优化超滤运行逻辑解决化学水泵出口逆止门损坏问题

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推荐单位：安徽华电芜湖发电有限公司本文作者：王昌县

摘要：华电芜湖电厂锅炉水处理系统中采用三台化学水泵+三套盘式过滤器+三套超滤并列布置，化学水泵出口及超滤入口皆采用母管制的运行方式，实际运行中发现两套及以上超滤设备运行时经常出现化学水泵出口逆止门损坏的问题，针对此问题，在不改变设备状态的前提下，通过优化超滤系统运行逻辑实现了对出口逆止门的保护，彻底解决了因出口电动门不关闭或关闭不及时导致的逆止门损坏的问题。关键词：超滤；逆止门；母管制；逻辑

引言随着科学技术的进步与发展，膜法水处理技术越来越成熟，超滤装置在发电厂中的应用越来越普遍，随着机组容量的提高，系统对水质的要求越来越高，水质的好坏对发电厂的稳定运行具有很大的影响，高纯度水可有效减少过热器和汽轮机出现积盐的现象，确保受热面和管道的安全稳定运行，下面就超滤运行过程中出现的化学水泵出口逆止门问题进行了分析和解决。1.设备情况1.1系统流程华电芜湖电厂原水取自长江水，由于机组容量大且供热量大，锅炉补给水系统采用超滤+反渗透+离子交换器+混床处理工艺，其中超滤装置共设置3台，每台额定出力211t/h，超滤膜件设有上、下两个进水口和上下两个出水口，采用死端过滤的方式，运行制水40min后进行上、下反洗，反洗水流量设计700t/h，使用专用的反洗水泵，经过50次后还要进行加入化学药剂的加强反洗。超滤装置流程简图如图1所示。预处理后的水经变频化学水泵送至生水加热器，之后进入盘式过滤器处理，盘滤产水进入超滤，超滤产水进入超滤水箱，供给反渗透，超滤运行的流量可通过对化学水泵频率在线手动调整来实现。

1.2设计运行逻辑设计三台化学水泵+三套盘式过滤器+三套超滤并列布置，母管制运行，正常运行时任意一台盘式过滤器可选择任意任意一台化学水泵、任意一套超滤。运行小步序分为“正冲（30S）”、“运行（40min）”、“反洗一（30S）”“反洗二（30S）”。投运时第一步“正冲”先打开上排门、进口气动调门、盘滤进口门、化学水泵出口电动门、启动化学水泵，此步序执行30S，执行完毕后打开产水门，关闭上排门，运行40min后利用专用反洗水泵进行一次“反洗一”（30S）和一次“反洗二”（30S），之后再次执行一次“正冲”，继而转为“运行”，两套及以上运行时仅能有1套进行反洗步骤；多套同时具备反洗条件时，自动排队。设计步序表如图2所示。(说明：S-泵停止，R-泵运行，●-阀门关闭，○-阀门开启，括号中的数字代表同一步序中设备的开关运行停止顺序。超滤正常步序为1-2-3-4-5-2)

图22.存在问题自2018年9月锅炉补给水系统扩容改造投运6个月后，开始出现化学水泵电机报故障，现场变频器故障码显示为“堵转”，因在现场未发现异常，且超滤运行曲线正常，经电气复位故障后重新正常投运。在此后的运行中发现，频繁出现电机“堵转”现象。综合2019年全年化学水泵电机出现“堵转”的次数以及季度制水量（图3示），可见随着制水量的增加化学水泵电机出现“堵转”的次数逐渐上升。经过观察发现单套设备运行时，电机“堵转”现象基本不会发生，一旦投运两套及以上时，电机“堵转”现象就频繁出现。随着制水量的增加需要投入的超滤设备就会增加，体现出多套超滤设备运行时现有运行方式不能保证设备正常运行。3.原因分析针对多套设备运行时化学水泵电机频繁报“堵转”故障，值班人员发现“堵转”发生时盘式过滤器进口母管流量会随之下降，但过二十秒左右即恢复正常。由于异常出现时间太短，运行人员到现场检查时一切正常。经过运行人员长期定点观察发现每次投运两套及以上超滤设备时，一旦某一套设备进入“反洗一”步序，现场能听到金属撞击的声音，并且化学水泵会出现暂时倒转。通过观察发现程序进入“反洗一”时化学水泵频率下降至0HZ，但由于化学水泵出口电动门未关（程序设定不关，且此步序仅执行30S，也来不及关闭），进入“反洗二”时化学水泵恢复反洗前频率，由于化学水泵出口逆止门不严导致化学水泵倒转，突然得到正转的力矩导致变频器报“堵转”故障。换句话说“堵转”是由于逆止门不严引起的，当两台及以上超滤设备同时运行时，就会对执行“反洗一”步序的化学水泵逆止门造成冲击，多次冲击应会导致逆止门故障。

图34.优化方案为消除化学水泵出口逆止门的故障，提高化学制水系统的可靠性，防止出现除盐水断供现象，决定采取优化超滤运行逻辑的方法。当两台及以上超滤设备同时运行，其中一台进行反洗时，连锁该台设备的化学水泵在“反洗一”步序给定10Hz的频率，不停泵，小流量的水可以进入运行中的超滤设备，即使单套设备运行，由于时间仅有30秒，也不会造成超滤设备超压超流量。优化后的步序表如图4所示。（说明：①S-泵停止，R-泵运行，●-阀门关闭，○-阀门开启，括号中的数字代表同一步序中设备的开关运行停止顺序；②超滤正常步序为1-2-3-4-5-2；③3套超滤装置仅能有1套进行反洗步骤；多套同时具备反洗条件时，自动排队；④各步序的运行时间、参数需根据现场实际情况调整）5.优化效果优化后的程序通过试运，消除了化学水泵出口逆止门损坏的问题，在超滤进入“反洗一”步序时现场金属撞击声音消失，通过半年的观察运行，逆止门不严状况消失，电机再也未报“堵转”，此问题得以解决。6.结语华电芜湖电厂锅炉补给水系统通过优化超滤装置的反洗逻辑，解决了化学水泵出口逆止门频繁损坏的问题，大大延长了逆止门的使用寿命，取得了一定的经济效益，为系统的安全稳定运行提供了保障。同时暴露出对于设备母管制的运行方式仍有较大的空间可以探索研究。

参考文献

[1]刘军,宋雷,陈勇强.超滤控制逻辑优化解决衬塑管道脱衬问题[J].科技创新导报,2018,15(21):3.[2]周正,徐仕先,于海全,等.母管制超滤系统水量分配优化研究

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