浙能1000 MW超超临界机组前置过滤器运行问题分析及处理

高默劼

（上海电力建设启动调整试验所，上海市，200031）

0 引言

目前，大力发展大容量、高参数的火力发电机组是火力发电未来发展的趋势。机组参数越高，凝结水的流量越大，对水汽品质的要求也越高，从而对凝结水精处理系统提出了更高的要求。浙江国华浙能发电厂二期新建2×1000 MW超超临界机组，其凝结水精处理系统前置过滤器装置在运行过程中暴露出一些问题，以下对其进行分析及处理。

1 工程概况

机组凝结水精处理系统为配置前置过滤器的中压凝结水处理系统。系统由2台连续运行的前置过滤器，4台精处理高速混床，1套包括酸、碱贮存计量的再生设备，控制系统，监测仪表，配供电系统和其他辅助设备等组成。

前置过滤器装置设置在凝结水除盐设备之前，单台处理能力为1200 t/h，运行压力小于4.5 MPa，运行温度小于55℃，采用PALL公司的折叠式滤芯，在机组启动和运行时用于除去凝结水中各种悬浮物（以氧化铁为主）、胶体硅等腐蚀产物以及基建时在管道中残留的焊渣、泥沙等机械杂质，确保混床中树脂的运行环境良好，防止树脂受到氧化铁等杂质的污染，保证凝结水水质的稳定。前置过滤器装置设置1个气动可调阀门旁路和1个手动检修旁路。在前置过滤装置正常运行时，手动检修旁路关闭，投用1台前置过滤装置，气动可调阀门旁路关闭50%，当2台前置过滤装置均投用后，气动可调阀门全部关闭。

2 凝结水精处理系统存在的问题

凝结水精处理系统存在的问题有以下2方面。

（1）5号机组前置过滤器装置在投用初期，发现在运行退出后的备用转停运状态过程中，卸压时过滤器振动较大，排气管抖动严重，声音较响。由于振动造成前置过滤器装置进口气动阀门开信号反馈线2次松动，当再次投运过滤器时阀门开反馈不到位，投运程控无法继续，对前置过滤器装置的启动及运行带来隐患，不利于过滤器装置长期、安全、稳定运行。

（2）由于工期较紧，6号机组前置过滤器投用时凝结水铁含量大于1000 μg/L，造成前置过滤器滤芯的不可逆损伤。在单台前置过滤器装置处理水量达600 t/h时，过滤器进出口压差达到66 kPa左右；单台过滤器处理水量达到1100 t/h时，过滤器进出口压差达到100 kPa左右，经过多次反洗后压差仍然未减小。

3 原因分析及解决措施

3.1 前置过滤器装置卸压振动问题分析及处理

对过滤器装置拆检发现滤芯安装正确、无松动（如图1），排除了由于滤芯安装不当对过滤器装置冲击引起振动的可能性。

过滤器装置在正常运行时承受3～4 MPa的压力，当过滤器装置卸压时，压力通过φ108 mm×4 mm的顶部排空管道瞬间释放。经过观察，发现过滤器装置在卸压过程中从排空管道中排出的是水气混合物。在每次前置过滤器装置投用前，都要用冲洗水泵将过滤器装置注满水，目的是为了防止过滤器中存有空气，在卸压时水气同时降压对过滤器装置造成冲击。在检查了压缩空气罐至前置过滤器的进气反洗门的状况并进行了相应的试验后，基本排除了压缩空气罐内空气漏进过滤器装置的可能性，而且压缩空气罐至前置过滤器装置的母管上不仅有逆止门，还有1个动作值为1 MPa的安全阀门。

本机组使用的前置过滤器装置（如图2）从底部进水，从底部出水，因此过滤器本身未排净的空气和凝结水系统中带来的空气很容易存留在装置里，而且床体中的滤芯是用0.6 MPa的压缩空气进行反洗，滤芯骨架内的过滤纤维间缝隙较小，且滤芯为折叠式，反洗后可能有部分空气由于毛细管效应存留在过滤纤维之间。当冲洗水泵给床体注水时，床体底部存留在过滤纤维之间的空气可能会受水的自重的压力而排出，床体上部存留在纤维之间的空气就无法排净。当过滤器运行后，床体内的残余空气在凝泵出口3～4 MPa压力的作用下，全部向过滤器顶部压缩，存积在顶部排空门处，卸压时，水气混合物在排空门处瞬间释放，导致床体在卸压时振动较大，排空管道抖动严重，声音较响。

在整套启动期间，针对上述现象，对前置过滤装置进行了试验。启动冲洗水泵，将前置过滤器装置满水，当满水液位信号闪动后，关闭顶部排空阀门，10 s后打开，再关闭顶部排空阀门，停冲洗水泵，然后过滤器投用。此举是利用有再循环管路的冲洗水泵出口0.7 MPa的压力，预先使过滤器中的可能存在的空气进入过滤器顶部，通过顶部排空门进行释放，再将床体满水投用。

在整个整套启动期间，在前置过滤器装置反洗后均采用此法满水，卸压时基本无振动，排空管不抖动，卸压声音很小。

找出原因和方法后，在前置过滤器反洗的程序控制中，增加了满水后再次排气这一步骤，即当满水液位信号闪动后，关闭顶部排空阀门，不停冲洗水泵（冲洗水泵有再循环管道），10 s后打开，再关闭所有阀门、停泵，床体处于备用状态。

3.2 滤芯的不可逆损伤问题分析及处理

前置过滤器的滤芯从结构上大体可分为缠绕式、折叠式，其中折叠式由于其过滤面积大、占用体积小、滤液质量好、通量高、压差低、操作使用简单方便等优点，在超超临界机组的精处理系统中使用较为广泛。前置过滤器在投用时都有一定水质标准，若投用时水质较差，如水中的铁含量较高或者热力系统还没有冲洗干净就急于投用，很容易造成过滤器滤芯的不可逆损伤。

当杂质通过过滤器滤芯时，过滤器的滤芯利用物理过滤的原理将杂质过滤，但若系统杂质较多，特别是在机组的基建期间，整个热力系统的水质很不稳定，系统中可能存在各种焊渣、金属碎削、泥沙，甚至油脂，新建百万千瓦机组热力系统中的氧化皮较多，且折叠式滤芯与流动介质接触面积大，在凝结水泵的压力下，更容易在微小的滤芯（如图3）过滤纤维缝隙中粘合、堆积，甚至板结，造成前置过滤器装置进出口压差增高。在过滤器装置进出口压差达到设计压差，过滤器退出反洗时，即使反洗的出水较为干净，依靠反冲洗水泵0.7 MPa的压力已难以将这些堆积物，甚至板结物反洗出来，在反洗后再次投运时出现过滤器进出口压差不降，反洗没有效果或者反洗效果不明显的现象。

5号机组由于在前期热力系统冲洗较为充分，第1次投用时凝结水水质清澈，铁含量为261µg/L，且此后每次投运时保证铁含量不大于300µg/L，在过滤器投运前期和锅炉前几次高负荷时保证每8 h对过滤器进行反洗2～3次。从凝结水精处理系统首次投用到机组168 h满负荷试运结束，前置过滤器的压差波动较为合理。当单台前置过滤器处理水量达到600 t/h时，过滤器进出口压差达到18 kPa左右；单台过滤器处理水量达到设计值1200 t/h时，过滤器进出口压差为90 kPa左右，效果较为理想。

4 经验总结

（1）若采用底部进水、底部出水的前置过滤器装置且同时使用折叠式滤芯时，建议在投用前，在程序控制中增加过滤器满水后再次排气步骤，以防止前置过滤器中出现水气共存的现象，造成过滤器装置卸压时振动。

（2）前置过滤器在投用时，凝结水水质最好能够达到投用要求，若不能达到投用水质的要求，建议在过滤器床体差压还未达到设计差压时就进行反洗，同时增加过滤器的反洗频率（建议每3～8 h反洗2～3次，视凝结水水质而定），延长过滤器滤芯的使用寿命，保证前置过滤器的长周期、安全、稳定运行的目标。

（3）建议在凝结水泵出口至凝结水精处理系统间增加1路排放管，在热力系统不稳定或者凝结水水质较差时排放掉部分不合格水，减少较差水质对凝结水精处理系统的冲击和影响。

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