【求助】急需锅炉软化水的具体操作配制及具体的计算方法和计算公式

锅炉保护



　　锅炉在停炉期间如果不保护或保护不妥，将发生氧化腐蚀，缩短锅炉使用寿命，也危及锅炉安全运行。为了防止停炉期间锅炉的氧化腐蚀，就要杜绝氧与金属表面的接触，一是减少锅水中的溶解氧，二是将受热面与空气隔绝。常用的停炉保护方法有：湿法保护、干法保护和气相缓蚀剂保护。

　　湿法保护 这是一种比较简便的停用锅炉保护方法。停炉时不要将锅水放掉，而是将锅炉充满水。这样，一方面可以防止空气进入锅内，另一方面还可在锅水中加入某种防锈剂，从而达到防止腐蚀的目的。常用的有下列几种湿法保护方法。

　　(1)保持给水压力法 在锅炉停用期间，把经过除氧处理的给水充满锅炉，关闭全部阀门，防止空气侵入锅内。在停炉保护期间，用给水泵控制锅内压力在0．3MPa以上，并每天检测一次锅水中的溶解氧。若氧含量超过允许标准时，应当更换锅水。也可将亚硫酸钠随给水送入锅内，维持其过剩量为5～10mg／L，以提高防腐蚀效果。也可以使锅水温度保持在10℃以上，维持锅炉压力稍高于大气压，这样也能防止外界空气进入锅内，达到防腐蚀的目的。此法简单，保护效果较好，而且中止保护投入运行也很方便，因此较多单位均采用此法作为短期停炉的保护手段。

　　(2)保持蒸汽压力法 在锅炉停用后，用间断升火的办法保持锅炉蒸汽压力高于大气压力2倍左右，以防止空气侵入锅炉的水汽系统。这种方法的优点是保护工作简单，启动方便，能随时投入运行，适用于备用的小型锅炉。缺点是要耗费一定的燃料，而且需设专人经常进行监督和管理。

　　(3)碱液法 此法是将锅炉充满一定浓度的碱液，保持锅水的pH值在10以上，促使金属表面钝化，造成阳极极化，达到保护锅炉防止腐蚀的目的。这种方法适用于较长时间停用锅炉的保护，其具体作法如下：

　　1)锅炉各部阀门应保证严密，与运行系统连接的管路应加装堵板。拆除锅炉玻璃水位计及能与碱接触的全部铜件，以免被碱液腐蚀。

　　2)在锅炉最高位置安装一个小型碱液箱，用以补充锅内的碱液损失及保证锅炉被碱液充满。碱液箱的下部与锅炉最高部位接通。

　　3)锅炉内水垢和沉渣应在锅炉保护之前尽可能清除掉。

　　4)所用的碱剂为氢氧化钠、磷酸钠或氢氧化钠和磷酸钠的混合液。配制时应使用凝结水或软水，不得使用生水。药液的配方参见下表。



锅炉保护用各种碱液

药 剂 名 称
碱液浓度(kg／m3)

用凝结水配制
用软化水配制

工业NaOH

工业Na3PO4

工业NaOH+Na3PO4
2

5

1．5+0．5
5～6

10～12

(4～8)+(1～2)




　　5)配制药液的容器 可以利用给水箱配制(例如采暖锅炉停用时即可用水箱或水池配药)，如果容器体积小，可分批配制。

　　6)碱液可从锅炉下部联箱的排污阀门及省煤器入口送入，从过热器出口(无过热器时从饱和蒸汽出口)回流至溶液箱。取样检查出、人口碱液浓度，当发现出口碱液浓度低于要求时可用泵循环，并补充所需要的碱量。当锅内碱液浓度符合要求时，停止充碱，调整锅炉顶部的碱箱，保持在一定液面，锅炉即处于保护状态。

　　7)保护初期，应当加强系统严密性的检查和碱液箱液位的监督。液位下降时应当进行补充。如果液位下降很快时，应找出原因，消除泄漏。待正常后，每天至少要检查一次，每月测定一次锅内碱液浓度。当碱液浓度低于原注入浓度5％时，就要补充碱液以达到所要求的浓度。

　　8)锅炉启动前，应当从锅炉底部将碱液排放干净，并进行彻底冲洗。有条件的话，可以将碱液保存下来，以备下次停炉时重复使用。

　　(4)联氨法 做法是在锅炉内充满联氨(N2H4)和氨(NH3)的混合液。利用氨在水溶液中呈碱性，提高溶液的pH值，使金属表面钝化，造成阳极极化，因此金属腐蚀电流急剧降低，从而达到停炉保护的目的。此法也适用于较长时间停用锅炉的保护。具体操作方法如下：

　　1)将汽包和联箱内积存的水垢和沉渣预先清除干净。

　　2)当锅炉受热面较清洁，并用凝结水配制药液时，联氨的浓度可为150～250mg／L，氨为500rng／L。如果锅炉受热面较脏，联氨浓度应为250～300mg／L，氨为500mg／L。

　　3)药液注入前，应将锅炉水放尽，除开启锅炉最高点的空气阀和进药阀外，其余的阀门应全部关严，与运行系统连接的管路应加装堵板，拆除各部铜件。

　　4)药液一般应先从过热器出口联箱进入，待过热器注满后，再从省煤器排污管打入，使省煤器充满药液，最后从锅炉下联箱的排污管进药，直到充满整个锅炉(空气阀冒水)。

　　5)药液充满锅炉后，关闭空气阀，用给水泵顶压，维持锅炉一定的压力或者在锅炉最高位置加装水封箱，使锅炉各部分均充满药液。水封箱的大小，可根据锅炉的水容积决定，不宜太小。

　　6)在保护期间，每隔一周左右，应在各取样点分别取样分析联氨和氨的浓度及pH值，必要时还应分析铁含量。当浓度不足时，应补加浓度。如锅内各部位药剂浓度不匀，可启动泵进行循环使之均匀。并应加强压力和液位的监督，消除泄漏。

　　7)联氨有一定的毒性，操作时应考虑安全措施。当锅炉需要启动，向地沟排放联氨时，也应考虑排放点的安全。

(5)充氮气法 此法是将不活泼的氮气充入锅内，保持一定的压力，防止空气侵入锅内，以达到防止腐蚀的目的。具体操作方法如下：

　　1)停炉前将氮气瓶通过减压阀与锅炉顶部的空气阀联通。

　　2)停炉后，当汽压降至0．3～0．4MPa时，打入给水至锅炉最高水位，将所有的汽、水阀门关严。

　　3)当锅炉汽压降至0．2MPa左右时先开启氮气瓶和减压阀门，将联通管内空气排出，然后再向锅内充氮，维持锅内压力为0．15～0．3MPa。

　　4)如果锅炉压力维持不住，或氮气消耗过大，应设法查漏堵漏。

　　5)在停炉保护过程中，要随时注意不能使锅炉压力降至零，否则空气可能侵入锅内，使保护失效。

　　6)锅炉再启动时，关闭氮气人口阀，将锅炉内氮气排空，即可开始运行。

　　此法适合于短期停炉保护，具有操作简单，启动方便，节省投资等优点。

　　(6)有机药剂法 此法是近年来应用于停用锅炉保护的新方法。所用的药剂有异坏血酸钠或乙醛肟等。这些有机药剂不仅具有较强的还原作用，在低温下可以去除水中的溶解氧，而且还能与铁的高价氧化物作用形成比较稳定的保护膜，所以防止锅炉腐蚀效果十分良好。

　　干法保护 这种保护方法是在锅炉停用后，将炉水放尽，并保持金属表面干燥，或者充填某种气体，以防止空气的侵入，从而达到停炉保护的目的。常用的干法保护有以下几种。

　　(1)热炉放水法 此法适用于从运行转入检修的锅炉的保护。利用锅炉停用时的热量，将放水后的锅炉烘干，即排除了腐蚀电池中的电解质，增大电阻控制过程。具体操作方法如下：

　　1)锅炉熄火后，停止供水和供汽，此时炉膛和锅水的温度都相当高，等待一段时间，使汽压和水温自然下降。

　　2)当锅炉压力下降到较为安全的压力时(根据炉型而定)，进行定期排污1～1．5min。排污过程中，锅炉压力仍稍有上升，可开启排汽阀门进行降压。在排汽降压过程中，需向锅内补充给水，保持水位。

　　3)直到锅炉压力降550．1MPa，排污水温度降至100～120℃时，开始放水，并开启空气阀，直至锅水放尽为止。

　　(2)充氨气法 此法系向锅内充入氨气，排挤出内部空气，降低氧的分压，减少金属表面湿润膜中的含氧量，同时，氨溶解在湿润膜中，使水膜呈碱性，对钢铁具有良好的保护作用。对于锅炉局部有少量积水，此法也不会影响防腐蚀的效果，具体操作方法如下：

　　1)充氨前，尽可能使锅炉内部干燥，并修好各部阀门，保证严密，与运行系统连接部分应加堵板，拆除各铜质部件。

　　2)在锅炉上部安装监视锅内压力的U形管水银压力计。必要时，需安装向室外排氨的排空管。

　　3)氨比空气轻，应当从锅炉顶部充入，空气自下部排出。为使锅炉各部氨浓度均匀，可以将锅炉分成几个回路，分别充氨，如省煤器、过热器及水冷壁管等。氨自锅炉顶部充入后，先打开最低处阀门(如水冷壁、省煤器等)或最远点阀门(如过热器)，排出空气，直至出口有强烈的氨气味后，关闭排气阀，继续充氨升压，至压力达到13．3kPa为止。

　　氨蒸发时，要吸收很多热量，因此充氨速度不宜太快(一般为20～25m3/h)，以免管壁产生结霜现象。在充氨过程中，炉膛内应自然通风，以防管壁结霜。

　　4)锅内充氨后，应当加强压力的监督，保持锅内压力在6．7～13．3kPaa范围内，最大不超过26．6k_Pa；锅内气体含氨量应在30％以上。如发现压力有明显下降时，要找出原因，再进行补氨。压力稳定后，在锅炉下部取样测定氨的浓度，达到要求后方可转入正常维护监督。

　　5)对氨气泄漏部位的检查方法可以用湿润的红色石蕊试纸，接近可能有氨泄漏的地方，试纸由红变蓝，则表明该处有泄漏。或者用蘸有浓盐酸的棉球检查，遇泄漏处，会有白烟雾出现。

　　6)含有16％～25％氨的空气，遇明火有发生爆炸的危险。因此，在任何情况下，锅内的氨气不得向室内排放。在充氨的锅炉或贮存液态氨的容器周围10m内，严禁明火作业。

　　7)执行充氨操作的工作人员，应当熟知有关的安全规定，工作时除配戴一般劳保用品外，尚须戴防毒面具，注意防止由于氨气泄漏引起的中毒。

　　此法对停用锅炉具有良好的保护作用，但保安条件要求严格，因而仅适用长期停用的锅炉。

　　(3)干燥剂法 此法是使锅内金属表面充分干燥，在任何部位都没有电解质溶液存留，从而达到防止腐蚀的目的，其操作方法如下：

　　1)与热炉放水烘干法相同，使锅内金属表面保持干燥，并消除沉积在锅炉水汽系统内的水垢和水渣。

　　2)按锅炉容积计算向锅内放置干燥剂。常用的干燥剂及用量列表如下：



干 燥 剂
用量(kg／m3)
粒度(mm)

工业无水氯化钙
1～2
10～15

生石灰
2～3
10～30

硅 胶
1～2
筛除1mm以下的碎粒




　　干燥剂应放在特制的小铁盘内，因氯化钙或生石灰吸潮后变稀，难以取出，但硅胶可装入布袋中。按照预定的布点，分别放入汽包及各联箱内。

　　3)干燥剂放入锅内后，应立即封闭汽包和联箱，关严各部阀门，使锅内与外界隔绝，以提高保护效果。

　　4)应定期检查保护情况。干燥剂失效后应及时更换。检查时间的间隔保护初期应短一些，以后可以适当延长。

　　该法操作简单安全，管理方便，适合较长时期停用锅炉的保护。

　　(4)涂料法 此法是在锅炉内部刷上一层防腐涂料，使金属表面与外部腐蚀性介质隔绝，以达到防止腐蚀的目的。其操作方法如下：

　　1)锅炉停用时，清除锅内的水垢和水渣，用小火将锅内烘干。

　　2)防腐涂料配制方法 将黑铅粉和机油按1：2的配比调和均匀。黑铅粉的主要成分为炭黑和滑石粉。机油用40号或50号均可。

　　3)涂刷方法 锅内凡能接近的部位，都要均匀涂覆。炉管及联箱等不易接近的部位，可用钢丝缠上棉纱蘸取涂料往复牵拉的方法涂覆。

　　4)锅炉启动 如对蒸汽品质有一定要求时，可以采用碱煮法，即每吨水中加5～8ks磷酸钠或碳酸钠，煮沸8～10h，然后将锅水排掉；对蒸汽品质无要求的采暖锅炉，则不必煮炉，可直接启动运行。

　　此法具有经济、简单、防腐效果好等优点，适用于长期停炉保护。我国北方地区有些采暖锅炉，在夏季停用时采用此法保护。

　　气相缓蚀剂保护

　　(1)气相缓蚀剂保护原理

　　气相缓蚀剂是近年来应用于锅炉防腐的新型药剂，主要有无机的铵盐类和有机的胺类，如碳酸铵、碳酸氢铵、磷酸氢二铵、尿素、乌洛托品和碳酸环己胺等。无机铵盐对钢铁之所以有缓蚀作用，是由于在一定的条件下能够分解放出氨气的缘故。

　　有机胺类保护机理是由于它们在较低的温度下容易气化，气化的分子冷凝在金属表面以后，发生水解或解离，生成缓蚀基团而起到防腐蚀作用。

　　由于缓蚀剂的分子结构不同，解离后的产物也不相同。

　　有机胺分子可以水解和解离成有机阳离子、氢氧根离子以及亚硝酸根离子。有机阳离子中的氮与金属以配位键相结合，吸附在金属表面上，从而降低金属反应能力。氢氧根离子和亚硝酸根离子能维持金属表面的钝化状态。

　　(2)气相缓蚀剂的选择及投加

　　1)采用碳酸环己胺作为停用锅炉保护剂时，可以将白色粉末状的碳酸环己胺用加热鼓风的方法送入锅内。当锅炉顶部排气的pH值达到10左右时即可停止加药，并将锅炉密封。或者将粉剂放入锅内，药剂用量一般为50～100g／m3，密封锅炉后，用热风加热使之扩散到锅炉各部。如果锅炉密闭良好的话，保护期可达3个月左右。

碳酸环己胺容易挥发，是一种比较有效的气相缓蚀剂，但由于气味难闻，限制了它的使用。

　　2)苯甲酸铵与乌洛托晶可以代替碳酸环己胺，用作停炉保护的气相缓蚀剂。它没有明显的毒害作用，气味也较好闻些，经实验证明，可以用于长期停用锅炉的保护。

　　3)胺类气相缓蚀剂对铜有一定的侵蚀作用，对于有铜部件的锅炉可以采用混合气相缓蚀剂，配方为：乌洛托品：苯并三氮唑：碳酸环己胺＝3：2：7(质量比)。这种混合气相缓蚀剂不仅对锅炉有缓蚀作用，而且对铜也有较好的缓蚀作用。

　　停炉保护方法的选择 停用锅炉的保护，应当根据锅炉的结构、停用时间、各种方法的效果和应用条件来选择适当的保护方法。对于工业锅炉，通常是根据停炉时间的长短来选择保护方法(见下表)的。



停炉保护方法的选择

停炉时间
保护方法
备　　注

1周以内

(不检修)
保持蒸汽压力法
要保证锅内蒸汽压力高于大气压力，如有降低，应点火升压

1周以内

(作检修)
热炉放水法
检修后，如不能及时投运，应采取相应的防腐蚀措施

1周～1个月
(1)保持给水压力法

(2)充氮气法
锅内温度最好保持在10℃以上，不能低于零度，以免冻坏设备

1～3个月
(1)碱液法

(2)保持给水压力投加亚硫酸钠法
锅内温度最好保持在10C以上，不能低于零度，以免冻坏设备

3个月以上
(1)干燥剂法

(2)充氮气法

(3)气相缓蚀剂法

(4)涂料法

(5)有机药剂法
根据实际条件任选其中一种方法

除涂料法以外，其他方法应设专人负责监督




　　　　——摘自《安全科学技术百科全书》（中国劳动社会保障出版社，2003年6月出版）

锅外水处理常用离子交换法。在离子交换过程中 , 交换 与被交换的离子均为阳离子 , 这种只进行阳离子交换的方法 称为阳离子交换法。树脂参加交换反应中的阳离子是钠离子 (Na+) 时 , 则此树脂为钠型阳离子交换树脂。当此树脂与水 中钙、镁离子进行交换时 , 树脂上的钠离子 (Na+) 全部进入 软化水中 , 这种用钠离子取代水中钙、筷的过程我们称之为钠离子软化交换法。

一、钠离子交换的原理

当含有钙、筷离子的生水 , 流经离子交换器中的钠离子 交换剂层时 , 水中的钙、镇离子被交换剂中的钠离子所置换 , 从而将在锅炉中可能形成水垢的钙、镁盐类 , 转变为易溶性钠盐 , 而使水得以软化。用反应方程式表示如下 :

ca2++2NaR=CaR2+2Na+

Mg2++2NaR=MgR2+2Na+.

式中: NaR 一一代表锅离子交换剂 ;

Na+ 一一代表交换剂中的交换离子 ;

R 一一表示交换离子以外的母体部分 , 它并不参加反应。

二、钠离子交换的特点

1. 生水硬度大大降低或基本消除。

2. 碱度保持不变。


经钠型离子交换树脂软化后的水质 , 由于碳酸盐硬度等 量地转变成了碳酸氢钠 , 所以软化水中碱度与进水中的碱度 相等。

3. 软化水中含盐量略有增加 经钠型离子交换树脂软化后的水质 , 由于原水中的阴离子 , 即水中的氯离子 (Cl- ), 硫酸根 (S042- 一 ) 、碳酸氢根 (HCO3-) 和硅酸根 (Si032-) 等并不改变 , 如果水中的其他重 金属阳离子忽略不计时 , 只是钙、镁盐类等量地转变成了不 生成水垢的锅盐。钠离子的摩尔质量为 23g/mo1, 以 1/2Ca2+ 为基本单元的摩尔质量为 20.04g/mol 、以 1/2Mg2+ 为基本单 元的摩尔质量为 12.16g/mo1, 因此 , 使软化后的水质 , 其含盐量要比其原水含盐量为高。

三、再生过程

在铺离子交换过程中 , 当软水中出现了硬度 , 而且超过 了标准时 , 则证明钠型离子交换树脂已经失效。为了恢复其 再交换的能力 , 就需要对此树脂进行再生。

在再生过程中 , 就是使含有大量锅离子的氯化钠 (NaCl) 溶液 , 通过失效的树脂层 , 从而将离子交换树脂中的 钙、钱离子排到溶液中去 , 钠离子则被树脂所吸附 , 使树脂 重新又恢复了交换能力。

钠型离子交换树脂的再生过程 , 可以下列反应式表示 :

CaR2 十 2NaC1=2NaR+CaCl2 MgR2+2NaCl=2NaR+MgCl2

四、钠离子交换器的运行 钠离子交换器的运行一般分为四个步骤 ( 从交换器失效 算起〉 : 反洗、再生、正洗和交换 ( 即运行〉 ; 这四步组成一

个运行循环 , 通常称为一个周期 , 现分述如下 :

1. 反洗

当交换器出水硬度超过规定水质标准 , 即为失效。失效 后停止软化 , 先用一定压力的水自下而上对树脂层进行短时 间的强烈反洗。反洗的目的是 :

(1) 松动交换剂层 , 为再生打下良好基础 在交换过程中 , 由于水自上而下地通过交换剂层 , 使交 换剂层被压实 , 再生时就会造成交换剂与再生液接触不充分。 所以再生前要反洗 , 使交换剂层得到充分松动 , 为再生打下良好基础。

(2) 冲掉交换剂表层中截留的悬浮物、碎粒和气泡在交换过程中 , 交换剂表层也起着过滤作用 , 水中的悬浮物被截留在表层上 , 致使压力增大 , 还会使交换剂污染结 块 , 从而使交换容量下降 ; 另外 , 交换剂碎粒也影响水流通 过。反洗时可以冲掉这些悬浮物和碎粒 , 还可以排除交换剂层中的气泡。

最佳反洗强度 , 通过试验求得。一般反洗流速可控制在 11~ 18m/h 。反洗须至出水澄清为止。反洗时间约为 10~15min 。在正常情况下 , 每立方米交换剂反洗水量约 2.5~3m3 。

2. 再生

再生的目的是使失效的交换剂重新恢复交换能力。它是交换器运行操作中很重要的一环。再生时采用动态再生 , 而 不用静态再生。即再生时不要放掉交换器内的水 , 然后在开 始进再生液 ( 盐液浓度以 6~10 × 10-2 为宜〉的同时打开排水阀门 , 边进再生液边排水。应严格控制排水阀门开度 , 使再 - 生液流速控制在 3~5m/h, 并确保全部交换剂层都浸泡在再 生液里面。再生时间应不少于 40min 。


3. 正洗

正洗的目的就是清除交换器中残留的再生剂和再生产物(CaCL 、 MgCl2) 。正洗初期实际上是再生的继续 , 流速不要 太大 , 可掌握在 3~5m/hp 当正洗出水基本不咸时 , 可将流 速加大到 10~15m/h; 正洗后期应经常取样化验出水硬度 , 当出水硬度达到标准时 , 且氯化物不超过原水氯根 50~ 100mg/L 时 , 即可投人交换运行。

4. 交换运行

正洗结束后 , 钠离子交换器即可投入运行。交换剂在交换器中的工作情况具有层状的特性。当水进入交换器时 , 首 先发生的交换过程是在交换剂的上层 , 此时交换剂的下层实际上是没有 什么变化的 , 因为水通过上面时各反 应物质已达平衡。但当开始运行后 , 最上层很快就失效了 , 因此以后交换作 用在此失效层以下的交换剂中运行。


在钠离子交换软化过程中交换剂 层分为三层 , 如图 7-1 所示。

第一层为失效层 , 第二层为工作 层 , 第三层为没参加工作的交换剂层 ,

又称保护层。在交换软化中 , 第一层渐 渐加大 , 第二层渐渐向下移动 , 而第三 层逐渐缩小 , 直等到第二层的下边缘 移到和交换剂层的下边缘重合时 , 若再继续交换 , 出水的硬度就开始增加了 , 也就是说交换器已 开始失效。

五、锅离子交换器的有关计算

1. 交换剂的工作交换容量可按下式计算 :

E=Q(YD-YDc)/V

式中 :E 一一交换剂工作交换容量 ,mol/m3;

Q 一一交换器周期出水量 ,m3;

YD 一一原水的硬度 ,IIIEnol/L；

YDe-- 软化水平均残留硬度 ,mmol/L；

V 一一交换剂体积 ,m3 。

例 [7-2] 某厂一台交换器内 001 × 7 树脂为 1m3, 经化验 YD=2.52mmol/L,YDc=0.02mmol/L, 周期出水量为 400m3, 求此周期交换剂的工作交换容量为多少 ?

E=Q(YD-YDc)/v=400(2.52- 0.02)/1

=1000mol/m3

答 : 此周期 001 × 7 树脂工作交换容量为 1000mol/m3 。

2. 再生一次用盐量的计算 再生一次用盐量可按下式计算 :

m=EVb/1000a



式中: m 一一再生一次用盐量 ,kg;

b 一一交换剂的盐耗 ,g/mol;

α一一食盐纯度 ,10-2.

例 [7-3] 某厂一台交换器内装 001 × 7 树脂为 0.3m3,其工作交换容量为 100O mol/rd, 再生时盐耗为 120g/m01, 使用食盐纯度为 95 × 1OF2, 求再生一次用盐量 ?



m=EVb/1000a=1000 × 0.3 × 120/0.95 × 1000≈37.6kg

答 : 再生一次用盐量为 37.6kg 。

3. 盐耗的计算

根据上两个公式 , 可导出盐耗计算公式为 :



b=ma/ Q(YD-YDc)× 103g/mol



例 [7-4] 某厂一台交换器内装 001 × 7 树脂为 1m3, 周 期出水量为 500m3, 经化验 :YD=2.02mmol/L,YDc= 0.02mmol/L, 食盐纯度为 95 × 10-2, 再生一次用盐量为 140kg , 求盐耗为多少 ?

b= ma/ Q(YD-YDc)× 103=140×95/100/500(2.02-0.02) × 103

=133g/mol

答 : 盐耗为 133g/mmol 。

六、全自动锅外水处理设备

80 年代以来国内外全自动软水器开始研制和推广使用 , 全自动离子交换软水器 , 在技术理论上并未有新的突破 , 其 交换和再生的原理及再生步骤与同类型手动 ( 顺流、逆流、浮 床等 ) 普通铺离子交换器基本相同 , 只是体积变小了 , 在终 点控制上做了一些改进 , 国内手动水处理设备的软化终点是 通过化验监测出水硬度或由硬度超标报警信号来实现的。而 美国、日本进口软水器终点控制是采取流量或时间进行控制 .

1. 进口或引进国外技术的全自动离子交换软水器这类软水器一般都由控制器、交换柱和盐水罐组成 , 其中交换柱和盐水罐的构造基本上都相似 , 而控制器则因其品 牌和种类不同而构造各异 , 且软水器的性能主要取决于控制 器的特性。常用的全自动软水器按控制器对运行终点及再生的控制不同 , 又分为时间控制型 ( 简称时间型 ) 和流量控制 型 ( 简称流量型 ) 两大类。由于控制器的品牌和种类繁多 , 设 定操作的方法也各有不同 , 使用前应详细查看软水器的使用 说明书 , 下面仅以典型的控制器为例 , 作简要介绍。

(1) 时间型全自动软水器

时间型自控系统是采用时间电机控制全部工作程序 , 当预先设定的制水时间终止时立即投入再生 , 并自动如期完成 反洗、进盐 ( 置换 ) 冲洗、制水、备盐等流程后又自动转入制水。

时间型软水器一般是由单机单柱、顺流再生的。它根据 交换柱内树脂所能除去的硬度总量设定运行时间、定时进行自动再生、也可以根据需要随时进行手动再生。由于时间型软水器是按日期再生 , 且在再生期间不产软水 , 因此较适用 于用水量较稳定 , 并间歇运行的锅炉。时间型软水器的控制 器一般装在交换柱的上部 , 其面板部分通常由定时器钮 ( 或 时间控制钮 ) 、日期轮和操作指针钮 ( 或手动再生钮 ) 等组成。 如图 7-2 所示。

(1 〉再生时间的设定

通常时间型控制器在出厂时已将自动再生的时间固定在凌晨 2 时 30 分 , 即当时间箭头转到 2.5AM 处时就开始再生 .

( 因为这时锅炉一般都暂停运行〉。当然也可根据需要 , 自行 设定时间 , 使再生提前或推迟进行。另外 , 停电时定时器钮 将停止走动 , 故停电后必须重新校正定时器钮的时间。 AUTOTROL 控制器的时间校正方法为 : 把定时器钮拉出 ( 使 齿轮脱开 ) 并转动 , 将时间箭头指向欲定的时刻 , 然后松手 , 使定时器钮的齿轮啃合。 HECK 控制器则是压下时间控 制按钮 , 使其松开与时间盘的啃合 , 转动时间盘使时间箭头 对准欲定的时刻 , 然后松开按钮 , 恢复与时间盘的啃合。

例如 , 在上午 10 点校正时间 , 如果不想改变再生时间 , 就把时间箭头指向当前时间 , 即 1OAM 处 ; 如要推迟 2h 再生 , 可把定时器往前移 2h, 即把时间箭头指向上午 8 点 (8AM) 处 , 这样再生就将在凌晨 4 点 30 分进行 ; 若欲提前 3h 再生 , 则把时间箭头指向下午 1 点 (1PM) 处 , 那么半夜 11 点 30 分就会再生。

(2) 再生日期的设定 应根据交换器内树脂的填装量、工作交换容量、原水的硬度、软水的每日用量等因素确定 , 可按下式估算 :



再生后可运行天数 = VRE/ YDQdT ( 再生日期取其整数 )



式中: Vr 一一交换柱内树脂的填装体积 ,m3;

E 一一树脂的工作交换容量 ,mol/m3 。一般树脂可按1000~120O mol/m3 计算 ;

YD 一一给水总硬度 ,mmol/L;

Qd 一一交换器单位时间产水量 , 或锅炉进水量 ( 也可近似按蒸发量算 )t/h;

T 一一交换器或锅炉日运行时间 ,h/天。

例 [7-5] 一台 KZL2-8 蒸汽锅炉 , 自动软水器内装0.3m3001 × 7 树脂 , 锅炉每天实际运行 12h, 如原水硬度为 5.0mol/L, 该交换器应设定几日再生一次 ?

解 :



再生后可运行天数 (d)=0.3×1000/5.0×2×12=2.5天

为了确保锅炉安全运行 , 严防软水硬度超标 , 根据计算结果取其整数 , 宜定为 2 天再生一次。 AUTOTROL 控制器 再生日期设定时 , 先将日期轮上的期限钠全部拉出 , 然后转 动日期轮使日期箭头指向当天日期或第 1 号 , 再在需要再生 的日期上按下期限钠 ( 如本例 2 天再生一次 , 需将 2 、 4 、 6 号 即间隔的期限钠按下 ) 。 FLECK 控制器则是将日期轮上数码对应的不锈钢片向外拨出为再生日期。

时间型软水器每天只能自动 1 天 , 则需手动增加再生次 数 , 或改用流量型软水器 , 也可选用树脂装载量较多的软水器。

(3) 手动再生

AUTOTROL 控制器中再生及运行的程序是由操作指针钮控制的。一般情况下是自动运转的 , 但在调试或停电时 可用宽刃螺丝刀插入红色箭头槽内将指针钮压下后进行手动再生。指针按钮的运转程序为 : 反洗 (BACK-WASH) →进 盐和慢洗 (BRINE&RINSE) →重充盐水和清洗 (BRINE

REFILL&PURGE) →运行制软水 (SERVICE) 。有时当原水 水质突然恶化或软水用量暂时增大而造成软水提前出现硬度 时 , 可将操作钮压下转到 ＇ 启动 ＇(START) 位置 , 过几分钟 交换器就会自动进行一次额外的再生 , 而不影响原设定的再 生时间。 FLECK 控制器手动再生时 , 只要顺时针转动手动再 生按钮 , 昕见 ＇ 卡嗒 ＇? 声 , 即可自动开始再生程序。另外 , 有 些控制器 ( 如 FLECK) 还可根据用户当地水质情况调整再生

程序的时间。即通过增加或减少定时器上的插钠和插孔数目 来调整再生各步的时间 , 以便取得最佳的再生效果 o

2. 流量型全自动软水器

流量型 ( 流量启动再生软水器 ), 其自控系统所配置的流量计 , 可连续记载软水累积产量 , 等达到设定值时 , 即由流 量控制器自行启动再生装置转入再生。结束后又可自动转入、制水 , 始终周而复始地转换制水与再生。流量型软水器通常 配置有两个或两个以上的交换柱 , 其再生周期是根据交换柱内树脂所能除去郎硬度总量 , 按周期制水量来设定的。运行 时由控制器内的流量计对流过的水量进行计量 , 当制水量达到设定的水量时 , 就自动进行切换再生。因此流量型软水器 不但可连续产软水 , 而且在用水量不稳定或间断运行的情况 下 , 其再生设定比时间型更为合理。流量型软水器的组成及控制器有多种系列 , 如单阀双路 ( 由一套控制器控制两个交 换柱 ) 、双阀双路 ( 每个交换柱各有一套控制器 , 并由一个遥 控调节流量计来控制自动切换 ) 及多阀多路 ( 由多组控制阀和交换柱及电脑控制系统组成 , 可满足制水量大于 50 t/h 的 需要 ) 。流量型软水器大多采用顺流再生 , 其再生程序及再生 各步所需时间的调整与时间型软水器相同。也有些流量型软 水器是采用逆流再生的 , 不过一般都是采用无顶压低流速逆 流再生 , 因此其运行和再生程序与顺流再生差不多 , 基本上 都是 z 运行→反洗→进盐→置换洗 ( 慢速洗 ) →正洗 ( 快速 洗 ) 』→盐罐再注水。其中逆流再生在进盐和置换时的液流流 向与顺流再生时相反 , 且由于进盐流速慢而使得再生时间较 长。全自动软水器采用逆流再生时 , 需注意水压波动对射流器进 .盐速度的影响 , 有的控制器装有进盐稳压装置及压力表 , 以保证进盐速度的稳定 , 防止树脂乱层 , 避免水压波动的影 响 , 这样逆流再生的效果就较好。

流量型软水器的流量设定可按下式估算，但这仅为参考数，设定后还应定期化验出水硬度，并及时按实际运行终点时软水总流量进行调整 , 使软水器既保证整个周期的出水符 合国家标准 , 又尽量提高运行的经济性。

Q=VREε YD

式中 :Q 一一软水器在整个运行周期制取的软水总流量 ;

ε一一为保证运行后期软水硬度不超标所需的保护系 数 , 一般可取 0.5~0.9( 流速较高或原水硬度较大时 , 取较小值 , 反之取较大值 ) 。

例 [7-6] 某台锅炉配有一台进口的双柱流量型全自动软水器 , 每个交换柱内各装 250kg 树脂 , 测得进水平均硬度为 5.ommol/L, 若树脂的湿视密度为 0.8t/m3, 工作交换容量 为 100Omo1/m3, 保护系数取 0.8, 则交换器流量宜设定为多 少 ?

解 :Q=VRE ε /YD=(0.25 ÷ 0.8) × 1000 × 0.8/5.0=50m3

即该软永苦苦可初步设定周期制水量为 50 t 。

流量型软吗榕的设定一般较简单 , 如 BMS 系列 FLECK控制器(图 7-3 所示 ), 设定方法为 :

(1) 顺时针转动 ＇ 再生程序轮使轮上的小白点对准面板上的箭头 ; 、

(2) 将流量盘上的自点对准面板上的流量白色尖头 ;

(3)压住流量外盘 , 提起流量刻度盘 , 按所要设定的流量值对准面板上的流量白色尖头 , 然后松手 , 使齿轮啃合。这 样当周期制水总量达到 5O m3 时 , 交换器就会自动进行切换再 生。流量型软水器可一天再生多次 , 且当原水硬度发生变化 时 , 可随时调整流量的设定并进行手动切换再生。

3. 需注意的几个问题 虽然同类型的全自动离子交换软水器 , 其构造和再生原理基本相似 , 但各国各厂的产品在具体操作方法上都会因所 配置的控制器不同而有所不同 , 因此在使用时应严格按产品 说明书的要求进行操作。另外 , 还需要注意以下几个问题 :

(1) 软水器出口验水阀应设在出水控制阀之前 , 以便化 验合格后再开出水阀 , 确保水箱内软水硬 a 度合格。有些说明书上将验水阀设在出水阀之后 , 或没有验水阀 , 都易造成硬 度不合格的水进入软水箱内 , 应予以改进。

(2) 不少时间型全自动软水器的出水并没有自动开关装 置 , 再生时硬水将从控制器内部的旁路出水。这类软水器在

自动再生时一般是靠软水箱满水位状态下由浮球阀关闭来阻 止硬水进入软水箱 ( 这也是自动再生常设在半夜锅炉暂停时 进行的原因 ) 。如果再生时软水箱未满或水位下降 , 浮球阀开 启着 , 则硬水及再生后期的部分排出液就会进入软水箱 , 造 成给水不合格。在这种情况下应先手动将出水阀关闭 , 再进 行再生。建议安装时加装电磁阀 , 以便在设定的时刻 , 出水 可自动关闭或开启。有的控制器 ( 如 FLECK 等控制器 ) 配有 无硬水旁通活塞 , 再生时硬水能自动阻断 , 就元需外配电磁 阀。

(3) 交换器自动再生时需用电来工作 , 因此安装时交换 器的电源须和锅炉用电分开 , 以便锅炉停用切断电源时 , 交 换器可继续工作。

(4) 盐水罐溶盐的水 , 第一次使用时是人工加人的 , 以 后每次再生后期交换器会自动充水不必另加。使用中应注意 , 盐水罐内水位不可太高 , 否则会造成再生时吸盐过多 , 甚至 将盐水带入再生后的软水中。如发现盐水罐溢流 , 有可能是 连接部位泄漏或盐水阀等被脏物卡住 , 须及时检修或清洗。

(5) 盐水罐的盐水须保持过饱和状态。每次再生时实际用盐量和加人的盐量无关 , 但加盐也不可太少或太多 , 盐量 不足会造成再生不彻底 ; 而盐太多易引起结块并会因形成盐 桥而无法吸取盐( 这时应小心地将盐块捣碎 ) 。每次加盐量 最好不超过六次再生所需盐量。另外 , 最好用颗粒状工业粗 盐 , 不宜用精盐或加腆盐.



(6) 自动软水器的进、出水及软水池也需经常化验 ( 每 天至少一次 ), 除了化验硬度外 , 也应定期化验氯离子含量 , 以防盐水带入软水中。当发现原水硬度发生变化或出水硬度 超标时 , 应及时调整再生的设定日期或流量。

(7) 目前应用的全自动离子交换器 , 基本上都仅除去硬度制取软水 , 对于原水碱度较高的地区仍需考虑降碱的问题。

(8) 有些进口的全自动软水器是由进水向盐罐自动注水 , 这在原水硬度较高的情况下将会明显影响再生效果 , 因 此对于原水为高硬度的地区宜选配采用软水向盐罐注水的全 自动软水器。

(9) 有些进口的全自动软水器所用的单位并非国际单位 , 设定计算时需进行换算 , 其常见单位的换算有 :

1mmol/L(1/2Ca2+ 、 1/2Mg2+)=50 ppm( 以 CaC03计 )

1mmol/L(1/2Ca2+、 1/2Mg2+)=2.92grain/gallon(格令 / 加仑 )

lgrain/gallon( 格令 / 加仑 ) =17.lppm( 以 CaC03计)

1m3=264gallon (US)( 美加仑 )=22O ganon(UK)（英加伦 )

lkg=2.2pounds ( 英镑 )

1ppm=1mg/L

4.进口类全自动离子交换软水器常见故障排除见表7-12 。


5. 阿图祖 (AUTOTROL) 等自动软水器使用前应详看说明书、并请有经验的技术人员指教。