＞0.2μs/cm）或SiO 2＞15μg/l或Na +值＞0.1μg/l或進出口壓差大於0.35MPa 時，備用混床投入運行，失效混床解列，退出運行，失效樹脂送往分離塔分離、再生。（當不設備用混床時，1

臺混床失效，則打開旁路50%，退出失效混床）。本系統設壹套能通過100%凝結水流量的旁路系統，當凝結水溫度超過50℃或系統壓降＞0.35MPa 時，旁路門自動開啟，同時自動關閉混床進出口閥門；當混床因某檢測指標超標，經停運再生時，此時旁路門亦可自動打開，對凝結水流量自動調節，以確保機組安全運行。

混床的投運、停運、解列、樹脂的輸送、分離、再生、混合等步驟均采用PLC 進行程序控制。

（2）再生系統：

高塔分離法系統的樹脂分離，再生系統由樹脂分離罐（SPT ）、陰樹脂再生罐（ART ）、陽樹脂再生罐兼樹脂貯存罐（CRT ）及廢水樹脂捕捉器（WRT ）組成。

樹脂分離再生過程：

a 、精處理混床內失效樹脂被送入分離罐內，先進行初步空氣擦洗，使失效樹脂上較重的汙染物分離出來，隨水流排出分離罐，然後將上部錐體部分水排空，以44~50m/h的高速水流從SPT 下部將樹脂床層托至上部收集區。

b 、降低水流速（大致分46m/h、23 m/h、12 m/h、6 m/h、3 m/h左右），至陽樹脂臨界沈降速度，維持壹段時間，使大部分的陽樹脂聚集到錐體與直筒段的分界處，再降低水流速使陽樹脂沈降下來；繼續降低水流速至陰樹脂臨界沈降速度，維持壹段時間，使樹脂聚集，再降低水流速，使陰樹脂沈降下來。（為使樹脂能有序沈降，

沈降速度差控制在20~40m/h之間）。

此分離過程可重復進行，以保證陽、陰樹脂的徹底分離，關鍵是控制適當的流速以及能使陽、陰樹脂分別沈降的臨界沈降速度，（樹脂的臨界沈降速度可預先實驗測定，但壹般根據現場具體情況在調試過程中確定，整個過程可由程序自動完成，水流量及通過分離罐底部的流量控制閥控制。

c 、樹脂的輸送。

● 先輸送陰樹脂。陰樹脂的輸送口位於混脂層上方。以便留下壹定的陽樹脂作為混合樹脂層。

● 再適陽樹脂。陽樹通過分離罐底部的陽樹脂輸送口送往陽再生罐，陽樹脂的輸送過程通過位於分離罐側壁上的

d 、樹脂擦洗、再生

陽，陰樹脂分別輸送到陽、陰樹脂再生罐後，進水至樹脂床層高度，空氣擦洗，使雜質從樹脂表面分離，擦洗作用繼續的同時水從罐底部集水裝置進入，使罐內水往上升，樹脂床層膨脹，當樹脂床層膨脹大約50%水位時，關閉罐的向空排氣閥，從而在罐內形成壹個有壓力的空氣室，停止進水及空氣，同時打開再生液分配及罐底部集水裝置閥門，由於空氣室快速泄壓，使雜質隨水快速沖出。使操作可重復進行，直至樹脂被清洗幹凈。

再生液分配裝置和底部集水裝置的間隙比破碎樹脂大而比整粒樹脂小，這樣可以在沖洗階段排出碎樹脂，截留住整樹脂，又能保證再生液均勻進入。這種設備上的結構和沖洗步驟排除了雜質和破碎的

樹脂，可防止在樹脂床層內雜質和破碎樹脂的滯留而破壞分離過程和影響再生效果。因為破碎陽樹脂的沈澱特性與陽樹脂相似，在分離時逗留在樹脂床層上方，混合在陽樹脂內，再生時接觸堿而轉變成Na +型樹脂，投運後在混床氨型階段大量泄漏Na +而使混床不能正常運行，大大縮短運行周期。

這種結構上的設計與“T 塔”系統相比，省去了專門的樹脂處理罐，操作更為方便且效果更好。

e 、樹脂混合備用

陽、陰樹脂分別再生結束後，陰樹脂輸送到陽樹脂再生罐中，空氣混合後備用。

（3）控制系統簡介：

本控制系統采用以CRT 站為控制中心，即通過CRT 畫面和鍵盤對整個工藝系統進行監視和控制，控制室不設二次儀表盤。

在凝結水控制室，設有兩臺動能相同互為設備的CRT 站，對每臺機組的凝結水精處理混床系統和***用再生系統進行監視和控制。CRT 屏幕能顯示工藝流程及測量參數，控制對象狀態也能顯示成組參數，當參數越限報警或控制對象故障或狀態變化時，能以不同顏色進行顯示。所有被監控的信息均能打印記錄。

由PLC 實現對現場設備工藝步驟的程序控制，對泵、風機、閥門的電氣聯鎖，各設備之間的聯鎖保護等。系統的控制和程序能夠滿足整個工藝系統要求，可對各取樣點的溫度、壓力、流量、導電度、矽酸根、鈉離子濃度等進行監測記錄，並能對系統進行故障顯示、報

警、聯鎖。

本控制系統采用自動控制、遠操和就地手操相結合的方式，保證整個系統的可靠運行。（1）自動控制時，通過執行與工藝要求壹致的PLC 程序，通過CRT 實施對整套設備的控制和顯示，包括系統工藝流程的運行，不同工藝狀況的自動切換，緊急狀態下的自動停機、報警等。（2）遠操時，在操作人員的幹預下，實現成組控制系統運行以及通過計算機鍵盤對現場設備實現壹對壹的遠方操作。（3）就地手操進，相應的設備從整個系統中解列出來，由操作人中在就地設備上進行操作。以上由自動——遠操——就地或者就地——遠操——自動的切換都是無擾的平滑的，也就是說在切換的過程中不會出現自動控制上的擾動或工藝流程上的紊亂。

3、系統內主要設備的結構特點：

（1）高速混床（附簡圖）

a 、采用多孔板加水帽的布水裝置，並且布水采用二級布水，保證了布水的均勻性，並有效防止大流量水流對布水板和樹脂床的沖擊。

b 、底部雙碟形的集水出水裝置，保證了樹脂輸出率≥99.9%。 c 、特殊設計的水帽結構，可沖洗基座處的殘留樹脂，保證樹脂被徹底掃除，無殘留死角。

（2）樹脂分離罐（附簡圖）

由下部相對較小的圓柱形沈降區和上部錐形樹脂收集區組成。在收集區，水流速在垂直方向上逐步遞減，避免樹脂壓實，以利於樹

脂分層。

a 、罐內設有會產生擾動的中間集水或排水裝置，使得反洗時水流有均勻的柱狀流動，反洗、沈降及輸送樹脂時，內部攪動可減至最小；

b 、將分離塔的沈降區設計成較高的柱狀，可使分離塔的截面積盡可能的小，且樹脂沈降空間大，優化高度與直徑比例，使分離後樹脂交叉汙染區的容積減到盡可能的小；

c 、分離塔的側壁上設計了7~9個窺視鏡，操作人員可方便地觀察交界面來了解分離輸送情況。

（3）陽、陰再生罐（附簡圖）

獨特的再生液分配裝置設計，結合“向下沖洗”的工藝流程，有效地去除雜質和破碎樹脂。