注汽锅炉水处理再生效果差的原因分析及处理
张伟
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张伟 ,. 注汽锅炉水处理再生效果差的原因分析及处理[J]. 水资源科学研究,20234. DOI:10.12721/ccn.2023.157032.
摘要: 水处理再生时因进盐流程或设备的原因往往导致进盐压力表数值超过0.2MPa以上,离子交换齐再生不充分影响水处理的再生效果,严重的影响水处理的制水量,另外,水处理再生后测量一级罐出口硬度反而上升没有起到再生后的效果,水质不达标将直接影响到锅炉的安全运行。通过对水处理进盐压力的分析,采取有效的措施,保证进盐流程的畅通,使离子交换器得到充分再生。通过对水处理交换器各部件的维修,使其达到再生效果。
关键词: 再生;制水;进盐;离子交换剂;树脂;硬度
DOI:10.12721/ccn.2023.157032
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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。

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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。

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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。