引言:注汽锅炉属于高温高压的设备,对水质要求较高,通常采用离子交换器对给水进行软化处理,离子交换器内装有离子交换剂,一般采用树脂作为离子交换剂。由于树脂的交换能力是有限的,所以用两组离子交换器交替使用。当一组交换能力达不到要求时,则投用另一组运行,本组进行再生。当通过交换器的软水总量达到预先设置的水量时,控制系统将该组退出运行状态,进入再生状态。而由于进盐压力高、离子交换剂“中毒”及离子交换器各部件工作异常,导致水处理再生效果差,严重影响了注汽锅炉的安全运行。
1.进盐压力高的原因及处理
水处理再生有自动和手动两种再生方式。自动再生主要是通过PLC的程序控制再生的每一步时间和切换。手动再生是用手动开关控制电磁阀,来控制气动阀气源信号的有无,达到控制气动阀的通断。这样就可以达到手动控制再生的时间和切换再生各步骤。
1.1进盐的过程
水处理再生进盐时,盐泵向软水器内输送盐水,交换掉离子交换剂中的钙、镁离子,进盐的压力应该控制在0.2MPa,如果进盐压力高,说明进盐流程某处有截流情况。
(1)再生用的盐水浓度的选择,与使用的原水性质和离子交换剂种类有关,对于不同的离子交换剂,生产厂家会推荐盐液浓度参数和盐液接触离子交换剂的时间参数。一般用001×7阳离子树脂处理清水,再生用的盐水浓度为10%。而对高矿化度的油田采出回用水,则要使用耐油的树脂和浓度18%以上的盐水。盐水的用量是通过计算确定的,用盐水的总量和盐水与离子交换剂的要求接触时间,可以计算得到调节盐水和软水瞬时流量计的参数。
(2)该双级钠离子软水器,二级罐采用逆流再生方式,一级罐采用顺流再生方式,因为每个周期都要进行大反洗,会使树脂层乱层,不宜采用逆流再生。
(3)进盐流程(如图1所示),盐水→盐水泵→6#气动阀→二级罐下部(入口)→二级罐上部(出口)→8#气动阀→一级罐上部(入口)→一级罐下部(出口)→7#气动阀→限流器→排污。
图1 进盐流程图
1.2进盐压力高的原因
除去压力指示不准确的因素,进盐压力高的原因主要有以下几方面:
(1)进盐流程不通畅:盐泵出口手动阀未打开,盐泵出口单流阀未打开,6#气动阀未打开。二级罐集水器堵塞,二级罐树脂阻力大,8#气动阀未打开,一级罐布盐器堵塞,一级罐树脂阻力大,一级罐集水器堵塞,7#气动阀未打开,排污限流器堵塞,总排污手动阀未打开,排污管线冻堵。
(2)生水进入软水器:1#气动阀未关闭,4#气动阀未关闭。
(3)另一组软化水进入软水器:3#阀未关闭,运行组6#阀未关闭。
(4)各气动阀对应的控制电磁阀损坏。
1.3进盐压力高的处理
(1)根据一级罐出口、二级罐出口、盐泵出口三块压力表的示值判断流程不通畅的位置。盐泵出口压力表高于0.4MPa,一、二级罐出口压力表无压力或较低时:打开盐泵出口手动阀。打开进盐流程6#气动阀。
(2)清理盐泵出口单流阀。盐泵出口压力表和二级罐出口压力0.4MPa,一级罐出口压力表无压力或较低时:打开进盐流程8#气动阀。清理二级罐树脂。
(3)清理一级罐布盐器。清理一级罐树脂。清理二级罐集水器。清理一级罐集水器。盐泵出口、二级罐出口及一级罐出口压力0.4MPa时,打开总排污手动阀。
(4)打开7#气动阀。清理进盐流程排污限流器。冬季排污流程解冻堵(各站盐泵扬程有所不同,此处所列压力值为普遍值,作为参考)。
(5)盐泵出口、二级罐出口及一级罐出口压力表压力等于生水泵出口压力时:关闭1#气动阀。关闭4#气动阀。
(6)盐泵出口、二级罐出口及一级罐出口压力表压力等于运行组二级罐出口压力时:关闭3#气动阀。关闭运行组6#气动阀。
(7)对各对应气动阀损坏的控制电磁阀应进行更换或维修。
2.离子交换器故障的原因及处理
2.1离子交换器故障的原因
水处理再生后,一、二级罐出口硬度应为0mg/L ,作为备用组,待另一组再生时为锅炉供水,如果再生后一级罐硬度反而上升,除去化验不准确的因素外有以下几个方面:
(1)取样不准确,取到流程中积存的生水。
(2)4#气动阀(如图2所示)关闭不严,使生水直接进到一级罐出口。
图2 水处理气动阀
(3)与树脂进行交换的钠离子数量不足:盐水浓度低于8%。盐水量少于设定值。盐水流速过快,交换时间少于20分钟,钠离子来不及交换,正洗水进一步消耗了钠离子。
(4)树脂的交换能力降低或树脂失效及“中毒”,达不到预期再生效果。
2.2离子交换器故障的处理
(1)延长取样时间,放掉取样信号管内存水后取样。
(2)检修4#气动阀,确保关闭。
(3)配制盐水浓度8%~10%。进盐量达到经过验证的设定值。控制进盐速度,40分钟完成定量盐水的输送。
(4)在"中毒"树脂中加入10%的盐酸浸泡,可使树脂复原,如果不能恢复交换能力更换树脂。
2.3离子交换器的维修
2.3.1离子交换器维修前的准备
(1)准备好维修工具、材料。
(2)待修理离子交换器停运。
(3)打开排污手动阀放出离子交换器内存水。
(4)用活动扳手或管钳拆下交换器顶部人孔盖固定螺母,取下人孔盖(需两人配合),放至安全处,检查密封垫有无损坏。
2.3.2布水器的维修
(1)检查布水器的损坏情况。
(2)用活动扳手拆下布水器固定螺栓,取下布水器。
(3)安装新布水器,用活动扳手紧固螺栓。
2.3.3布盐器的维修
(1)检查布盐器的损坏情况。
(2)用管钳拆下布盐器各个分支。
(3)用活动扳手拆下布盐器固定螺栓,取下布盐器。
(4)检查新布盐器及过滤网完好后安装新布盐器,用活动扳手紧固螺栓。
(5)安装布盐器各个分支后,用管钳紧固。
2.3.4集水器的维修
(1)用活动扳手拆下布水器固定螺栓,取下布水器。
(2)用管钳拆下布盐器较长分支,用活动扳手拆下布盐器固定螺栓,取下布盐器。
(3)取出离子交换剂,石英砂及砾石。
(4)用活动扳手拆下集水器固定螺栓,取下集水器。
(5)安装集水器,用活动扳手紧固螺栓。
(6)装填石英砂及砾石。
(7)装填离子交换剂。
(8)安装布盐器,用活动扳手紧固螺栓,安装布盐器各个分支后,用管钳紧固。
(9)安装布水器,用活动扳手紧固螺栓。
3.故障处理过程中的技术要求
(1)判断前必须保证所有压力表校验准确,通过压力表示值判断出问题位置。
(2)处理时根据压力表示值判断问题可能存在的位置,按照先简单后复杂的顺序进行排除,先查看手动阀,有多个气动阀可能存在问题时,先查看各个气动阀的气信号,再拆开阀盖查看阀杆、阀芯,最后查看限流器。涉及软水器时,应先检查布盐器再检查树脂最后检查集水器。
(3)盐泵出口、二级罐出口及一级罐出口压力表压力等于生水泵出口压力,超过了盐泵扬程,说明有生水进入软水器,查看控制生水的阀门是否正常关闭。
(4)盐泵出口、二级罐出口及一级罐出口压力表压力等于运行组出口压力,说明另一组软化水进入软水器,查看控制软化水的阀门是否正常关闭。
(5)判断前先确认取样的正确性。
(6)流程判断前确认气源压力正常。
(7)保证再生盐水的浓度。
(8)保证再生各步的时间。
4.HSE风险提示
(1)拆卸部件时,使用工具力度适中,避免用力过猛,防止机械伤害。
(2)拆卸电磁阀线圈时必须先切断电源进行操作。
(3)放掉取样信号管内存水时,保证流程管段内的存水放净。
(4)由于生水和盐水温度不同,判断4#气动阀是否关严,可以通过试验阀前后流程温度、听水流通过的声音进行初步判断。
(5)进盐量应以进盐压力0.25MPa、排污水中盐水浓度达到3%的时间进行设定。
(6)拆卸部件时,使用工具力度适中,避免用力过猛,防止机械伤害和物体打击。
作者简介:
张伟,男,1975年5月出生,本科学历,现工作于辽河油田曙光采油厂,从事采油采气专业。