補(bǔ)給水混床運(yùn)行異常及處理

張震

摘 要：所謂混床，就是把一定比例的陽(yáng)、陰離子交換樹(shù)脂混合裝填于同一交換裝置中，對(duì)流體中的離子進(jìn)行交換、脫除。一般陽(yáng)、陰樹(shù)脂裝填的比例為1：2，可按不同樹(shù)脂酌情考慮選擇?；齑惨卜譃轶w內(nèi)再生混床和體外再生式混床，該文討論的是體內(nèi)再生混床。體內(nèi)再生式混床在運(yùn)行及整個(gè)再生過(guò)程均在混床內(nèi)進(jìn)行，再生時(shí)樹(shù)脂不移出設(shè)備以外，且陽(yáng)、陰樹(shù)脂同時(shí)再生，因此所需附屬設(shè)備少，操作簡(jiǎn)便?；齑彩前l(fā)電廠(chǎng)水處理設(shè)備中主要設(shè)備。混床一旦發(fā)生故障，直接影響發(fā)電機(jī)組的正常補(bǔ)水，甚至造成發(fā)電機(jī)組的停運(yùn)。該文根據(jù)作者多年來(lái)的工作經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，從混床的作用、結(jié)構(gòu)、原理、異常、處理方法、運(yùn)行中的注意事項(xiàng)進(jìn)行論述。

關(guān)鍵詞：混床 運(yùn)行 異常 處理

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ08 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）07（a）-0095-02

隨著超臨界、超超臨界機(jī)組的陸續(xù)投產(chǎn)，機(jī)組對(duì)補(bǔ)給水水質(zhì)的要求越來(lái)越高，而混床作為補(bǔ)給水處理設(shè)備中的最后一環(huán)，起著舉足輕重的作用。如何保證混床的出水水質(zhì)和制水量，成為化學(xué)運(yùn)行工作者越來(lái)越重視的問(wèn)題。隨著水處理混床出水控制標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越高、企業(yè)環(huán)保節(jié)能管理的不斷加強(qiáng)，對(duì)化學(xué)運(yùn)行人員運(yùn)行和再生技能提出了更高的要求。為什么同樣的設(shè)備、同樣的時(shí)間、同樣的再生劑，不同的人操作，再生效果會(huì)不同？這是因?yàn)橛行┤税盐兆×嗽偕械年P(guān)鍵，而有些人沒(méi)把握住，這就需要在工作中，不斷的學(xué)習(xí)和總結(jié)。

1 混床在發(fā)電廠(chǎng)中的作用

在發(fā)電廠(chǎng)中，水進(jìn)入鍋爐后，吸收燃料燃燒放出的熱能轉(zhuǎn)變成蒸汽，蒸汽導(dǎo)入汽輪機(jī)做功，熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能，送至電網(wǎng)，水在其中起到了傳能介質(zhì)的作用。

作為進(jìn)入鍋爐的補(bǔ)充水，對(duì)水質(zhì)的要求較高。為保證補(bǔ)給水水質(zhì)，往往在水處理設(shè)備中布置混床。

2 混床的結(jié)構(gòu)

常見(jiàn)混床的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

進(jìn)水裝置：采用輻射支管T型繞絲結(jié)構(gòu)，使進(jìn)水均勻的分布在罐體中，不產(chǎn)生偏流現(xiàn)象。

進(jìn)堿裝置：采用支母管開(kāi)孔+水帽結(jié)構(gòu)，使堿再生液均勻分布在樹(shù)脂界面上，不產(chǎn)生偏流，提高再生效果。

上部排水裝置：采用T型繞絲結(jié)構(gòu)，布置在樹(shù)脂面以上200 mm，作為樹(shù)脂混合前排水用。

中部排水裝置：采用支母管T型繞絲結(jié)構(gòu)，布置在陰陽(yáng)樹(shù)脂分界面，使再生廢液均勻的排除體外，減少陰陽(yáng)樹(shù)脂再生時(shí)的交叉污染。

出水裝置：采用多孔板+不銹鋼水帽結(jié)構(gòu)，水帽均勻的布置在多孔板上，使出水均勻，避免偏流。

窺視孔：在混床罐體上中下三個(gè)位置有三個(gè)窺視孔，上部窺視孔的作用是：在樹(shù)脂反洗分層時(shí)，觀(guān)察樹(shù)脂的膨脹高度，避免反洗流量過(guò)大，造成跑樹(shù)脂；中部窺視孔的作用是：觀(guān)察樹(shù)脂高度，以便及時(shí)補(bǔ)充樹(shù)脂；下部窺視孔的作用是：反洗分層后，觀(guān)察陰陽(yáng)樹(shù)脂分界面是否明顯。

樹(shù)脂層：由陰陽(yáng)離子交換樹(shù)脂混合而成，高度約為1.5 m，陰陽(yáng)樹(shù)脂比例為2：1，主要作用是去除進(jìn)水中的硬度、堿度和陰陽(yáng)離子，使其成為去離子水，出水電導(dǎo)率≤0.15mS/cm，出水二氧化硅≤10mg/L。

3 混床的工作原理

在混床中，由于陽(yáng)、陰樹(shù)脂是相互混合均勻的，所以陽(yáng)、陰離子交換反應(yīng)幾乎是同時(shí)進(jìn)行的?；蛘哒f(shuō)水的陽(yáng)離子交換和陰離子交換是多次交換進(jìn)行的。即經(jīng)H型陽(yáng)樹(shù)脂交換所產(chǎn)生的H+和經(jīng)OH-型陰樹(shù)脂交換所產(chǎn)生的OH-不能積累起來(lái)，會(huì)立即生成離解度很低的水。這樣就基本上消除了反離子的影響，其離子交換反應(yīng)可以進(jìn)行得很徹底，所以混床的出水質(zhì)量很高。

混合床除鹽的反應(yīng)方程式如下：

4 混床運(yùn)行異常及處理

4.1 樹(shù)脂混合不均勻

（1）樹(shù)脂混合前水位控制不當(dāng)。

樹(shù)脂混合前水位控制不理想，水位一般控制在樹(shù)脂面上150 mm左右，放水水位過(guò)高會(huì)導(dǎo)致混合后樹(shù)脂產(chǎn)生重新分層，放水水位過(guò)低會(huì)導(dǎo)致樹(shù)脂不能均勻擾動(dòng)。

（2）混合用壓縮空氣壓力、流量控制不當(dāng)。

混床混合用壓縮空氣壓力一般控制在0.08～0.10 MPa之間，壓力過(guò)高會(huì)造成樹(shù)脂磨損嚴(yán)重或跑樹(shù)脂，壓力過(guò)低不能使樹(shù)脂產(chǎn)生擾動(dòng)。減壓閥一旦調(diào)整好，正常運(yùn)行時(shí)盡量不要再調(diào)整。

有些混床排氣管直徑太小，造成進(jìn)氣混合時(shí)，排氣量不足，床體憋壓，不能充分?jǐn)噭?dòng)樹(shù)脂，此時(shí)應(yīng)開(kāi)反洗排水門(mén)，輔助排氣。

4.2 樹(shù)脂反洗分層不徹底

（1）陰陽(yáng)樹(shù)脂抱團(tuán)。

樹(shù)脂在使用過(guò)程中由于靜電引力而使其不易分層現(xiàn)象叫做“抱團(tuán)”現(xiàn)象。這種現(xiàn)象一般在陽(yáng)、陰樹(shù)脂混合在一起，彼此接觸時(shí)由于陽(yáng)樹(shù)脂脫下的H+，與陰樹(shù)脂脫下的OH-互相結(jié)合成水，于是陽(yáng)樹(shù)脂由于失去一部分陽(yáng)離子而顯“負(fù)電性”，而陰樹(shù)脂則因?yàn)槭ヒ徊糠株庪x子而顯“正電性”，這兩種帶異性電荷的樹(shù)脂小球就會(huì)因?yàn)殪o電引力，而互相吸引成團(tuán)狀，而不易分離了。

如果在“抱團(tuán)”的樹(shù)脂中加入電解質(zhì)（通常為苛性堿），則帶負(fù)電荷的陽(yáng)樹(shù)脂會(huì)因?yàn)榻Y(jié)合陽(yáng)離子（Na+）而顯電中性；帶正電荷的陰離子會(huì)因?yàn)榻Y(jié)合陰離子（OH-）而顯中性，“抱團(tuán)”的陽(yáng)、陰樹(shù)脂就會(huì)因此而“解團(tuán)”。所以在分層前，通過(guò)堿再生管道向床內(nèi)樹(shù)脂中打入2%的堿液，就可以消除樹(shù)脂的“抱團(tuán)"現(xiàn)象，改善分層效果。

（2）反洗水流速控制不當(dāng)。

混床反洗分層流速控制在10 m/h，反洗時(shí)間10 min，流速采用小-大-小的順序控制。反洗初期，采用小流量松動(dòng)樹(shù)脂，待樹(shù)脂松動(dòng)后采用大流量，使樹(shù)脂層充分膨脹，注意控制樹(shù)脂膨脹高度在上部窺視孔中部以下，以防跑樹(shù)脂，反洗后期采用小流量。

（3）樹(shù)脂失效程度低。

為防止混床樹(shù)脂運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致樹(shù)脂結(jié)塊抱團(tuán)，實(shí)際運(yùn)行中，往往將未失效的混床退出運(yùn)行轉(zhuǎn)入再生。未失效的陰陽(yáng)樹(shù)脂密度差較小，不易分層，這時(shí)可通過(guò)堿再生管道，向床體注入2%左右的堿液，使陽(yáng)樹(shù)脂轉(zhuǎn)為Na+型，陰樹(shù)脂轉(zhuǎn)為OH-，增大陰陽(yáng)樹(shù)脂的密度差，這樣分層就比較容易了，但要特別注意反洗流量，一方跑陰樹(shù)脂。

4.3 混床出水PH值低

（1）陰樹(shù)脂受到再生酸液污染。

首先，當(dāng)陽(yáng)樹(shù)脂量損失，造成在反洗分層后，陰樹(shù)脂跑到中間排水裝置以下，當(dāng)進(jìn)酸再生時(shí)，酸液會(huì)將陰樹(shù)脂轉(zhuǎn)為R-CL型，運(yùn)行時(shí)，這部分“氯型”陰樹(shù)脂釋放出Cl-，與陽(yáng)樹(shù)脂釋放出的H+，結(jié)合成HCl，使混床出水pH低。處理方法是，將陽(yáng)樹(shù)脂補(bǔ)充到設(shè)計(jì)高度，調(diào)整陰陽(yáng)樹(shù)脂比例為設(shè)計(jì)值。

其次，反洗分層不徹底，陰樹(shù)脂混雜在陽(yáng)樹(shù)脂中，也會(huì)導(dǎo)致陰樹(shù)脂受到酸再生液的污染。再次，中排管位置設(shè)計(jì)偏高，使陰樹(shù)脂在中排管的下部，或者由于樹(shù)脂裝填時(shí)，陰陽(yáng)樹(shù)脂比例不對(duì)，少裝了陽(yáng)樹(shù)脂，多裝了陰樹(shù)脂，也會(huì)是陰樹(shù)脂在再生時(shí)受到酸污染。

最后，陰樹(shù)脂降解或水解，強(qiáng)堿陰樹(shù)脂在使用過(guò)程中，強(qiáng)堿基團(tuán)不斷降解，弱堿基團(tuán)不斷增加，這些弱堿基團(tuán)與再生劑接觸時(shí)，形成鹽型弱堿基團(tuán)，在正洗時(shí)，由于pH值上升，弱堿基團(tuán)會(huì)發(fā)生水解，并釋放出酸來(lái)，使混床出水pH偏低。

（2）陰樹(shù)脂受到污染。

污染陰樹(shù)脂的有機(jī)物，常見(jiàn)的是腐殖酸和富里酸，這類(lèi)有機(jī)酸帶負(fù)電荷，吸附在陰樹(shù)脂上，不僅陰樹(shù)脂交換容量降低，而且在一定條件下，有機(jī)酸會(huì)釋放出來(lái)，使pH降低。

（3）樹(shù)脂混合不均勻。

陰陽(yáng)樹(shù)脂混合不均勻，會(huì)引起沉積在下部的陽(yáng)樹(shù)脂緩慢的釋放殘余的酸再生液，使混床初期有酸性水泄漏。

5 結(jié)語(yǔ)

水處理混床運(yùn)行中出現(xiàn)的樹(shù)脂混合不均勻、反洗分層不徹底、出水pH值低，會(huì)造成混床出水水質(zhì)不合格、運(yùn)行周期短、再生不合格，造成這些異常的原因，有設(shè)計(jì)不合理、運(yùn)行操作不當(dāng)、樹(shù)脂污染老化等，當(dāng)遇到這些異常時(shí)，要從多方面進(jìn)行分析處理，使水處理混床處于良好的狀態(tài)。

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