摘　要：對供熱系統(tǒng)水處理設(shè)施中水過濾器、鈉離子交換器(軟化設(shè)備)的維護工作要點進行分析，對電磁法軟化水技術(shù)進行了探討。

關(guān)鍵詞：集中供熱；  水處理設(shè)施；  過濾器；  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，需要對循環(huán)水及補水進行處理，使各項指標(biāo)達到供熱生產(chǎn)運行的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。本文對水處理設(shè)施中水過濾器、鈉離子交換器(軟化設(shè)備)的維護及軟化水新技術(shù)進行探討。

1　水過濾器

自來水在進入軟化設(shè)備前要進行預(yù)處理，根據(jù)不同的用水需求，選取合適濾網(wǎng)孔徑的水過濾器安裝于自來水主管道，去除自來水中的大顆粒雜質(zhì)。對于供熱系統(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型過濾器。該過濾器工作原理簡單，當(dāng)雜質(zhì)粒徑大于濾網(wǎng)孔徑時，這些雜質(zhì)便被攔截下來，相對清潔的濾液則由過濾器的出口排出。

由于水過濾器基于機械物理過濾原理，當(dāng)經(jīng)過一段時間的使用后水過濾器進出口壓差增大時，應(yīng)對過濾器的濾網(wǎng)進行拆卸清洗，并清掏沉積的雜質(zhì)，必要時需更換破損的濾網(wǎng)，使水質(zhì)達到預(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個過程，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)展而來的。

國產(chǎn)某品牌全自動鈉離子交換器采用平面密封兩相多路閥技術(shù)，由轉(zhuǎn)動對位方式實現(xiàn)液相的切換，控制原水(被處理自來水)、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，自動完成工作流程。

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

Ca²⁺+2NaR®CaR2+2Na⁺

Mg²⁺+2NaR®MgR2+2Na⁺

隨著樹脂中鈉離子逐漸被鈣、鎂離子所代替，樹脂將出現(xiàn)失效，此時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％，由上向下通過樹脂進行再生，氯化鈉水溶液中的鈉離子置換出樹脂吸附的鈣、鎂離子，使樹脂得到再生，恢復(fù)交換能力并排出廢液。再生過程的化學(xué)反應(yīng)式為：

CaR²⁺+2Na⁺®Ca²⁺+2NaR

MgR²⁺+2Na⁺®Mg²⁺+2NaR

2.2　維護保養(yǎng)

①樹脂

樹脂在使用前以及停熱期間，都存在著保管的問題，若保管不善，將影響樹脂的使用壽命和交換能力，甚至造成樹脂報廢。

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

對于停熱期間或長期不用的樹脂，應(yīng)作好以下保管工作：a．樹脂還原，利用氯化鈉水溶液將樹脂還原成鈉型陽離子樹脂，提高樹脂對其他金屬離子的耐受力，以保護樹脂。b．濕法存放，停用的樹脂可以繼續(xù)存放在樹脂罐內(nèi)，但是濕法存放必須保證樹脂罐內(nèi)壁防腐層狀態(tài)良好。若將樹脂放在清水中存放，清水每個月都要更換一次。最好把樹脂存放在質(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物的污染。c．防止發(fā)霉，若樹脂罐內(nèi)浸泡樹脂的清水或氯化鈉水溶液發(fā)生泄漏，造成上部樹脂裸露，裸露樹脂表面易繁殖微生物，進而導(dǎo)致樹脂發(fā)霉、結(jié)塊，尤其在溫度高的環(huán)境中。除定期補充、更換浸泡溶液外，為進一步防止樹脂發(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)量濃度過高(大于0.3mg／L)或鋼質(zhì)樹脂罐內(nèi)壁防腐措施不良，易引起樹脂鐵中毒。當(dāng)樹脂出現(xiàn)鐵中毒時，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0.1％)加入鐵中毒樹脂中充分浸泡，使得樹脂復(fù)蘇。需要注意的是，復(fù)蘇劑中Na2SO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)由實驗確定，不應(yīng)大于0.1％，這是由于Na2SO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)過高，易產(chǎn)生SO2氣體，并易產(chǎn)生CaSO4沉淀。實踐證明，用這種方法處理鐵中毒樹脂，復(fù)蘇劑耗量少，耗時短，且復(fù)蘇劑中HCL濃度低，對交換器腐蝕性較小，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)量濃度過高(大于0.5mg／L)時，易造成樹脂結(jié)構(gòu)破壞，引起余氯污染。當(dāng)監(jiān)測自來水中的余氯超標(biāo)時，可以在交換器前設(shè)置活性炭過濾器，或向自來水中投加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，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)濟運行。在對多路閥進行維護保養(yǎng)時，拆開多路閥閥體護蓋，取出閥芯，對各對位孔更換新的密封圈，并檢查閥體護蓋橡膠圈彈性，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時更換。

③樹脂罐及鹽箱

樹脂罐、鹽箱均采用不銹鋼制成，并進行內(nèi)壁防腐處理。在不銹鋼罐體焊接時，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。對于鹽箱，加鹽過程的機械損傷鹽箱內(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。

對于腐蝕穿孔情況，經(jīng)過實踐研究，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：對出現(xiàn)腐蝕穿孔的罐體拆卸后進行打磨，除去罐體內(nèi)壁銹斑及破損的防腐層。然后對穿孔部位進行同材質(zhì)補焊，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行防腐層涂敷處理，最后進行烘干，如此重復(fù)兩次即可達到良好的防腐效果。該防腐技術(shù)為無毒、食品級防腐新技術(shù)，成品表面強度高、彈性好，且表面光滑，抗機械損傷能力強。處理前后罐體內(nèi)壁防腐層外觀分別見圖1、2。

3　電磁法軟化水技術(shù)

利用在水中施加一定的電場或磁場改變離子特性，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)施的特點是體積小，安裝方便，運行費用低，操作簡單。2006年，唐山市熱力總公司先后引進了26臺電磁交變水質(zhì)處理儀，使用效果良好。由于此類設(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間、距離都有一定局限，對管子、遠(yuǎn)端散熱器的阻垢效果有待進一步驗證，目前主要用于鍋爐房水處理^[1]。電磁水質(zhì)處理儀的優(yōu)勢主要在于：不需專人維護，不需要進行水質(zhì)化驗，運行成本較低，運行維護比較方便。

4　結(jié)語

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

參考文獻：

[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