摘　要：對(duì)供熱系統(tǒng)水處理設(shè)施中水過(guò)濾器、鈉離子交換器(軟化設(shè)備)的維護(hù)工作要點(diǎn)進(jìn)行分析，對(duì)電磁法軟化水技術(shù)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：集中供熱；  水處理設(shè)施；  過(guò)濾器；  鈉離子交換器；  電磁法

Maintenance and New Technology of Water Treatment Facilities in Centralized Heat-supply System

Abstract：The key maintenance points of water filters and sodium ion exchanger(softening equipment)in water treatment facilities of centralized heat．supply system are analyzed．The water softening technology by electromagnetic method is discussed．

Keywords：centralized heat-supply；water treatment facility；filter；sodium ion exchanger；electromagnetic method

在集中供熱系統(tǒng)中，為了避免管子、換熱設(shè)備及散熱裝置結(jié)水垢，需要對(duì)循環(huán)水及補(bǔ)水進(jìn)行處理，使各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到供熱生產(chǎn)運(yùn)行的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。本文對(duì)水處理設(shè)施中水過(guò)濾器、鈉離子交換器(軟化設(shè)備)的維護(hù)及軟化水新技術(shù)進(jìn)行探討。

1　水過(guò)濾器

自來(lái)水在進(jìn)入軟化設(shè)備前要進(jìn)行預(yù)處理，根據(jù)不同的用水需求，選取合適濾網(wǎng)孔徑的水過(guò)濾器安裝于自來(lái)水主管道，去除自來(lái)水中的大顆粒雜質(zhì)。對(duì)于供熱系統(tǒng)用水預(yù)處理，我們根據(jù)GB 1576—2008((工業(yè)鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求》的要求，選用32目(濾網(wǎng)孔徑為0.5mm)，處理后懸浮物質(zhì)量濃度小于5mg／L的Y型過(guò)濾器。該過(guò)濾器工作原理簡(jiǎn)單，當(dāng)雜質(zhì)粒徑大于濾網(wǎng)孔徑時(shí)，這些雜質(zhì)便被攔截下來(lái)，相對(duì)清潔的濾液則由過(guò)濾器的出口排出。

由于水過(guò)濾器基于機(jī)械物理過(guò)濾原理，當(dāng)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用后水過(guò)濾器進(jìn)出口壓差增大時(shí)，應(yīng)對(duì)過(guò)濾器的濾網(wǎng)進(jìn)行拆卸清洗，并清掏沉積的雜質(zhì)，必要時(shí)需更換破損的濾網(wǎng)，使水質(zhì)達(dá)到預(yù)處理的要求。

2　鈉離子交換器

2.1　工作原理

鈉離子交換器由多路閥、控制器、樹(shù)脂罐、鹽箱等組成，標(biāo)準(zhǔn)工作流程主要包括：軟化、反洗、再生、正洗4個(gè)過(guò)程，任何以鈉離子交換為基礎(chǔ)的離子交換器都是在標(biāo)準(zhǔn)工作流程基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的。

國(guó)產(chǎn)某品牌全自動(dòng)鈉離子交換器采用平面密封兩相多路閥技術(shù)，由轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)位方式實(shí)現(xiàn)液相的切換，控制原水(被處理自來(lái)水)、軟化水、氯化鈉水溶液(再生劑)、再生流程產(chǎn)生的廢液在鈉離子交換器內(nèi)的流量和流向，自動(dòng)完成工作流程。

軟化原理：樹(shù)脂罐體內(nèi)裝填的鈉型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂作為交換劑，當(dāng)原水通過(guò)樹(shù)脂時(shí)，樹(shù)脂中的鈉離子置換原水中的鈣、鎂離子，使硬水得到了軟化。軟化過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)式為：

Ca²⁺+2NaR®CaR2+2Na⁺

Mg²⁺+2NaR®MgR2+2Na⁺

隨著樹(shù)脂中鈉離子逐漸被鈣、鎂離子所代替，樹(shù)脂將出現(xiàn)失效，此時(shí)將鹽箱中濃度較高的氯化鈉水溶液稀釋成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％～10％，由上向下通過(guò)樹(shù)脂進(jìn)行再生，氯化鈉水溶液中的鈉離子置換出樹(shù)脂吸附的鈣、鎂離子，使樹(shù)脂得到再生，恢復(fù)交換能力并排出廢液。再生過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)式為：

CaR²⁺+2Na⁺®Ca²⁺+2NaR

MgR²⁺+2Na⁺®Mg²⁺+2NaR

2.2　維護(hù)保養(yǎng)

①樹(shù)脂

樹(shù)脂在使用前以及停熱期間，都存在著保管的問(wèn)題，若保管不善，將影響樹(shù)脂的使用壽命和交換能力，甚至造成樹(shù)脂報(bào)廢。

對(duì)于新購(gòu)入的樹(shù)脂，在投入使用前應(yīng)注意以下問(wèn)題：a．保持樹(shù)脂的水分，樹(shù)脂在出廠時(shí)含水率是飽和的，在運(yùn)輸中須確保包裝的密封及完整，防止樹(shù)脂因失水而風(fēng)干。若長(zhǎng)期不用，在條件具備的情況下，可儲(chǔ)存在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％的氯化鈉水溶液中。b．防止受熱和受凍，樹(shù)脂不宜存放在高溫設(shè)備附近及陽(yáng)光直射的地方，環(huán)境溫度宜在5～20℃。c．防止樹(shù)脂的污染，樹(shù)脂儲(chǔ)存時(shí)要避免與鐵容器、強(qiáng)氧化劑、油類(lèi)、有機(jī)溶劑接觸，以防止樹(shù)脂污染或被氧化降解。除此之外，還要防止對(duì)樹(shù)脂的擠壓、摩擦，以免樹(shù)脂破碎。

對(duì)于停熱期間或長(zhǎng)期不用的樹(shù)脂，應(yīng)作好以下保管工作：a．樹(shù)脂還原，利用氯化鈉水溶液將樹(shù)脂還原成鈉型陽(yáng)離子樹(shù)脂，提高樹(shù)脂對(duì)其他金屬離子的耐受力，以保護(hù)樹(shù)脂。b．濕法存放，停用的樹(shù)脂可以繼續(xù)存放在樹(shù)脂罐內(nèi)，但是濕法存放必須保證樹(shù)脂罐內(nèi)壁防腐層狀態(tài)良好。若將樹(shù)脂放在清水中存放，清水每個(gè)月都要更換一次。最好把樹(shù)脂存放在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％的氯化鈉水溶液中，這樣可以防止清水中有機(jī)物的污染。c．防止發(fā)霉，若樹(shù)脂罐內(nèi)浸泡樹(shù)脂的清水或氯化鈉水溶液發(fā)生泄漏，造成上部樹(shù)脂裸露，裸露樹(shù)脂表面易繁殖微生物，進(jìn)而導(dǎo)致樹(shù)脂發(fā)霉、結(jié)塊，尤其在溫度高的環(huán)境中。除定期補(bǔ)充、更換浸泡溶液外，為進(jìn)一步防止樹(shù)脂發(fā)霉、結(jié)塊，可用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0％～1.5％的甲醛溶液進(jìn)行消毒。

若原水或再生劑(氯化鈉水溶液)的鐵離子質(zhì)量濃度過(guò)高(大于0.3mg／L)或鋼質(zhì)樹(shù)脂罐內(nèi)壁防腐措施不良，易引起樹(shù)脂鐵中毒。當(dāng)樹(shù)脂出現(xiàn)鐵中毒時(shí)，將復(fù)蘇劑(混合溶液中HCL質(zhì)量分?jǐn)?shù)4％、氯化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)4％、Na2SO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過(guò)0.1％)加入鐵中毒樹(shù)脂中充分浸泡，使得樹(shù)脂復(fù)蘇。需要注意的是，復(fù)蘇劑中Na2SO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)由實(shí)驗(yàn)確定，不應(yīng)大于0.1％，這是由于Na2SO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)過(guò)高，易產(chǎn)生SO2氣體，并易產(chǎn)生CaSO4沉淀。實(shí)踐證明，用這種方法處理鐵中毒樹(shù)脂，復(fù)蘇劑耗量少，耗時(shí)短，且復(fù)蘇劑中HCL濃度低，對(duì)交換器腐蝕性較小，復(fù)蘇效果較好，是一種較理想的處理方法。

當(dāng)原水中余氯質(zhì)量濃度過(guò)高(大于0.5mg／L)時(shí)，易造成樹(shù)脂結(jié)構(gòu)破壞，引起余氯污染。當(dāng)監(jiān)測(cè)自來(lái)水中的余氯超標(biāo)時(shí)，可以在交換器前設(shè)置活性炭過(guò)濾器，或向自來(lái)水中投加Na2SO3，以除去水中余氯。

②多路閥

該軟化設(shè)備的核心部件是平面密封兩相多路閥，閥體采用PVC工程塑料，隨著使用年限的增長(zhǎng)，由工位轉(zhuǎn)換造成的閥芯密封圈磨損在所難免，一旦出現(xiàn)磨損，易造成各工位排廢量增大，水耗增加，影響設(shè)備經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。在對(duì)多路閥進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)時(shí)，拆開(kāi)多路閥閥體護(hù)蓋，取出閥芯，對(duì)各對(duì)位孔更換新的密封圈，并檢查閥體護(hù)蓋橡膠圈彈性，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)及時(shí)更換。

③樹(shù)脂罐及鹽箱

樹(shù)脂罐、鹽箱均采用不銹鋼制成，并進(jìn)行內(nèi)壁防腐處理。在不銹鋼罐體焊接時(shí)，由于焊條材質(zhì)或焊接技術(shù)，可能造成焊縫夾渣、氣孔，從而降低不銹鋼罐體的耐腐蝕性。對(duì)于鹽箱，加鹽過(guò)程的機(jī)械損傷鹽箱內(nèi)壁防腐層及濃鹽水浸泡等，易造成鹽箱內(nèi)壁氯腐蝕穿孔，影響設(shè)備正常使用。

對(duì)于腐蝕穿孔情況，經(jīng)過(guò)實(shí)踐研究，我們總結(jié)了較為理想的處理方法，獲得了良好的效果。具體步驟為：對(duì)出現(xiàn)腐蝕穿孔的罐體拆卸后進(jìn)行打磨，除去罐體內(nèi)壁銹斑及破損的防腐層。然后對(duì)穿孔部位進(jìn)行同材質(zhì)補(bǔ)焊，并將焊渣打磨干凈，將適量的LG-001、LG-002防腐劑按比例混合后進(jìn)行防腐層涂敷處理，最后進(jìn)行烘干，如此重復(fù)兩次即可達(dá)到良好的防腐效果。該防腐技術(shù)為無(wú)毒、食品級(jí)防腐新技術(shù)，成品表面強(qiáng)度高、彈性好，且表面光滑，抗機(jī)械損傷能力強(qiáng)。處理前后罐體內(nèi)壁防腐層外觀分別見(jiàn)圖1、2。

3　電磁法軟化水技術(shù)

利用在水中施加一定的電場(chǎng)或磁場(chǎng)改變離子特性，從而改變碳酸鈣、碳酸鎂沉積的速率及沉積時(shí)物理特性的方法，阻止水垢的形成。這種水處理設(shè)施的特點(diǎn)是體積小，安裝方便，運(yùn)行費(fèi)用低，操作簡(jiǎn)單。2006年，唐山市熱力總公司先后引進(jìn)了26臺(tái)電磁交變水質(zhì)處理儀，使用效果良好。由于此類(lèi)設(shè)備主要功能僅是影響一定范圍內(nèi)水垢的物理性能，因此處理后水的使用時(shí)間、距離都有一定局限，對(duì)管子、遠(yuǎn)端散熱器的阻垢效果有待進(jìn)一步驗(yàn)證，目前主要用于鍋爐房水處理^[1]。電磁水質(zhì)處理儀的優(yōu)勢(shì)主要在于：不需專(zhuān)人維護(hù)，不需要進(jìn)行水質(zhì)化驗(yàn)，運(yùn)行成本較低，運(yùn)行維護(hù)比較方便。

4　結(jié)語(yǔ)

水處理設(shè)施的良好運(yùn)行決定著供熱系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性，只有科學(xué)合理地使用水處理設(shè)施，并妥善維護(hù)保養(yǎng)，才能確保水質(zhì)指標(biāo)合格，為生產(chǎn)運(yùn)行提供基礎(chǔ)保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]康玉恒．集中供熱系統(tǒng)水處理方法選用[J]．煤氣與熱力，2009，29(4)：A11-A14．

本文作者：周永澤　趙江

作者單位：大同市熱力有限責(zé)任公司