集中供热系统水处理设施的维护及新技术

作者:周永泽 赵江 来源:大同市热力有限责任公司 点击:  评论: 更新日期:2016年09月06日

 

摘 要:对供热系统水处理设施中水过滤器、钠离子交换器(软化设备)的维护工作要点进行分析,对电磁法软化水技术进行了探讨。 
关键词:集中供热;  水处理设施;  过滤器;  钠离子交换器;  电磁法
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
 
在集中供热系统中,为了避免管子、换热设备及散热装置结水垢,需要对循环水及补水进行处理,使各项指标达到供热生产运行的水质标准。本文对水处理设施中水过滤器、钠离子交换器(软化设备)的维护及软化水新技术进行探讨。
1 水过滤器
自来水在进入软化设备前要进行预处理,根据不同的用水需求,选取合适滤网孔径的水过滤器安装于自来水主管道,去除自来水中的大颗粒杂质。对于供热系统用水预处理,我们根据GB 1576—2008((工业锅炉水质标准要求》的要求,选用32目(滤网孔径为0.5mm),处理后悬浮物质量浓度小于5mg/L的Y型过滤器。该过滤器工作原理简单,当杂质粒径大于滤网孔径时,这些杂质便被拦截下来,相对清洁的滤液则由过滤器的出口排出。
由于水过滤器基于机械物理过滤原理,当经过一段时间的使用后水过滤器进出口压差增大时,应对过滤器的滤网进行拆卸清洗,并清掏沉积的杂质,必要时需更换破损的滤网,使水质达到预处理的要求。
2 钠离子交换器
2.1 工作原理
钠离子交换器由多路阀、控制器、树脂罐、盐箱等组成,标准工作流程主要包括:软化、反洗、再生、正洗4个过程,任何以钠离子交换为基础的离子交换器都是在标准工作流程基础上发展而来的。
国产某品牌全自动钠离子交换器采用平面密封两相多路阀技术,由转动对位方式实现液相的切换,控制原水(被处理自来水)、软化水、氯化钠水溶液(再生剂)、再生流程产生的废液在钠离子交换器内的流量和流向,自动完成工作流程。
软化原理:树脂罐体内装填的钠型阳离子交换树脂作为交换剂,当原水通过树脂时,树脂中的钠离子置换原水中的钙、镁离子,使硬水得到了软化。软化过程的化学反应式为:
Ca2++2NaR®CaR2+2Na+
Mg2++2NaR®MgR2+2Na+
随着树脂中钠离子逐渐被钙、镁离子所代替,树脂将出现失效,此时将盐箱中浓度较高的氯化钠水溶液稀释成质量分数为5%~10%,由上向下通过树脂进行再生,氯化钠水溶液中的钠离子置换出树脂吸附的钙、镁离子,使树脂得到再生,恢复交换能力并排出废液。再生过程的化学反应式为:
CaR2++2Na+®Ca2++2NaR
MgR2++2Na+®Mg2++2NaR
2.2 维护保养
①树脂
树脂在使用前以及停热期间,都存在着保管的问题,若保管不善,将影响树脂的使用寿命和交换能力,甚至造成树脂报废。
对于新购入的树脂,在投入使用前应注意以下问题:a.保持树脂的水分,树脂在出厂时含水率是饱和的,在运输中须确保包装的密封及完整,防止树脂因失水而风干。若长期不用,在条件具备的情况下,可储存在质量分数为10%的氯化钠水溶液中。b.防止受热和受冻,树脂不宜存放在高温设备附近及阳光直射的地方,环境温度宜在5~20℃。c.防止树脂的污染,树脂储存时要避免与铁容器、强氧化剂、油类、有机溶剂接触,以防止树脂污染或被氧化降解。除此之外,还要防止对树脂的挤压、摩擦,以免树脂破碎。
对于停热期间或长期不用的树脂,应作好以下保管工作:a.树脂还原,利用氯化钠水溶液将树脂还原成钠型阳离子树脂,提高树脂对其他金属离子的耐受力,以保护树脂。b.湿法存放,停用的树脂可以继续存放在树脂罐内,但是湿法存放必须保证树脂罐内壁防腐层状态良好。若将树脂放在清水中存放,清水每个月都要更换一次。最好把树脂存放在质量分数为10%的氯化钠水溶液中,这样可以防止清水中有机物的污染。c.防止发霉,若树脂罐内浸泡树脂的清水或氯化钠水溶液发生泄漏,造成上部树脂裸露,裸露树脂表面易繁殖微生物,进而导致树脂发霉、结块,尤其在温度高的环境中。除定期补充、更换浸泡溶液外,为进一步防止树脂发霉、结块,可用质量分数为1.0%~1.5%的甲醛溶液进行消毒。
若原水或再生剂(氯化钠水溶液)的铁离子质量浓度过高(大于0.3mg/L)或钢质树脂罐内壁防腐措施不良,易引起树脂铁中毒。当树脂出现铁中毒时,将复苏剂(混合溶液中HCL质量分数4%、氯化钠质量分数4%、Na2SO3质量分数不超过0.1%)加入铁中毒树脂中充分浸泡,使得树脂复苏。需要注意的是,复苏剂中Na2SO3质量分数应由实验确定,不应大于0.1%,这是由于Na2SO3质量分数过高,易产生SO2气体,并易产生CaSO4沉淀。实践证明,用这种方法处理铁中毒树脂,复苏剂耗量少,耗时短,且复苏剂中HCL浓度低,对交换器腐蚀性较小,复苏效果较好,是一种较理想的处理方法。
当原水中余氯质量浓度过高(大于0.5mg/L)时,易造成树脂结构破坏,引起余氯污染。当监测自来水中的余氯超标时,可以在交换器前设置活性炭过滤器,或向自来水中投加Na2SO3,以除去水中余氯。
②多路阀
该软化设备的核心部件是平面密封两相多路阀,阀体采用PVC工程塑料,随着使用年限的增长,由工位转换造成的阀芯密封圈磨损在所难免,一旦出现磨损,易造成各工位排废量增大,水耗增加,影响设备经济运行。在对多路阀进行维护保养时,拆开多路阀阀体护盖,取出阀芯,对各对位孔更换新的密封圈,并检查阀体护盖橡胶圈弹性,发现问题应及时更换。
③树脂罐及盐箱
树脂罐、盐箱均采用不锈钢制成,并进行内壁防腐处理。在不锈钢罐体焊接时,由于焊条材质或焊接技术,可能造成焊缝夹渣、气孔,从而降低不锈钢罐体的耐腐蚀性。对于盐箱,加盐过程的机械损伤盐箱内壁防腐层及浓盐水浸泡等,易造成盐箱内壁氯腐蚀穿孔,影响设备正常使用。
对于腐蚀穿孔情况,经过实践研究,我们总结了较为理想的处理方法,获得了良好的效果。具体步骤为:对出现腐蚀穿孔的罐体拆卸后进行打磨,除去罐体内壁锈斑及破损的防腐层。然后对穿孔部位进行同材质补焊,并将焊渣打磨干净,将适量的LG-001、LG-002防腐剂按比例混合后进行防腐层涂敷处理,最后进行烘干,如此重复两次即可达到良好的防腐效果。该防腐技术为无毒、食品级防腐新技术,成品表面强度高、弹性好,且表面光滑,抗机械损伤能力强。处理前后罐体内壁防腐层外观分别见图1、2。
 
 
3 电磁法软化水技术
利用在水中施加一定的电场或磁场改变离子特性,从而改变碳酸钙、碳酸镁沉积的速率及沉积时物理特性的方法,阻止水垢的形成。这种水处理设施的特点是体积小,安装方便,运行费用低,操作简单。2006年,唐山市热力总公司先后引进了26台电磁交变水质处理仪,使用效果良好。由于此类设备主要功能仅是影响一定范围内水垢的物理性能,因此处理后水的使用时间、距离都有一定局限,对管子、远端散热器的阻垢效果有待进一步验证,目前主要用于锅炉房水处理[1]。电磁水质处理仪的优势主要在于:不需专人维护,不需要进行水质化验,运行成本较低,运行维护比较方便。
4 结语
水处理设施的良好运行决定着供热系统运行的安全性、经济性、稳定性,只有科学合理地使用水处理设施,并妥善维护保养,才能确保水质指标合格,为生产运行提供基础保障。
 
参考文献:
[1]康玉恒.集中供热系统水处理方法选用[J].煤气与热力,2009,29(4):A11-A14.
 
 

  

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