軟化水設(shè)備在鍋爐系統(tǒng)中的應(yīng)用

張笑非

（河北白沙煙草有限責(zé)任公司保定卷煙廠，保定 071000）

1 水處理的內(nèi)涵

通常來說，通過使用一些物理或者化學(xué)的手段，把水里面的一些與生產(chǎn)、生活毫不相關(guān)甚至?xí)鹭?fù)面作用的物質(zhì)去除，那么這個(gè)過程就被我們稱為水處理。為了某些特定的用途和一些特殊的生產(chǎn)項(xiàng)目，我們?cè)谒幚磉^程中會(huì)對(duì)水進(jìn)行沉降、過濾、混凝、阻垢等水質(zhì)調(diào)節(jié)工作。水幾乎與所有社會(huì)活動(dòng)相關(guān)，生活、生產(chǎn)都離不開水，所以水處理所涉及到的應(yīng)用范圍非常廣泛。

2 軟化水在鍋爐系統(tǒng)中的重要性

在工業(yè)鍋爐中，一般來說，在水環(huán)節(jié)中用到的水絕大多數(shù)都是選擇的自來水，而眾所周知的是，自來水很硬，處理過程中稍有不當(dāng)，就會(huì)造成鍋爐中結(jié)垢、腐蝕、排污量增加甚至是爆管等等一系列問題，輕則降低鍋爐熱效率，增加人工成本，重則隨時(shí)會(huì)觸發(fā)危險(xiǎn)事故發(fā)生。那么水處理的目的，則是為了通過物理的、化學(xué)的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆绞椒椒ǎ瑏沓プ詠硭锩娴逆V、鈣離子，通過這樣的方式來降低水的硬度，達(dá)到軟化水的目的。鍋爐系統(tǒng)的正常運(yùn)行是離不開水處理這個(gè)環(huán)節(jié)的，軟化水設(shè)備在鍋爐系統(tǒng)中既能確保鍋爐系統(tǒng)整體運(yùn)作的安全性，又能夠最大化實(shí)現(xiàn)其節(jié)能效果，功不可沒。

3 軟化水原理

我們都知道，軟化水就是降低水的硬度，其實(shí)軟化水系統(tǒng)是由三個(gè)部分組成的：離子交換部分、鹽再生部分以及控制部分。整個(gè)軟化系統(tǒng)中起到核心作用的是離子交換部分，而整個(gè)軟化系統(tǒng)的工作原理其實(shí)也就是離子交換這樣一項(xiàng)技術(shù)。什么意思呢？簡(jiǎn)單來說就是離子交換樹脂，硬水中主要是鈣離子和鎂離子，所以我們一般是采用陽離子來和樹脂進(jìn)行交換。置換出水中的Ca2+、Mg2+，如果說鈣離子和鎂離子越來越多的話，那么樹脂在軟化系統(tǒng)中的作用能力也會(huì)逐漸變?nèi)酰虼耍扛粢欢螘r(shí)間，我們都會(huì)定期用鹽來處理一下樹脂，其目的就是為了恢復(fù)樹脂置換陽離子的性能。一般情況下，控制部分的整套系統(tǒng)都是全自動(dòng)的，鹽再生這個(gè)步驟一般也是自動(dòng)進(jìn)行的。

作為一種聚合物，離子交換樹脂里面攜帶了大量的用于交換離子的功能性基團(tuán)，這種基團(tuán)的置換能力非常強(qiáng)，一般來說，帶有鈉離子的這種離子交換樹脂被投放到非常硬的水里面，馬上就釋放出很多的鈉離子，從而讓他的功能基團(tuán)可以順利地與鈣、鎂離子進(jìn)行結(jié)合，降低鈣鎂離子的濃度，把硬水變成我們大家想要得到的軟水。以上就是軟水設(shè)備的一個(gè)簡(jiǎn)單的工作過程描述。

當(dāng)鎂鈣離子結(jié)合走一大部分功能基團(tuán)時(shí)，剩余未被結(jié)合的功能基團(tuán)數(shù)量減少，此時(shí)樹脂的結(jié)合能力下降就稱為軟化能力下降，這時(shí)候我們一般會(huì)用高濃度的氯化鈉溶液來釋放出鈣鎂離子，從而恢復(fù)樹脂的結(jié)合能力，這個(gè)過程就是我們所說的再生。

4 軟化水設(shè)備

市面上使用的軟化水設(shè)備類型較多，我們這里選擇一種比較先進(jìn)的全自動(dòng)的軟化水設(shè)備進(jìn)行講解。

此套設(shè)備的核心原件是液壓多路閥與控制器，主要系統(tǒng)分為三部分：有交換系統(tǒng)，有控制系統(tǒng)，還有鹽液系統(tǒng)。整個(gè)操作過程都是通過使用微型計(jì)算機(jī)來對(duì)控制器進(jìn)行作用，從而再通過控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)多路閥的控制。大致的工藝流程為：軟化→再生→清洗→正洗。采用了一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)對(duì)應(yīng)一臺(tái)交換柱、一臺(tái)控制器、一臺(tái)液壓多路閥，生產(chǎn)過程可連續(xù)不間斷進(jìn)行。另外，整套系統(tǒng)還設(shè)有備用的手動(dòng)操作系統(tǒng)，從而確保生產(chǎn)正常。

詳細(xì)工藝流程如下：

1.運(yùn)行狀態(tài)——2.松床狀態(tài)——3.停止?fàn)顟B(tài)——4.再生狀態(tài)——5.清洗狀態(tài)——6.正洗狀態(tài)——1.運(yùn)行狀態(tài)

運(yùn)行狀態(tài)：運(yùn)行狀態(tài)是指生產(chǎn)水的過程。這個(gè)過程的具體操作與時(shí)間需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際用水的硬度來決定。

松床狀態(tài)：在絕大多數(shù)浮動(dòng)床工藝設(shè)備中，自來水的進(jìn)水方向都是位于我們交換罐的最下方，在交換罐里面進(jìn)行軟化，軟化結(jié)束后再由最上方流出，在整個(gè)制水過程結(jié)束后，我們就要開始再生，為了保證再生的效果，樹脂層不能快速地流過罐內(nèi)，為了節(jié)約成本，又不能將罐內(nèi)全部充滿樹脂，所以我們常用一小股水流在樹脂下面（利用樹脂的密度小于水的密度）托著樹脂緩慢下落，這一過程的持續(xù)時(shí)間大約維持在五分鐘左右。

停止?fàn)顟B(tài)：當(dāng)水位水箱內(nèi)部的水量最高接觸面超過安全水位線的時(shí)候，水箱會(huì)發(fā)出安全警報(bào)，微型計(jì)算機(jī)控制器就會(huì)發(fā)出指令，強(qiáng)行讓多路閥控制器轉(zhuǎn)換到停止?fàn)顟B(tài)，關(guān)閉各個(gè)閥口，結(jié)束整個(gè)生產(chǎn)過程。

再生狀態(tài)：將鹽水加入到以及參與置換的樹脂中的狀態(tài)就是再生狀態(tài)。現(xiàn)代先進(jìn)的設(shè)備大多數(shù)采用的是噴射注入法，在罐體內(nèi)部都裝有鹽水噴射器。在整個(gè)再生過程中，鹽水流動(dòng)的速度越慢越好，這個(gè)過程的時(shí)間一般控制在30分鐘左右，具體時(shí)間與鹽水的濃度有關(guān)。

清洗狀態(tài)：這個(gè)狀態(tài)也被稱為置換。將軟水注入用鹽水洗過的樹脂中的過程就是清洗狀態(tài)，在這個(gè)過程中，仍然有大量的鈣鎂離子會(huì)與鈉離子發(fā)生交換，所以從實(shí)際來看，這個(gè)過程才是生產(chǎn)的主要過程，所以被很多人稱為置換過程。時(shí)間在30分鐘左右。

剛剛文中向大家介紹的就是整個(gè)軟化水設(shè)備的詳細(xì)工藝流程以及每一個(gè)步驟的工作原理。這一套設(shè)備在鍋爐系統(tǒng)中是必不可少的，在這一套設(shè)備的運(yùn)作下，鍋爐補(bǔ)水的硬度得到了非常有效的控制，我們前文中講過，鍋爐用水如果不加以轉(zhuǎn)化就直接采用自來水的話，輕則提高成本，重則可能觸發(fā)較大事故，后果都是非常嚴(yán)重的。而一旦在鍋爐補(bǔ)水環(huán)節(jié)做好了軟化水處理，則可以大大降低爆管現(xiàn)象發(fā)生的概率。