1 机组概况

内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司（以下简称托克托电厂）一期工程装机容量为2×600 MW，汽轮机为一次中间再热、单轴、三缸、四排汽、双背压冲动凝汽式汽轮机。锅炉为哈尔滨锅炉有限责任公司制造的亚临界、一次中间再热、单炉膛平衡通风、控制循环汽包锅炉，型号为HG-2008/ 17.4YM5型，最大连续蒸发量2008 t/h，额定蒸发量1757 t/h。一期锅炉补给水处理原水为黄河水，系统采用反渗透预脱盐，再经离子交换除盐设备处理，保证出水达到除盐水水质标准。离子交换除盐设计为两列：一列为一级除盐设备加混床；一列为一级混床加二级混床，设计出力为2×150 t/h。一期锅炉补给水制水流程如图 1所示。

2 存在的问题分析 2.1 阳床运行压差异常增大

2010-05-11，阳床运行压差异常增大，进水压力达0.62 MPa，出水压力为0.24 MPa，最大出水流量达97 t/h，比正常流量至少降低约30 t/h。阳床正常运行基本参数见表 1所示^[1]。

由表 1数据可知，阳床压差和流量与正常运行参数差别较大。虽然一级除盐设备出水水质合格，但阳床进出口压差较大，仍无法正常运行，随即停运检查分析。

（1）系统通过反渗透装置进行预脱盐处理，因此阳床运行周期相对较长，以120 t/h的流量运行连续15 d再进行再生处理，正常再生时仅对阳床进行小反洗，经过15个再生周期进行1次大反洗。阳床周期运行时间较长，可能造成树脂过度压实，树脂颗粒间的缝隙减小，水流阻力增大，压力损失增大，导致进水压力升高，流量减小。

（2）由于阳床出水阀门胶皮阀芯或出口衬胶管道脱落导致管道堵塞，造成阳床进水压力升高，流量减小。

（3）反洗时，阳床出水石英砂垫层出现乱层，部分小颗粒石英砂进入大颗粒石英砂中，导致出水阻力增加，阳床进出水压差增大，流量减小。

（4）自2002年6月开始，除再生处理外，阳床基本处于连续运行状态，截至阳床进水压力增大时已大流量运行约8 a。在阳床制水和再生过程中，由于树脂离子形态反复发生变化，引起颗粒不断膨胀和收缩，导致颗粒产生裂纹。同时树脂在使用过程中受摩擦、挤压以及周期性转型的影响，进一步造成树脂颗粒破裂，机械强度下降。磨损严重的树脂颗粒间缝隙变小，致使进水压力增大，流量减小。

基于上述可能原因逐一进行排查：首先，对阳床进行再生处理，同时进行大反洗，再生处理后投运阳床，此时最大进水流量达130 t/h，进水压力为0.50 MPa，运行1 d后，进水流量降至100 t/h，进水压力升高为0.60 MPa，说明树脂被过度压实并非是阳床入口压力升高的主要原因。然后，拆解阳床出入口管道及阀门进行检查，发现管道衬胶和阀门阀芯均完好，因此排除了管道和阀门堵塞的可能。最后，取出阳床树脂进行检查，同时对石英砂垫层做了检查，未发现石英砂垫层存在问题，但树脂的圆球率远不满足要求，所有树脂都不是完整的颗粒，用手指轻轻一搓立即变成树脂粉末，表明树脂已经严重老化，不能继续使用。

2.2 混床出水电导率超标

为了不影响正常制水，2010-07-22，将原阳床树脂全部更换为新的凝胶型阳树脂（型号为001×7型），共计254袋（25 L/袋）。第1次更换阳树脂后，进行使用前预处理和再生处理，阳床投运后，进水压力为0.42 MPa，出水压力为0.38 MPa，运行流量正常，除盐系统出水水质合格。

但运行不到半年，除盐水制水系统水质超标。2010年12月中旬，一级除盐设备出水电导率不超标，二级除盐设备（1号混床和3号混床）出水电导率超标（大于0.2 μS/cm）^[2]。第1次更换阳树脂后除盐系统出水水质监测数据见表 2。

3 混床出水电导率超标原因分析及处理 3.1 原因分析

针对一级除盐设备出水电导率正常、二级混床出水电导率超标的问题，分析可能原因如下。

3.1.1 混床树脂失效

对混床树脂重新进行再生处理，投运后混床出水电导率并未好转，仍不合格。考虑可能是二级除盐混床运行时间较长，树脂性能变差，导致出水水质不满足二级除盐水的标准要求。随即分别切换至2号混床+1号混床和2号混床+3号混床方式运行，二级除盐设备出水电导率恢复正常。即使2号混床出水电导率偏高，二级除盐设备出水水质仍然合格，因此可以确定二级混床运行正常，排除二级混床树脂存在问题的可能性^[3]。投运2号混床时除盐系统出水水质监测数据见表 3。

3.1.2 阳床树脂失效

一种可能是阳床树脂受到氧化剂氧化，最常见的氧化剂是水中活性氯。当水中活性氯质量浓度为0.6~0.7 mg/L时，强酸阳离子交换树脂即发生明显氧化，因此要求进入反渗透装置的水中活性氯质量浓度应小于0.1 mg/L^[4-5]。托克托电厂一期锅炉补给水制水系统中虽然添加了氧化型杀菌剂次氯酸钠，但在进入反渗透系统前已与还原剂亚硫酸氢钠发生反应，余氯很少（见表 4），再经过反渗透膜处理工艺后，余氯更少。因此可以排除阳床树脂被反渗透出水中余氯氧化的可能。

另一种可能是阳床树脂再生时受到盐酸中余氯氧化。根据盐酸入厂化验报告可知，盐酸中未检测到余氯，因此因再生使阳床树脂受到氧化的可能性较小。

综合分析上述原因和历史运行数据，可以确定导致二级除盐设备出水水质不合格的原因为第1次更换的凝胶型阳树脂（001×7型）抗氧化能力弱，在投运5个月后，逐渐被进水中的弱氧化剂氧化，导致混床出水电导率超标^[6]。

3.2 处理措施

2011-02-01，再次更换了阳树脂，本次更换为D001大孔型阳树脂，共计254袋（25 L/袋）。新树脂经过预处理和再生后，于2011-02-05正式投运。截至目前，一、二级除盐设备运行正常，出水水质优良。第2次更换阳树脂后除盐系统出水水质监测数据见表 5。

4 结语

托克托电厂经过第2次更换阳树脂后，连续运行到2017年年底混床出水水质一直保持优良，说明大孔型阳树脂抗氧化性强，能够满足水处理系统运行要求。在使用氧化型杀菌剂的水处理工艺中，要严格控制阳床进水中余氯的质量浓度，防止阳树脂被氧化，同时建议使用抗氧化性强（交联度大）的凝胶型阳树脂或大孔型阳树脂。