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锅炉软化水处理设备的工作原理与应用

作者:北京水处理公司发布时间:2012-03-06

  全自动软水设备控制系统技术成型、操作简便、运行可靠。锅炉能否安全与经济运行,水质处理是非常重要的。锅炉软化水装置是针对锅炉结垢而推出的一种原水去硬预处理装置,去处原水中的钙、镁离子,使锅炉内部不再结水垢,提高锅炉热交换利用率,保障锅炉的安全稳定运行。本文为您详细介绍了锅炉软化水处理设备的工作原理与应用。

  流量型锅炉软水器是所设定的流量控制全自动再生,流量大小可根据树脂装填量及水质情况的不同自行设定。时间型锅炉软化器是根据树脂装填量及水质情况结合每小时具体需求量换算时间,由设定时间控制全自动再生(7天或12天范围内根据需要设定再生周期,24小时内任意选择再生时间。全自动软水设备控制系统技术成型、操作简便、运行可靠。

  锅炉能否安全与经济运行,水质处理是非常重要的。锅炉给水不进行处理或处理不当,必然在受热面上结垢,使炉壁传热性能较低,增加燃料消耗,还会产生腐蚀、爆管,甚至引起爆炸事故。特别在原水水质硬度较大的地区。普及锅炉水处理,对确保锅炉安全经济运行;提高锅炉效率;延长锅炉使用年限;节约能源具有很重要的意义。北京吉圣丰环保设备有限公司生产的SFRS全自动锅炉软化水处理器,是最新的专门为各型锅炉配套而设计的,是根据我国大部分地区原水水质硬度大的特点而进行的专项设计。SFRS全自动锅炉软化水装置采用不同的组合、运行方式,其中有单罐、双罐、三罐组合。美国FLECK公司生产的全自动软化水控制器、控制阀可以提供多种控制运行的方式,从而保证交换柱的足够产水量。DM全自动锅炉软化水装置的系列产品,可以满足您对各种需水量的要求,在进水总硬度不超过8mgN/L条件下运行,出水残留硬度可保证达到0.03mgN/L的国家锅炉用水标准。

  1、锅炉软化水设备的定义:

  锅炉软化水装置是针对锅炉结垢而推出的一种原水去硬预处理装置,去处原水中的钙、镁离子,使锅炉内部不再结水垢,提高锅炉热交换利用率,保障锅炉的安全稳定运行。

  2、锅炉软化水设备工作原理:

  由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示,故一般采用阳离子交换树脂(软水器),将水中的Ca2+、Mg2+(形成水垢的主要成份)置换出来,随着树脂内Ca2+、Mg2+的增加,树脂去除Ca2+、Mg2+的效能逐渐降低。

  当树脂吸收一定量的钙镁离子之后,就必须进行再生,再生过程就是用盐箱中的食盐水冲洗树脂层,把树脂上的硬度离子在置换出来,随再生废液排出罐外,树脂就又恢复了软化交换功能。

  (1)、软化水设备原水由进水口进入控制阀,从阀芯的上部经阀体,并由顶部(或树脂罐体中心管外侧,下同)进入罐内。然后,向下穿过树脂层(此为软化,净化时为炭层等,下同),成为软化水,经下布水器返回中心管,向上至阀体,经阀芯后从软化水设备出水口排出。

  (2)、软化水设备原水由进水口进入控制阀,从阀芯的上部经阀体,由罐体下部(或中心管,下同)、下布水器进入罐内,再向上经树脂层,并经阀体、阀芯后,从软化水设备的排水口流出。

  (3)、软化水设备原水由进水口进入控制阀,经阀芯进入射嘴的进口,并快速流向射嘴出口,产生负压,从而将盐罐内的盐水从吸盐口吸入阀体,进入罐体的顶部。盐水向下流经树脂层,穿过下布水器,沿中心管向上,至阀体、阀芯后,从软化水设备的排水口排出。

  (4)、软化水设备吸完所有的盐水后,原水继续由进水口进入控制阀,经阀芯进入射嘴,流过射嘴,向下穿过树脂层,由下布水器,沿中心管向上进入阀体、阀芯后,从软化水设备的排水口排出。

  (5)、软化水设备原水由进水口进入控制阀,经阀芯进入射嘴出口,并从吸盐口注入盐罐;另有部分水流经射嘴出口处,经射嘴的小孔流向射嘴进口,经阀体、阀芯后,软化水设备的污水从排水口流出。

  (6)、软化水设备原水由进水口进入控制阀,从阀芯的上部经阀体,由顶部进入罐内。然后,向下穿过树脂层,经下布水器返回中心管,向上至阀体,经阀芯后从软化水设备的排水口排出。

  由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示钠离子交换软化处理的原理是将原水通过钠型阳离子交换树脂,使水中的硬度成分Ca2+、Mg2+与树脂中的Na+相交换,从而吸附水中的Ca2+、Mg2+,使水得到软化。

  硬水转换软化水的化学方程式:

  钙的去除:CaCO3+2NaCl=CaCl2+Na2CO3。

  镁的去除:MgCO3+2NaCl=MgCl2+Na2CO3。

  3、锅炉软化水设备控制阀类型:

  <1>、半自动(手动)控制阀。

  <2>、全自动流量型控制阀。

  <3>、全自动时间型控制阀。

  4、锅炉软化水设备软水硬度超标的原因分析:

  1)在软水设备的取样口检测是合格的,但软水箱中的水硬度超标,造成此现象的原因如下:

  A、再生周期设定过大,或流量计故障造成的计量不准,使树脂本该再生时未能及时再生,致使超标水注入软水箱。

  B、正洗时间偏短,使本应在正洗中被冲掉的废盐水被部分地带到软水箱中。

  C、给水水压不稳引发的盐箱补水过少,吸盐过少,正洗不足,其中任何一项都可造成该次再生后出水硬度超标,影响软水箱水质。

  D、在盐箱中的盐很少时,未能及时添加,造成某次再生的效果不佳。

  E、操作不当,在某次再生过程中关闭给水阀。

  以上错误中任何一项均可造成短时间大量超标水注水软水箱,需要合格软水长时间稀释超标水才可使软水箱中的水重新达标。

  2)在软水设备的取样口多次检测,均不合格,将此情况分为新装软水设备初次试水硬度超标及在用软水设备硬度超标分别讨论:

  A、新装软水设备初次试水硬度超标的原因:

  a 中心管与控制阀交接处的O形密封圈未形成密封,此时应检查:

  中心管的长度是否够,外径是否符合要求。

  是否忘记装O形密封圈。

  O形密封圈是否破损。

  b 中心管上破损,有裂纹。

  c 给水TDS值与树脂层高度比值过大。

  d 给水TDS值与树脂交换容量的比值过大。

  e 进出水口接反。

  B 在用软水设备软水硬度超标的原因:

  a、给水TDS值与树脂层高度或树脂交换容量的比值过大。与新树脂初次试水相比,在用软水设备对给水TDS值要求更严格,当树脂层高度为1.5米,总硬度为13mmol/L,给水TDS值≧900mg/L时,确保软水硬度≤0.03mmol/L将会比较困难。

  b、树脂中毒,老化引起的树脂交换容量降低。由此种原因引起的软水硬度超标是一渐进过程,不是突然出现的明显超标。

  c、盐箱中的盐量过少。当盐箱中水量正常,而盐的高度不及水的高度的1/3时,在吸盐步骤的中后期吸上的盐水很可能不饱和,致使经射流器稀释后的盐水浓度低于再生要求,影响再生效果。

  d、盐箱中的总水量过少,我们的经验是树脂罐中每100L树脂,所需盐箱中的水量约为35-40L,过多低于这一标准将会引发再生不充分。

  e 吸盐水太慢,在正常的时间内,不能吸入足够的盐水,其原因如下:

  给水压力过低。

  上下布水中泥沙等杂物堵塞严重。

  废水软管变形、折弯等引发的排废水不畅。

  树脂层内杂质太多。

  吸盐管路上有泄漏点,使空气被吸入。

  射流器中有异物。

  空气逆止阀失灵,提前关闭或被堵塞。

  射流器选型偏小。

  3)树脂罐中有大量气体存在,该气体可能来自于给水中带气,或慢洗过程空气逆止阀关闭不严。

  g 未使用大粒无碘盐。

  h 控制阀内部漏硬:一般的控制阀内部漏硬时,往往会出现软水口与废水口同时出水,但对于64D或74A系列,可能会通过陶瓷动片上的小孔形成内漏,如果是此种内漏,处于正冲洗位置,可在废水口检测到合格软水,但转入运行位置后,软水硬度超标。

  小型锅炉(蒸发量<20t/h)的补给水,以锅炉外化学水处理——即我们常说的软化水为主,根据GB1576—2001工业锅炉水质标准规定,额蒸发量≤2t/h,且额定蒸汽压力≤1.0MPa的蒸汽锅炉和汽水两用锅炉以及额定功率≤4.2MW非管架式承压的热水锅炉和常压热水锅炉,可采用锅内加药处理,尽管有以上规定,根据我们的经验,在以上两类可采用锅内加药处理的场合中,我们仍强烈推荐将软化水作为锅炉补给水,原因如下:

  (一)软化水的检验指标单一,检验方式简便,对水处理效果可随时、即时检测,心中有数;而锅内加药法的水处理效果不便检验,实践中往往通过锅炉运行一段时间后,打开人孔、手孔目测防垢效果,造成检验手段的滞后性。

  (二)软化水处理以去除水中的钙、镁为目的,对不同性质的水的处理方法基本相同;而从严格意义上讲,不同的锅内加药法,其防垢机理不同,对不同水质,药剂配方应做相应调整,而实践中经常遇到同一配方应用于多种水质的情况,从而导致很多效果不佳的案例出现。

  (三)对于热水锅炉,如果不使用软化水,某些情况下会产生严重后果。在实践中,由于炉型设计等原因,我们发现大量热水锅炉存在高温区局部汽化问题,在汽化严重的水管部分,甚至水垢过多形成局部堵死,造成爆管。因此,我们建议,热水锅炉不但应当配套软化水设备,而且锅炉补给水的标准应较GB1576-2001所规定的0.6mmol/L更为严格,我们企业内部执行的标准为0.1mmol/L,在许多热水锅炉的使用中均取得了良好效果。

  (四)全自动软化水设备的出现,降低了对软水设备操作人员的要求,使许多没有专职水处理化验人员的单位仍能很好的使用软化水作为锅炉补给水,特别是TMF系玩软化水设备的成功应用大大降低了全自动软水设备的生产成本,使锅炉配套全自动软水设备时的一次性投资,明显减少。真正使软化水处理技术与其它水处理方式相比具有了极为明显的优势。

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