提高一級(jí)除鹽設(shè)備周期制水量的調(diào)查研究

馮曉娜 王同成

摘 要：近年來(lái)由于某電廠水源地生水水質(zhì)逐年惡化，氯根、硬度、堿度等重要指標(biāo)大大增加，造成弱酸床出水水質(zhì)明顯變差，本文通過(guò)對(duì)除鹽制水系統(tǒng)調(diào)整后調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)水質(zhì)品質(zhì)有了一定的提升，并做出了可行的經(jīng)濟(jì)效益分析。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)狀調(diào)查;目標(biāo)值確認(rèn);原因分析

一、背景簡(jiǎn)介

鍋爐補(bǔ)給水處理的主要任務(wù)就是向機(jī)組供給質(zhì)量合格、數(shù)量充足的除鹽水，保證機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。該廠除鹽系統(tǒng)主要是由一級(jí)除鹽+混床組成，一級(jí)除鹽串聯(lián)運(yùn)行，其中包括：陽(yáng)床、除碳器、弱陰床、強(qiáng)陰床、混床并聯(lián)運(yùn)行。

補(bǔ)給水處理的工藝流程圖：

循環(huán)水弱酸處理站來(lái)軟化水→陽(yáng)床→除碳器→中間水箱→弱陰床→強(qiáng)陰床→混床→除鹽水箱

近年來(lái)由于電廠水源地生水水質(zhì)逐年惡化，氯根、硬度、堿度等重要指標(biāo)大大增加，造成弱酸床出水水質(zhì)明顯變差，嚴(yán)重影響到除鹽站一級(jí)除鹽設(shè)備的周期制水量，一級(jí)除鹽系統(tǒng)周期制水量從以前的2100噸左右已降低至1000噸左右，造成一級(jí)除鹽設(shè)備的再生次數(shù)大幅增加，酸堿用量大幅增加，人員勞動(dòng)強(qiáng)度增加，嚴(yán)重影響了除鹽設(shè)備的正常運(yùn)行。

二、現(xiàn)狀調(diào)查

一級(jí)除鹽系統(tǒng)周期制水量在1000噸左右;陽(yáng)床出水鈉在80～380ug/l;陰床出水硅在40ug/l，陰床出水導(dǎo)度在4.4～7.95us/cm;混床出水硅3.9ug/l，導(dǎo)電度0.05us/cm。其中陽(yáng)床、陰床出水導(dǎo)度以及硅含量與先前比較明顯升高。

（一）生水水質(zhì)發(fā)生變化，各離子含量大幅增加，水源地來(lái)水水質(zhì)發(fā)生變化

自2011年5月至今生水硫酸鹽、氯化物、硬度含量均大幅上升，堿度變化不明顯。水質(zhì)變化見(jiàn)下表：

地下水層水質(zhì)發(fā)生了不可逆轉(zhuǎn)的變化，且有逐年上升的趨勢(shì)。通過(guò)定期對(duì)水源地各工業(yè)井出水進(jìn)行水質(zhì)化驗(yàn)，找出含鹽量相對(duì)較低的工業(yè)井，以確定工業(yè)井運(yùn)行方式，使水源地供水水質(zhì)維持在一個(gè)含鹽量相對(duì)較低且平穩(wěn)的范圍內(nèi)，從而有效提高樹(shù)脂的離子交換容量，為后續(xù)工藝?yán)^續(xù)優(yōu)化提供基礎(chǔ)。

水源地工業(yè)井運(yùn)行方式受工業(yè)水池液位、設(shè)備檢修、防寒防凍、人員責(zé)任心等因素影響較大，其中受工業(yè)水池液位影響最大，運(yùn)行方式存在不確定性，從而導(dǎo)致生水水質(zhì)頻繁波動(dòng)，不利于后續(xù)設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。通過(guò)調(diào)整水源地工業(yè)井運(yùn)行方式已不能解決因生水水質(zhì)偏大導(dǎo)致的一級(jí)除鹽設(shè)備周期制水量降低的根本問(wèn)題，只能作為輔助手段加以控制。

（二）軟化水水質(zhì)變差

一級(jí)除鹽設(shè)備的來(lái)水為弱酸床出水即軟化水。眾所周知：強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂主要含有強(qiáng)酸性的反應(yīng)基如磺酸基（-SO3H），此離子交換樹(shù)脂可以交換所有的陽(yáng)離子;弱酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂具有較弱的反應(yīng)基如羧基（-COOH基），此離子交換樹(shù)脂僅可交換弱堿中的陽(yáng)離子如Ca2+、Mg2+，對(duì)于強(qiáng)堿中的離子如Na+、K+等無(wú)法進(jìn)行交換。所以有效降低軟化水中鈣鎂硬度，提高軟化水水質(zhì)在一定程度上可以減輕一級(jí)除鹽系統(tǒng)陽(yáng)床的運(yùn)行負(fù)擔(dān)。

（三）一級(jí)除鹽設(shè)備所用再生劑質(zhì)量差，影響再生效果

一級(jí)除鹽設(shè)備再生用再生劑純度低、雜質(zhì)含量多，嚴(yán)重影響再生效果，導(dǎo)致一級(jí)除鹽設(shè)備出水水質(zhì)惡化、周期制水量降低。如果鹽酸中鐵離子、鈉離子等雜質(zhì)含量較高，會(huì)降低陽(yáng)床再生效果，導(dǎo)致陽(yáng)床出水鈉離子偏大并過(guò)早漏納;如果氫氧化鈉中碳酸根離子、硫酸根離子等雜質(zhì)含量較高時(shí)，會(huì)降低陰床再生效果，導(dǎo)致陰床出水導(dǎo)度、硅離子偏大，影響除鹽水品質(zhì)。

（四）一級(jí)除鹽設(shè)備再生工藝，影響再生效果

（1）目前弱陰床反洗效果以時(shí)間為控制終點(diǎn)（因反洗時(shí)間、流量原因，弱陰床樹(shù)脂在反洗結(jié)束后樹(shù)脂層幾乎無(wú)明顯松動(dòng)現(xiàn)象），而不以弱陰床樹(shù)脂充分膨脹、反洗至床體最高度為控制終點(diǎn)，無(wú)法消除運(yùn)行中形成的溝槽、樹(shù)脂層長(zhǎng)時(shí)間被壓實(shí)。導(dǎo)致弱陰床再生效果不佳。

（2）弱陰床采用串聯(lián)再生工藝，即強(qiáng)陰床再生廢液直接進(jìn)入弱陰床。強(qiáng)堿陰床再生后的廢液中含有大量二氧化硅，經(jīng)弱堿陰床后，又進(jìn)行了堿性中和，而使pH下降，二氧化硅在弱陰樹(shù)脂上沉淀下來(lái)。在以后運(yùn)行中，由于水解使出水中二氧化硅增加，增加強(qiáng)陰床運(yùn)行負(fù)擔(dān)。

（五）其他兄弟電廠鍋爐補(bǔ)給水制水模式有反滲透+一級(jí)除鹽+混床的制水模式，通過(guò)提高一級(jí)除設(shè)備的進(jìn)水水質(zhì)，可以大幅地提高其周期制水量

由于水源地供水水質(zhì)發(fā)生變化已不可逆轉(zhuǎn)。采用調(diào)整工業(yè)井運(yùn)行方式來(lái)降低原水中含鹽量，但實(shí)際效果不明顯（針對(duì)一級(jí)除鹽設(shè)備不明顯，但對(duì)晾水塔水質(zhì)很明顯），作為輔助手段加以控制。

三、原因分析

通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行情況調(diào)查，分析可能影響周期制水量的原因有：

（1）軟化水水質(zhì)變差，主要是生水水質(zhì)發(fā)生變化，各離子含量大幅增加;

（2）一級(jí)除鹽設(shè)備再生水平差，造成周期制水量下降;影響一級(jí)除鹽設(shè)備再生水平的主要因素有：一級(jí)除鹽設(shè)備所用再生劑質(zhì)量、因來(lái)水水質(zhì)發(fā)生變化，一級(jí)除鹽設(shè)備再生工藝未能及時(shí)調(diào)整，影響再生效果;

（3）一級(jí)除鹽陰陽(yáng)樹(shù)脂老化。

經(jīng)過(guò)要因論證，確定一期除鹽周期制水量偏小的主要原因是：生水水質(zhì)惡化。

四、采取措施

針對(duì)主要原因，進(jìn)行了認(rèn)真的討論，采取措施如下：

序號(hào)項(xiàng)目現(xiàn)狀對(duì)策目標(biāo)措施地點(diǎn)完成時(shí)間

1一期除鹽周期制水量偏小1、運(yùn)行方式：軟化水+一級(jí)除鹽+混床

2、周期制水量1000噸左右提高一級(jí)除鹽設(shè)備進(jìn)水水質(zhì)一級(jí)除鹽周期制水量提高至2000噸運(yùn)行方式：反滲透出水+一級(jí)除鹽+混床除鹽站2018.08.30

五、后期評(píng)價(jià)

（一）7～10月份除鹽設(shè)備的運(yùn)行情況統(tǒng)計(jì)為下：

從上圖可以看出對(duì)策實(shí)施后一級(jí)除鹽設(shè)備平均周期制水量提升了245%，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)值。

（二）經(jīng)濟(jì)效果

（1）每次再生用酸1.91噸，用堿2.52噸，自用水140m3每次再生費(fèi)用約為：1.91×500+2.52×1700+140×20=8039元。

（2）9～10月份總制水量為49505噸，按實(shí)施前周期制水量算，需再生48次，實(shí)施后再生次數(shù)降至20次，減少再生次數(shù)28次。

9～10月份減少再生費(fèi)用約為：8039×28=225092元。

六、結(jié)語(yǔ)

隨著工業(yè)化生產(chǎn)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的水資源被使用在工業(yè)生產(chǎn)中，合理地使用水資源以及對(duì)水資源進(jìn)行工業(yè)除鹽的處理也成了影響我國(guó)工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。而對(duì)于工業(yè)水處理中淺除鹽技術(shù)應(yīng)用的研究，對(duì)于工業(yè)水處理技術(shù)的完善有非常重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

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[2]周寧，胡鄭.工業(yè)水處理中淺除鹽技術(shù)的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2014（02）.

作者簡(jiǎn)介：馮曉娜（1985—），女，山西萬(wàn)榮人，電廠化學(xué)技師，2013年畢業(yè)于山西科技大學(xué)電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)，研究方向：優(yōu)化鍋爐汽水品質(zhì);王同成（1976—），男，山西曲沃人，工程師，高級(jí)技師，2006年畢業(yè)于太原理工大學(xué)電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)，研究方向：優(yōu)化鍋爐汽水品質(zhì)。