LHZR型全自動鈉離子交換器應(yīng)用效果分析

本文格式為Word版，下載可任意編輯——LHZR型全自動鈉離子交換器應(yīng)用效果分析LHZR系列的的全自動鈉離子交換器結(jié)構(gòu)緊湊，工藝優(yōu)化運行，處理水質(zhì)較好，故障率相對較低，解決了鍋爐用水硬度大、易結(jié)垢的一大難題，本文在評價LHZR系列的的全自動鈉離子交換器在安塞油田應(yīng)用效果的同時，對運行中普遍存在的問題提出了改進(jìn)措施。

工作原理應(yīng)用問題措施

1基本概況

做好鍋爐水質(zhì)處理工作，使鍋爐給水達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)，是保證鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運行的重要環(huán)節(jié)，也是保證鍋爐、儉約能源、防止事故的重要措施。現(xiàn)安塞油田集輸系統(tǒng)供熱鍋爐用水普遍采用全自動軟水處理器（鈉離子交換器）處理，經(jīng)處理后的軟化水供給鍋爐使用，減緩了鍋爐內(nèi)部腐蝕結(jié)垢、提高了鍋爐熱效率、確保了鍋爐安全平穩(wěn)運行。

2鈉離子交換器結(jié)構(gòu)、工作原理2.1結(jié)構(gòu)組成

浮床式全自動鈉離子交換器的組成一般包括交換、鹽液和控制三個系統(tǒng)。交換系統(tǒng)大多由兩個交換柱組成；鹽液系統(tǒng)尋常由溶鹽罐、鹽閥、轉(zhuǎn)子流量計等組成；控制系統(tǒng)包括微集成電腦組成的控制箱、多功能集成閥、傳動電機(jī)、液位傳感器等。其工藝流程一般為一個柱產(chǎn)水時，另一個柱自動進(jìn)行松床、進(jìn)鹽、小清洗、大清洗等過程，然后自動切換，雙柱交替循環(huán)，達(dá)到連續(xù)產(chǎn)水。

2.2工作原理

鈉離子軟化法是利用離子交換劑中的鈉離子置換出水中的鈣、鎂離子，既可以除去水中的暫時硬度，又可以除去永久硬度。鈉離子交換器運行一段時間后，交換劑置換鈣、鎂離子達(dá)到飽和后，就失去軟化作用。假使需要繼續(xù)使用，必需經(jīng)過再生（還原）處理。處理方法是將5-8%濃度的食鹽溶液再生劑輸入交換器，利用食鹽溶液中的鈉離子把交換劑中的鈣、鎂離子置換出來。再生時形成的氯化鈣和氯化鎂為溶解性鹽類，可用水沖洗除去，從而恢復(fù)交換劑的軟化能力。

化學(xué)反應(yīng)：

碳酸鹽硬度成分（Mg鹽一致）：2RNa+Ca（HCO3）2→CaR2+2NaHCO3

非碳酸鹽硬度成分（Mg鹽一致）：2RNa+CaSO4→CaR2+Na2SO4

2RNa+CaCl2→CaR2+2NaCl

2.3工作過程

逆流再生浮動床鈉離子交換器，分交換器本體和鹽箱兩部分。交換器的左右兩個交換柱內(nèi)裝001X7樹脂，上下法蘭之間是水帽布水器。軟化過程水由下端進(jìn)入，樹脂層浮起（浮動床）狀態(tài)，水經(jīng)過樹脂層，由上口流出被軟化。同時，另一個交換柱依次執(zhí)行松床、再生、置換工藝。其中一個交換柱的產(chǎn)水時間等于另一柱松床、再生、置換時間之和。再生和置換過程，水由上端進(jìn)入，和軟化過程的水流方向相反（逆流再生）。逆流再生使得交換柱上層樹脂再生度最高。這樣，當(dāng)該交換柱進(jìn)入軟化過程，水流由下向上經(jīng)過出水端時，始終接觸再生度高的新鮮樹脂，從而確保出水質(zhì)量。

3鈉離子交換器集輸系統(tǒng)的應(yīng)用

3.1使用狀況

目前安塞油田集輸系統(tǒng)的臥式燃?xì)忮仩t均采用鈉離子交換器對鍋爐用水進(jìn)行預(yù)處理，均達(dá)到安塞油田鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

3.2存在問題

（1）離子交換器內(nèi)均采用鈉型樹脂，按要求必需定期更換，在使用長期停用時也要求保管，其方法是：將陽離子交換樹脂轉(zhuǎn)化成鈉型；陰離子交換樹脂還原成氯型。并通入約10%的食鹽水使樹脂浸泡在其中，這樣既能有效保證樹脂為原型，又能防止樹脂發(fā)霉受污染。但目前離子交換器夏季停運時普遍未對其進(jìn)行還原保護(hù)，加之做不到定期更換，使得樹脂污染，造成樹脂喪失一定的轉(zhuǎn)換能力，從而影響離子交換器出水水質(zhì)。

（2）現(xiàn)用的鈉離子交換器及其周邊繁雜控制管線普遍采用鐵制，由于各集輸站均未對給水進(jìn)行過濾處理，在長時間使用過程中忽視對交換器、管線的防腐工作，造成管線腐蝕結(jié)垢嚴(yán)重，穿孔現(xiàn)象時有發(fā)生，特別是鹽泵進(jìn)出口水管與鹽箱連接處部件易受到損壞，給鈉離子交換器的正常使用造成很大苦難。

（3）根據(jù)GB1576-96《低壓鍋爐水質(zhì)》，蒸汽鍋爐給水硬度≤0.03mmol/L。由于，回水回收率越大時，鈉離子交換器的出水控制硬度可相應(yīng)提高。

表1中數(shù)據(jù)說明，當(dāng)冷凝回水回收率達(dá)80%時，即使鈉離子交換器出水的控制硬度已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超標(biāo)，達(dá)到≤0.15mmol/L，仍可將軟化水罐內(nèi)水質(zhì)控制在低于臨界值≤0.03mmol/L范圍內(nèi)，而目前安塞油田集輸系統(tǒng)鍋爐冷凝回水回收率很低（回收率不高于40%），大量蒸汽冷凝回水無法回收，不僅僅是造成水資源的浪費，軟化水量大大增加，更是使得鈉離子交換器出水硬度值必需要控制在臨界值以下，使得產(chǎn)水時間不宜過長，樹脂再生頻繁，經(jīng)濟(jì)性差。

3.3采取的措施

（1）組織對集中處理站污染嚴(yán)重的鈉型樹脂進(jìn)行更換，并做好停用期間的保管工作，在條件不允許的狀況下，也要首先再生還原樹脂，然后通過清水（軟化水）浸泡，避免樹脂遭到破壞。

（2）針對管線易腐蝕的問題，聯(lián)系鈉離子交換器生產(chǎn)廠家，在廠家協(xié)同下對各集輸站的水處理設(shè)施管線進(jìn)行改造，將原有腐蝕嚴(yán)重的鐵制管線更換為高壓耐腐蝕的ABS管線。

（3）引進(jìn)集水罐及整套冷凝裝置，回收的冷凝水進(jìn)入軟水罐重新進(jìn)入水循環(huán)系統(tǒng)，實現(xiàn)蒸汽回水二次利用，既提高了系統(tǒng)回收率增加了離子交換器的水質(zhì)硬度指標(biāo)，也減少了水資源的浪費，符合節(jié)能節(jié)水的時代要求。

4應(yīng)用效果分析

4.1減緩設(shè)備腐蝕結(jié)垢，提高了鍋爐熱效率

采用鈉離子交換器處理后得到的軟化水硬度基本保持在0.03mmol/L以下，極大的降低了鍋爐及其安全附件、系統(tǒng)管線的腐蝕結(jié)垢，受熱面的良好維護(hù)也使得鍋爐內(nèi)部傳熱效果較以往大大加強，減少排煙溫度損失熱量，確保了鍋爐具有較好的熱效率。

4.2加強了鍋爐運行的穩(wěn)定性及安全性

原水中含有大量的鈣、鎂等離子，鈣、鎂在高溫的條件下易于鐵離子置換，從而結(jié)垢、腐蝕管線和鍋爐內(nèi)部附件，離子交換器利用鹽中的鈉離子交換出鈣、鎂離子，很大程度上減緩了水對管線、鍋爐及設(shè)備的損傷。在另一方面增加了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，另一方面減少由鍋爐結(jié)垢引發(fā)的受熱不均爆爐、管線腐蝕穿孔等事故。

5結(jié)論及認(rèn)識

（1）鈉離子逆流再生交換器為鍋爐用水提供了有力保障，但僅依靠處理后的軟化水是遠(yuǎn)不能滿足鍋爐安全運行的需要，還應(yīng)在日常鍋爐操作過程中按時、按量排污，并實時對鍋爐用水進(jìn)行化驗、不斷提高水處理水平。

（2）設(shè)備的使用的關(guān)鍵在于操能把握對各個運行參數(shù)的調(diào)試，設(shè)備要能