1 机组概况及存在的问题

内蒙古京宁热电有限责任公司（以下简称京宁热电）1号机组凝结水精处理系统采用3×50%容量的圆柱式高速混床，床体直径2400 mm，运行方式为H/OH（氢型），额定流量560 t/h，调试期间填充树脂为国产苏青D001MBP/D201MBP型树脂。阴、阳树脂按1 :1填装，高度为1 m。自2015年12月中旬投运以来，发现当系统凝水流量达到300 t/h，压力达到2.1 MPa时，树脂开始出现明显的扰动、偏流；流量达到430 t/h，压力达到2.6 MPa时，1号、3号混床内部树脂开始出现翻滚现象，混床出水水质急剧下降，运行周期大幅缩短，混床解列频繁，严重影响机组的正常试运^[1]。

通过多次检查，发现床体内部水流分布不均，局部区域流速过大，形成涡流，加上调试所用树脂各项性能指标偏低，从而导致混床在高负荷、大流量过水时发生树脂扰动；部分区域树脂堆积或变薄，形成凹面，交换层变薄，不合格水从凹面处穿透，造成混床提前失效。在树脂翻动较剧烈时，不合格水甚至不经过树脂交换，直接进入后续系统。

2 混床床体结构

京宁热电1号机组凝结水精处理系统混床正常流速为100 m/s（最大流速120 m/s），工作压力为2.8 MPa，整个床体（包括树脂捕捉器：捕捉器滤网绕丝间隙0.2 mm）最大压差应小于0.35 MPa^[2]。床体材质为Q345R钢，衬里为2层厚度4.8 mm的连续硫化无硅天然橡胶，内部所有孔板、水帽等均采用S31608材质。顶部多孔板由6块厚度为6 mm的不锈钢板拼接而成，采用螺栓固定，其上均匀分布56个流量为10 t/h的T形绕丝水帽，绕丝间隙0.5 mm。底部为1块完整的穹形多孔板，均匀分布112个流量为5 t/h的T形绕丝水帽，绕丝间隙0.25 mm。在罐体顶部进水口布置1块直径460 mm、厚度12 mm的托水盘，可有效减少进水口的“水锤”作用，防止顶板损坏，同时可起到均匀配水的作用^[3]。床体内部对称分布2根DN20平衡管，管顶焊接T形绕丝水帽，绕丝间隙为0.25 mm，平衡管下部连通穹形孔板下部腔室，上部水帽高于树脂层，可以防止床体上、下腔室压差过大，损坏床体内部设施^[4]。混床床体结构如图 1所示^[5]。

3 树脂扰动原因分析 3.1 顶部多孔板变形

2015-12-24，对1号机组1号混床进行内部检查，发现多孔板结合面的边缘存在较大间隙，靠近中间的2块多孔板轻微下垂变形，孔板结合面缝隙变大，水流从缝隙高速通过，形成涡流，对下部树脂造成冲击和扰动。

对床体内部结构及运行方式进行分析可知，孔板结合面缝隙主要为制造缺陷所致，而孔板结合面缝隙处在视角盲区，很难被及时发现。多孔板为厚度6 mm的不锈钢板，采用折叠弯边加强拉筋支撑，由于树脂进口管道刚好从2块多孔板结合面处通过，导致孔板的加强拉筋被截断（见图 2）。设计时为了保证孔板的可拆卸性，未与进树脂管道焊死，导致整个顶板的强度降低，在高速水流的冲击下，中间2块顶板下弯变形。

3.2 顶部托盘与水流有夹角

通过对1号混床进行初次处理，树脂的扰动情况得到明显改善，但床体偏流现象仍很严重。2015-12-27，对1号混床进行第2次检查，发现其顶部进水托盘与混床进水管存在夹角。通过水平仪测量发现靠近窥视镜侧托盘偏低（＞5 mm），同时托盘距离进水管口的高度低于设计值20 mm。托盘不平使得进入混床的水流不是均匀下流，而是顶部配水装置形成一定的夹角，导致床体内水流速度不均，形成偏流。同时托盘距离进水口较远，水流进入混床后，脱离管道的束缚，水柱发散，部分来水未经过托盘阻挡，而是沿着托盘的边缘高速射入混床内部，导致床体内部水流均一性被破坏，发生偏流（图 3）。

3.3 水帽内部存在杂质

2016-01-04，对3号混床进行检查，发现顶部T形绕丝水帽内部存在大量的杂质及碎树脂（见图 4）。经分析认为水帽内部的杂质主要由于系统吹扫不彻底，部分杂质在系统正常运行后，由大流量凝结水带入混床，经过绕丝间隙进入水帽。水帽内部的碎树脂主要源于两方面：一方面由于树脂各项指标偏低，均一系数偏大，湿真密度较小，机械强度低，加上机组调试期间水质较差，树脂频繁再生，部分树脂破碎；另一方面是由于在前几次对1号混床进行处理时，部分树脂未完全输出混床，导致残留的树脂失水破裂，加上床体偏流，树脂在床内扰动，部分碎小树脂经过顶部绕丝间隙进入水帽，被截留下来。

4 整改措施 4.1 设备内部改造

针对1号机组凝结水精处理系统混床出现的问题，经与设计厂家沟通，对床体内部进行以下改造。

（1）将1号床体已经变形的厚度为6 mm不锈钢多孔板，更换为厚度为8 mm的不锈钢多孔板，在2块孔板的边缘结合面处增加固定螺栓，并将原有M12螺栓更换为M14螺栓。

（2）对1号机组所有混床的顶板进行加固，上、下孔板之间加不锈钢管支撑，拉筋断裂的孔板与树脂进口管焊死，同时将原拆卸板的位置由中间改为两侧。增大中部多孔板的强度，以便今后检修。

（3）在多孔板结合面边缘缝隙较大的地方，增加不锈钢扁铁封堵（见图 5）。

（4）将原有进水托盘进行调整，保证其与进水管道垂直，可完全阻挡进水，减小“水锤”对顶部多孔的冲击（见图 6）^[6]。

（5）对堵塞水帽进行清理，用塞尺对混床内部的所有水帽进行检查，防止树脂逃逸。

4.2 更换树脂，优化运行

（1）对新树脂进行预处理，防止因运输过程中树脂脱水，再遇水后溶胀破裂^[7]。

（2）168 h调试结束后，将国产树脂更换为进口树脂，减少树脂逃逸造成的风险。

（3）对凝结水系统H/OH（氢型）运行方式进行优化，并对NH₄/OH（氨型）运行方式进行研究，以便在今后运行中进行方式转换，减少树脂的再生频率，降低树脂的机械损耗。

5 整改效果

通过采取以上措施，京宁热电1号机组凝结水精处理系统基本恢复正常，1号机组单台混床在H/ OH（氢型）运行方式下可以实现13~15 d正常运行。