固定鍋爐混床樹脂污染失效的相關因素及處理工藝

張毅

摘 要：固定鍋爐的水質處理與鍋爐本身以及其他相關的熱力設備的安全運行有著非常重要的關系。鍋爐的主要功能是生產蒸汽或者加熱水，水是鍋爐熱傳導的主要媒介，對鍋爐的正常運轉有著重大的影響。混床樹脂水處理可以有效去除水中鈣、鎂離子，降低水垢凝結概率，提高固定鍋爐的熱效率。隨著使用時間的增長，會出現混床樹脂污染失效等現象。本文通過對水質處理的重要性、混床樹脂失效的原因進行分析，總結在生產中出現的問題及相對應的處理工藝。

關鍵詞：固定鍋爐；混床樹脂；水質處理

中圖分類號： TQ5 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）10-166-2

0 引言

目前我國的工業鍋爐應用廣泛、使用量大。水是鍋爐在生產運行過程中的主要介質，水質的處理一旦出現不正常的現象，不僅對鍋爐的正常運行帶來很大的影響，還會產生較大的安全隱患。所以說，做好水質處理是鍋爐高效安全生產的重要保障。混床樹脂污染失效對鍋爐的生產有一定的影響，對其污染時效的相關新宿進行分析，進行相應的處理，為鍋爐的正常運轉提供有效的保障。

1 鍋爐水質處理的重要性分析

鍋爐是生產蒸汽或者加熱水的能量轉換設備，水在鍋爐的生產運轉過程中，通過不斷吸收燃料而產生熱量，經過受熱蒸發。在這樣的循環過程中，水質會有所變化，濃縮、沉淀、結晶之間會產生一定的反應，一段時間后鍋爐系統會有相應的沉淀物析出，在鍋爐的受熱面出現一些水垢、腐蝕等情況。受熱面產生水垢，會直接影響到鍋爐的受熱性能，從而增加耗煤量。據相關調查統計，每毫米的水垢，會在原有的耗煤量上多損耗7%-9%的燃料，相應的熱效率下降10%-20%，另外水垢也會帶來一定的安全問題，例如金屬管壁發生鼓包，嚴重的會發生爆管等事故。

除了上述的水垢問題，其他因素導致的水質不良也會給鍋爐帶來各種損耗或故障問題；水冷壁、給水管道等加熱器的腐蝕，鍋爐表面變薄、凹陷抑或穿孔等多種狀況的發生，都會影響設備的使用強度，對各部件以及鍋爐的使用壽命都會有很大的影響。所以對水質處理的問題必須引起重視。

2 鍋爐水質處理方式

現階段，常用的鍋爐水處理總體分為爐內加藥與爐外軟化兩種技術。

①爐內加藥法指的是向鍋爐里添加特制的化學藥劑，使其與爐內的水垢產生化學反應，當水垢被分解為松散的沉淀物后，通過鍋爐的排污系統從爐內清理出去。但在這一處理方式中存在的缺點是，適用性并不強，只針對壓力為0.2-1.3MPa的鍋爐使用；該單位現有固定鍋爐5臺，3臺6噸熱水鍋爐，2臺4噸蒸汽鍋爐，額定壓力0.9-1.6MPa，日均用水量35-50噸。

②爐外軟化法是現階段使用最廣泛的鍋爐水處理技術。目前使用的有反滲透技術和離子交換技術。反滲透水質處理技術因照價高昂，未及普及。爐外軟化法的代表技術為離子交換法。水的硬度主要是由其中的陽離子：鈣離子（Ca2+）、鎂離子（Mg2+）構成的。當含有硬度離子的原水通過交換器樹脂層時，水中的鈣、鎂離子與樹脂內的鈉離子發生置換，樹脂吸附了鈣、鎂離子而鈉離子進入水中，這樣從交換器內流出的水就是去掉了硬度離子的軟化水。隨著交換過程的不斷進行，樹脂中Na+全部被置出來后就失去了交換功能，此時必須使用Nacl溶液對樹脂進行再生，將樹脂吸附的Ca2+、Mg2+置換下來，樹脂重新吸附了鈉離子，恢復了軟化交換能力。

離子交換法中最常用的介質為混床樹脂。所謂混床，就是把一定比例的陽、陰離子交換樹脂混合裝填于同一交換裝置中，對流體中的離子進行交換、脫除。由于陽樹脂的比重比陰樹脂大，所以在混床內陰樹脂在上陽樹脂在下。一般陽、陰樹脂裝填的比例為1：2，也有裝填比例為1：1.5的，可按不同樹脂酌情考慮選擇。混床也分為體內同步再生式混床和體外再生式混床。混床樹脂比較同步再生式混床在運行及整個再生過程均在混床內進行，再生時樹脂不移出設備以外，且陽、陰樹脂同時再生，因此所需附屬設備少，操作簡便。

具有以下優點：①出水水質優良，出水pH值接近中性。②出水水質穩定，短時間運行條件變化（如進水水質或組分、運行流速等）對混床出水水質影響不大。③間斷運行對出水水質的影響小，恢復到停運前水質所需的時間比較短。④回收率達到100%。

3 混床樹脂失效的原因分析

一般情況下導致混床樹脂失效的原因有以下幾種：一是工作人員在操作上的失誤，樹脂反洗分層界面模糊不清，再生樹脂混合不夠均勻；二是設備故障導致的混床樹脂失效，比如交換器內的設備或者再生系統的故障等；三是由于使用時間過長，陰、陽樹脂老化，降低了原有的強度；樹脂破碎結塊或者在反洗的過程中造成樹脂的流失、樹脂的填裝度不足；四是冷凝液水質的不合格，再生劑的質量問題也會導致混床樹脂的失效，比如水里摻雜進了污染物，或者再生劑的純度及配置濃度不夠，達不到應有的質量要求等，都會對混床樹脂產生影響。

4 處理工藝

要想能更好地解決混床再生的異常現象，最好的方式就是更換陰陽離子交換樹脂。然而在實際的生產過程中，機組較多，并且對鍋爐的生產需求量較大，鍋爐的除鹽系統長時間都是處于滿負荷的運行狀態等問題，使得沒有足夠的時間去及時更新陰樹脂；從另一個角度來說，更換樹脂的成本較高，所以找出一種可以降低成本的方式來解決更換樹脂這一問題，就顯得尤為重要了，結合混床再生異常現象產生的原因，消除交換層的結塊是解決這一問題的關鍵點所在，同時清除破碎樹脂，在樹脂量不足的狀態下適當添加即可。

4.1 對原水進行溫度控制

原水的溫度需要保持在應有的范圍內，因為溫度超標的話，會影響樹脂的穩定性和再生效果，建議將原水在進罐前加上旁冷器，然后根據實際的溫度效果選擇適當的換熱器，采用加裝溫度表和相應的調節閥的方式來對其進行控制。

4.2 反洗工藝

反洗工藝即是將混床進行徹底的反洗，一直到清洗的水為清澈為止，沒有碎樹脂。混床出水的二氧化硅以及電導率處于合格的狀態，制水量有一定的好轉現象；但反洗工藝并不能完全透徹地解決混床的水質問題，因為混床再生的水質雖然合格，但相應的二氧化硅卻高出正常范圍，而且運行床逐漸失效，制水量也有明顯低于正常量。

4.3 堿液空氣擦洗及反洗

由于樹脂抱團結塊后，大都沉積于底部而不易漂浮在樹脂層表面，所以這時大反洗并不能有效地將其完全清除；為解決這一情況通常采用先通入一定量的堿液，然后再進行壓縮空氣的擦洗方式。由于空氣從混床底部進入后，可以將由于結塊而深度失效的樹脂，得到一定的恢復，同時可以使破碎樹脂有所減少，從而更容易從樹脂層中脫離開來。

如果是靜電原因產生的粘合結塊，也可以使用適量的堿液來對其進行消除；又由于陰樹脂在堿液中通常處于漂浮的狀態，強度較低，所以對其進行空氣壓縮的壓力控制應該適當低一些。

5 結語

通過上述的一些解決措施，對水質處理有一定的緩解作用，然而為了更好地完成水質處理工作，需要在實際生產工作中不斷探索研究；為防止碎樹脂在底部形成過長時間的積累，可以將原有的反洗時間加長，以增強反洗質量；在大反洗操作中，通過對堿液的使用，然后進行空氣擦洗的操作，同時根據具體的情況，當樹脂量過少時，可以進行適當的填充等；一系列的應對措施都是為了使鍋爐能正常運行，從而保證安全供水。做好鍋爐的輸出力工作，對處理過程中的每個環節進行嚴格的監管，確保鍋爐的能正常且安全地運轉；不僅為企業帶來良好的經濟效益，還可以帶來更好的環保、節能減排的效果。