引言
核电站安全、可靠、高效地运转是其最重要的任务，需要着重对除盐水系统的功能、组成、系统误差及原因进行分析和探讨，并从故障分析的角度对系统进行了技术改造，保证了核电站设备的安全、稳定运行，为后续的项目的施工提供了借鉴。除盐水系统在投产后，随着运行时间的延长，其运行误差逐年增大。为保证除盐水系统的安全、可靠、降低停机所带来的经济损失，本文对该系统进行了多次优化和改进。
一、系统介绍
除盐水系统制水工艺为：预处理水-预处理水泵-预处理水加热器-阳床-树脂捕集器-除碳器-除碳泵-阴床-混合离子交换器-树脂捕集器-供水系统等。在该系列中，阳离子交换器、树脂捕集器、除碳器、除碳泵、逆流再生、双腔阴离子交换器（阴床）是一个系列。在再生过程中，由于树脂在失效后会产生体积收缩，在进行再生时，底部进水后树脂会产生湍流，为了避免产生湍流，在再生过程中，必须用大量的流速将树脂从树脂床底抬起，压缩后再进入酸碱。冷除盐水系统再生水生产系统再生用的除盐水、再生水泵、酸碱计数箱等设备，按照机组的工作状况，对凝结水精处理系统进行再生，但水制备系统的生产工艺不能及时再生。
二、除盐水设备运行中的故障分析
（一）离子交换器的故障
首先，造成离子交换器失效的最普遍的原因是进口和出口压力的上升，这在所有的失效原因中占据了绝对的比重，所以，研究出口和出口压力差异的主要影响因素就变得尤为迫切。若能排除高入口和出口压差的问题，则可大大延长其工作周期。此外，在运行过程中还发现，如果水中含有太多的固体杂质，则会在离子交换器内积累，从而增加了交换器的压力。
（二）酸计量泵的故障
首先，从实际设备维护过程中，不难看出，由于高压保护装置停机后，隔膜电动阀门的隔膜脱落现象也是很普遍的，所以，设备维护技术人员还需对其技术进行深入的研究。目前除盐装置中普遍采用的隔膜式电动阀都是含氟隔膜的，根据它的工作原理对故障进行跟踪，如果膜片的脱理将导致阀门的循环直径发生变化，从而对酸液计量泵造成安全隐患。其次，操作条件下的温度对酸液的粘度有一定的影响，如果装置的工作温度太低，酸液的粘度就会显著提高，从而使酸液在装置中不能顺利的流经，从而提高计量泵的压力。同时，酸瓶中的盐酸浓度应该在31以下，不能超过0.5%，如果进酸的浓度超过了这个数值，那么除盐水设备的失效概率就会提高。
（三）阳床的技术的不足
当 Na+离子浓度超过500微克/升时，如果不能满足要求，则应立即关闭相应的装置。为恢复树脂的交换性能，需要用酸性溶液将床上树脂转化为 H型树脂，此工艺称为再生还原。在阳床的离子交换中，再生是一个非常重要的环节，它不仅直接关系到后续的工作交换容量、出水水质，还决定着阳床的消耗，因此，它的运行费用也将受到很大的影响。因此，应注意各种影响再生的因素和工艺。
三、除盐水系统中阳床的技术改进
（一）对隔膜电动阀的改造
在选用衬氟隔膜阀时，由于材质的问题，会使其在使用过程中产生不正常的流动通道，所以在实际工作中，经常采用替换阀的材质来解决这个问题。目前常用的替代方法有两种，即内衬式膜片阀和搪瓷膜片阀。首先，衬垫式隔膜阀具有良好的耐酸蚀性、成本低廉、更换方便等优点，但其尺寸太大；第二，搪瓷膜片阀具有不易损坏、体积小等优点，但具有耐酸蚀性弱、价格昂贵、更换周期长等优点。
（二）除盐水系统阳床的再生过程
再生工艺可分为正向再生和反向再生两种。
在除盐水系统运行期间，原水从上层排出，而生产污水从底层排出。在再生期间，再生液从热交换器的上部流入，而再生液则从下部流入。此再生工艺被称作顺游再生。简单地说，在顺游再生过程中，工艺水的流向与再生液的流向是一致的；处理后的水流与回收液的流向相反。
顺游再生过程中使用的再生材料利用率较低，树脂的功交换性能较差，废水的品质也较差。比如，若采用盐酸对已失效的树脂进行再生，那么，新的再生装置与树脂的接触错误最小，再生效率最好。在回收液中，氢离子 H含量下降，杂质浓度升高。同时，在杂质阳离子的干扰下，再生能力也有所下降。另外，树脂层的破坏程度也由上而下的递减，这就导致了离子交换反应在再生过程中难以进行。因此，在顺游的再生过程中，再生材料的再生能力不但会增加，还会降低其再生速率。
逆流再生的方向和再生介质的反向流动是一致的。在再生时，再生液首先与破坏程度最小的树脂层相接触，其中 H+离子含量较高，因此可以很方便地沿再生方向进行交换反应。而且，回收液是从较低处流入的，这样，原树脂仍然可以保留在保护层中。结果表明：逆流再生比前向再生效率高。同时，采用逆流再生工艺处理出的废水具有较好的品质和稳定性[2]。
因此，在除盐水系统阳离子床和阴离子床中，采用了逆流再生技术。在运行和再生离子交换装置时，树脂必须保持不动。若干扰了树脂层，则会破坏树脂层的排列，从而降低污水的品质。
（三）解决除盐水系统阳床再生扰动
采用逆流式再生树脂床层，在进行再生前，必须先将树脂从下面压实，再将其送入再生液中，以使树脂床再生。为彻底解决化学废水（GC）树脂再生过程中存在的干扰问题，改善其操作的可靠性，进一步降低能耗，将阳离子床改造成弹性全室固定床式逆流式再热交换装置。经过处理后，树脂床在再生时一直保持着压缩状态，没有了对树脂的干扰。
采用新型的阳离子床，可以节约每次再生周期的脱盐水：新床无需排水，可以节约10吨的脱盐；新的床垫无需采用高流速压缩，可节约30吨的软化水；减少了更换新床的时间，节约了20吨的软化水。总省水量：10吨+30吨+20吨=60吨。新的阳离子床可以在一个周期内增加360吨的水量。新的床铺一次能用25个小时，外加4个小时。生产出的水为90吨/小时，一个周期为360吨。
四、PLC在除盐水系统中的改造应用
PLC控制系统是除盐水系统的关键。一般情况下，为了实现对整个系统的控制，采用继电器对电网进行控制，同时利用 PLC装置对水体进行温度、压力的调控。但是，随着科学技术的飞速发展，计算机技术也在飞速发展。以往的继电器控制比较落后。另外一种与电脑装置紧密相连的控制系统也被开发和应用。可编程控制器，也就是 PLC，由程序控制。它有其自身的优势，例如简单，方便，安全，稳定，可靠，而且具有自身的逻辑特征，可以有效地控制系统的工作。采用 PID控制器，不管水温和压力，都能高效的调整和控制冷却水[3]。
由于在本系统中增设了许多设备，如阳离子床、阴离子床，故 PLC I/O模块也要扩充相应的数据信道。因受环境所限，现场设备不能长期进行调试。所以， Profibus与工业以太网都采用了一体化的通讯技术，使其能够在同一时间内完成产品的制造和再制造。通过对系统的改造，对系统进行了全面的更新，实现了对系统的实时数据采集与通讯。
结语
因此，在保证核电厂的安全运行中，对核电厂除盐水系统进行全面的检测，对其从安装、调试至连续生产、使用等阶段所出现的问题进行分析与检验，并提出相应的解决办法。由于除盐水系统中离子交换器的失效，除盐水系统的运行可靠性受到很大的影响。同时，重复的循环再生、清洗也会带来很多不必要的经济损失，因此需要确定其失效是否是造成除盐水系统经常故障的主要原因。同时，提出解决该问题的对策：采用316 L的不锈钢水箱取代原有的 PVC水箱，从而大大减少了除盐水系统的故障率，为核电站创造了良好的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1] 张冬冬,董昌龄. 浅论红沿河核电站除盐水控制系统设计[J]. 丝路视野,2018(14):119.
[2] 张冬冬. 红沿河核电站除盐水控制系统设计[J]. 自动化博览,2010,27(5):66-70.
[3] 马现奇,潘荣辉. 核电站除盐水系统中TOC的来源与控制方法[J]. 电力科技与环保,2017,33(5):36-37.
