富來（Fleck）全自動(dòng)軟水器出水出水硬度超標(biāo)原因初探

張崴

摘 要：該文介紹了富來（Fleck）全自動(dòng)軟水器的工作原理和工作過程，對富來（Fleck）全自動(dòng)軟水器出水硬度超標(biāo)的問題做了初步總結(jié)，最后給出了一些可行的原因和解決方法。

關(guān)鍵詞：富來（Fleck）全自動(dòng)軟水器 硬度超標(biāo)原因 水質(zhì)分析

中圖分類號：TK22 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（a）-0094-02

全自動(dòng)軟水器就是采用自動(dòng)流量控制方式來再生程，并在軟水器運(yùn)行和再生過程的每一個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，其工作性能主要取決于控制閥的特性。通常把安裝美國濱特爾（Pentair）水處理集團(tuán)下屬的富來（Fleck，也譯為富來克）控制裝置制造公司生產(chǎn)的控制閥的軟水器稱為富來（Fleck）全自動(dòng)軟水器。

太原市熱力公司城南供暖分公司成立于2005年，目前擁有熱力站124座，其中99座熱力站均使用富來（Fleck）全自動(dòng)軟水器，占熱力站總數(shù)的80%以上，其控制閥型號包括富來2850、2900、3900、9500等多種。在投產(chǎn)使用過程中總體運(yùn)行良好，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)之初的全自動(dòng)運(yùn)行、無人值守、節(jié)省人力的目的，但是運(yùn)行中也陸續(xù)出現(xiàn)了一些問題，使得出水硬度超標(biāo)，現(xiàn)總結(jié)如下。

1 富來（Fleck）全自動(dòng)軟水器的工作原理和組成

（1）工作原理，富來（Fleck）全自動(dòng)軟水器設(shè)備采用的是鈉離子交換固定床軟化法，當(dāng)原水水流通過鈉離子樹脂交換層時(shí)，水中的鈣、鎂離子與樹脂中的鈉離子進(jìn)行交換反應(yīng)如下：2RNa++Ca2+=R2Ca2++2Na+

2RNa++Mg2+=R2Mg 2++2Na+

（2）組成，富來（Fleck）全自動(dòng)軟水器主要由控制閥、樹脂罐和鹽箱組成，如圖1。

其中鹽箱則用于溶解再生時(shí)所用的飽和食鹽（NaCl）溶液，控制閥可根據(jù)設(shè)定程序自動(dòng)完成軟水器的所有工作過程，樹脂罐則做為交換器（即軟化、再生反應(yīng)的容器）用于填裝鈉離子交換樹脂。

2 富來（Fleck）全自動(dòng)軟水器工作過程

富來（Fleck）全自動(dòng)軟水器一般采用的是順流再生固定床，工作過程依次為運(yùn)行、反洗、再生、置換、正洗、鹽箱注水六個(gè)步驟。

2.1 運(yùn)行，也稱產(chǎn)軟水

一定的壓力、流量下的原水，進(jìn)入裝有樹脂罐，水中的Ca、Mg，與樹脂上的可交換離子Na進(jìn)行離子交換軟化反應(yīng)。運(yùn)行流速、樹脂層高度、水與樹脂接觸的時(shí)間是影響鈉離子交換軟化的三個(gè)主要因素。通過流量計(jì)的計(jì)量，控制器會(huì)在出水硬度超標(biāo)后啟動(dòng)軟水再生程序。

2.2 反洗（再生第一步）

樹脂失效后，在進(jìn)行樹脂再生之前先會(huì)用與再生相反的水流進(jìn)行反洗，反洗的目的有兩個(gè)，一是清除在樹脂表面積累的懸浮物，同時(shí)排出破碎的樹脂顆粒，從而降低軟水器的水流阻力；二是通過反洗，松動(dòng)在運(yùn)行中壓緊的樹脂層，使得運(yùn)行時(shí)樹脂顆粒能與再生液充分接觸。因此應(yīng)在樹脂層上留有一定的反洗空間，一般情況下要預(yù)留罐體三分之一的空間為反洗膨脹空間。

2.3 再生，也稱吸鹽（再生第二步）

從鹽箱內(nèi)吸入飽和食鹽溶液（一般在10%～15%質(zhì)量密度），并稀釋至一定濃度（約5%～10%）后，在一定的流速下（順流再生一般為4～8 m/h）流經(jīng)失效的樹脂層（時(shí)間一般不少于30 min），將樹脂還原成鈉型，恢復(fù)其軟化能力。

2.4 置換，也稱慢洗（再生第三步）

為了充分利用軟水器的樹脂層及膨脹空間中尚未參與再生交換的鹽液，可采用小于再生液流速的水進(jìn)行清洗。一般的清洗水時(shí)間在1 h左右，清洗用水量為樹脂體積的0.5～1倍。

2.5 正洗（再生第四步）

為了清除殘留在樹脂層中的再生液，通常以反洗水流的相反方向、相同流速清洗直至出水合格為止。

2.6 鹽箱注水（再生第五步）

即向鹽箱注入一定量的水以備溶解下次再生所需鹽量。

以上2～6步為一個(gè)再生全程序，一備一用型軟水器在鹽箱注水工作開始時(shí)，即一罐正洗結(jié)束后，另一罐已經(jīng)轉(zhuǎn)入到運(yùn)行工作狀態(tài)，也就是說設(shè)備運(yùn)行工作過程與鹽箱注水工作是同時(shí)進(jìn)行的，直至鹽箱注水結(jié)束。

3 富來（Fleck）全自動(dòng)軟水器出水硬度超標(biāo)的原因和解決辦法

3.1 軟水器機(jī)械故障，造成設(shè)備無法正常工作

富來（Fleck）全自動(dòng)軟水器的內(nèi)部再生控制器是一套精密的復(fù)雜儀器，驅(qū)動(dòng)裝置在控制閥的控制下帶動(dòng)活塞進(jìn)行功位切換，在這一過程中，可能出現(xiàn)的問題有：

（1）流量計(jì)故障，目前富來（Fleck）全自動(dòng)軟水器使用的主要是機(jī)械式流量計(jì)，當(dāng)水流過流量計(jì)時(shí)，產(chǎn)生扭矩帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，經(jīng)變速機(jī)構(gòu)變速后，通過流量軟軸線帶動(dòng)流量盤旋轉(zhuǎn)，當(dāng)流量盤減小至零就會(huì)啟動(dòng)再生程序。流量計(jì)故障主要包括兩種，一是當(dāng)原水中含有雜質(zhì)時(shí)，可能會(huì)卡住流量計(jì)的葉輪，使流量計(jì)無法計(jì)量，所以設(shè)備在設(shè)計(jì)時(shí)都在流量計(jì)前的入水管上加裝過濾器，防止原水中的雜質(zhì)卡住葉輪。故此類故障一旦發(fā)生，也可通過拆洗流量計(jì)予以解決；二是連接流量計(jì)和流量盤的流量軟軸線不斷旋轉(zhuǎn)，當(dāng)它的磨損到一定程度時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)計(jì)量不準(zhǔn)確的情況，此類故障主要發(fā)生在運(yùn)行時(shí)間較長的設(shè)備，一般更換輸出軟軸后即可解決。

（2）再生控制閥故障，富來（Fleck）全自動(dòng)軟水器控制閥的指揮機(jī)構(gòu)是再生控制裝置，它由控制閥和驅(qū)動(dòng)裝置兩部分組成?？刂崎y按照設(shè)定的程序向驅(qū)動(dòng)裝置發(fā)出動(dòng)作信號，由驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行功位調(diào)整。在使用過程中，如遇突然停電，可能造成設(shè)備功位混亂，如916熱力站的設(shè)備在一次意外停電后，軟化設(shè)備在運(yùn)行功位時(shí)排污管也在排水，且排水量較大，與反洗時(shí)排水量類似，經(jīng)維修人員檢查，發(fā)現(xiàn)再生控制閥功位運(yùn)行到達(dá)到設(shè)備設(shè)計(jì)出水量時(shí)遭遇停電，設(shè)備正好進(jìn)行功位轉(zhuǎn)換，結(jié)果造成設(shè)備控制閥處在兩運(yùn)行功位之間，多路閥內(nèi)部竄水。解決辦法是手動(dòng)調(diào)節(jié)再生控制裝置，使設(shè)備實(shí)際運(yùn)行功位與內(nèi)部控制閥相呼應(yīng)。此類情況多出現(xiàn)在突然停電或電壓突然變化時(shí)，一般情況下熱力站值班人員例行檢查就可發(fā)現(xiàn)問題，主要表現(xiàn)在設(shè)備運(yùn)行時(shí)排污管排水或吸鹽管吸鹽，有時(shí)故障情況不明顯，但是例行化驗(yàn)時(shí)如遇出水硬度或氯根有明顯變化時(shí)應(yīng)注意觀察，可能是此類情況發(fā)生。此類故障需要專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行維修，將設(shè)備功位調(diào)整到與內(nèi)部控制閥功位一致即可解決。

3.2 樹脂老化或失效，工作交換容量下降，應(yīng)定期更換老化嚴(yán)重或失效的樹脂

樹脂本身在設(shè)備運(yùn)行中會(huì)發(fā)生一定的磨損損耗，且當(dāng)自來水中殘留的游離余氯含量過高（≥0.5mg/L）時(shí)，也就會(huì)使樹脂變質(zhì)，造成樹脂破碎，使樹脂交換容量降低。因此每年在停運(yùn)期最好將軟水器拆卸保養(yǎng)，清理布水器和石英砂墊層內(nèi)的雜質(zhì)，并更換老化嚴(yán)重的樹脂，一般要求一個(gè)自然年度內(nèi)，軟水器填裝樹脂占樹脂總量的比在 5%～10%之間。

3.3 鹽箱中的鹽量或水量過少

（1）鹽箱中的鹽量的問題。理論上食鹽再生劑濃度在5%～10%之間能夠達(dá)到較為合適的再生效率，在實(shí)際使用過程中，一般要求食鹽溶液濃度在10%以上，以保證再生效率。使用各熱力站配備的梅氏比重計(jì)可以檢測出食鹽溶液濃度是否達(dá)到要求。一般來說，當(dāng)鹽的高度不及鹽箱高度的1/3，而鹽箱中水量正常時(shí)，在吸鹽步驟的中后期吸上的鹽水很可能不飽和，從而影響再生效果。

（2）鹽箱中的水量的問題，一般來說每100 L樹脂，所需的再生水量約為35～40 L，低于這一標(biāo)準(zhǔn)將會(huì)造成再生不充分。在實(shí)際使用過程中，應(yīng)保證鹽箱中液面略低于溢流口，鹽箱中水量不應(yīng)少于鹽箱體積的2/3。如鹽箱注水時(shí)注水量達(dá)不到上述要求時(shí)，可以適當(dāng)增加程序控制器上鹽箱注水時(shí)間的長度。

4 結(jié)語

富來（Fleck）全自動(dòng)軟水器是目前使用最多的一種自動(dòng)軟水設(shè)備，其型號眾多，由于實(shí)際運(yùn)行中情況復(fù)雜，其出水硬度超標(biāo)的原因也是多樣的，本文只介紹了其中幾個(gè)常見的問題，實(shí)際生產(chǎn)中還會(huì)遇到很多情況，受時(shí)間和篇幅的要求恕不能一一列舉，生產(chǎn)中如果遇到上述問題以外的情況，還請參閱設(shè)備說明書和維修指南。

參考文獻(xiàn)

[1] 付永平.Fleck全自動(dòng)軟水器再生不能全自動(dòng)的原因和對策[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2013（18）：66-67.

[2] 任素英.Fleck全自動(dòng)軟水器的應(yīng)用[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2006，16（13）：293-294.

[3] 張兆杰，桑清蓮，王建華，等.鍋爐水處理技術(shù)[M].黃河水利出版社，2003.endprint

摘 要：該文介紹了富來（Fleck）全自動(dòng)軟水器的工作原理和工作過程，對富來（Fleck）全自動(dòng)軟水器出水硬度超標(biāo)的問題做了初步總結(jié)，最后給出了一些可行的原因和解決方法。

關(guān)鍵詞：富來（Fleck）全自動(dòng)軟水器 硬度超標(biāo)原因 水質(zhì)分析

中圖分類號：TK22 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（a）-0094-02

全自動(dòng)軟水器就是采用自動(dòng)流量控制方式來再生程，并在軟水器運(yùn)行和再生過程的每一個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，其工作性能主要取決于控制閥的特性。通常把安裝美國濱特爾（Pentair）水處理集團(tuán)下屬的富來（Fleck，也譯為富來克）控制裝置制造公司生產(chǎn)的控制閥的軟水器稱為富來（Fleck）全自動(dòng)軟水器。

太原市熱力公司城南供暖分公司成立于2005年，目前擁有熱力站124座，其中99座熱力站均使用富來（Fleck）全自動(dòng)軟水器，占熱力站總數(shù)的80%以上，其控制閥型號包括富來2850、2900、3900、9500等多種。在投產(chǎn)使用過程中總體運(yùn)行良好，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)之初的全自動(dòng)運(yùn)行、無人值守、節(jié)省人力的目的，但是運(yùn)行中也陸續(xù)出現(xiàn)了一些問題，使得出水硬度超標(biāo)，現(xiàn)總結(jié)如下。

1 富來（Fleck）全自動(dòng)軟水器的工作原理和組成

（1）工作原理，富來（Fleck）全自動(dòng)軟水器設(shè)備采用的是鈉離子交換固定床軟化法，當(dāng)原水水流通過鈉離子樹脂交換層時(shí)，水中的鈣、鎂離子與樹脂中的鈉離子進(jìn)行交換反應(yīng)如下：2RNa++Ca2+=R2Ca2++2Na+

2RNa++Mg2+=R2Mg 2++2Na+

（2）組成，富來（Fleck）全自動(dòng)軟水器主要由控制閥、樹脂罐和鹽箱組成，如圖1。

其中鹽箱則用于溶解再生時(shí)所用的飽和食鹽（NaCl）溶液，控制閥可根據(jù)設(shè)定程序自動(dòng)完成軟水器的所有工作過程，樹脂罐則做為交換器（即軟化、再生反應(yīng)的容器）用于填裝鈉離子交換樹脂。

2 富來（Fleck）全自動(dòng)軟水器工作過程

富來（Fleck）全自動(dòng)軟水器一般采用的是順流再生固定床，工作過程依次為運(yùn)行、反洗、再生、置換、正洗、鹽箱注水六個(gè)步驟。

2.1 運(yùn)行，也稱產(chǎn)軟水

一定的壓力、流量下的原水，進(jìn)入裝有樹脂罐，水中的Ca、Mg，與樹脂上的可交換離子Na進(jìn)行離子交換軟化反應(yīng)。運(yùn)行流速、樹脂層高度、水與樹脂接觸的時(shí)間是影響鈉離子交換軟化的三個(gè)主要因素。通過流量計(jì)的計(jì)量，控制器會(huì)在出水硬度超標(biāo)后啟動(dòng)軟水再生程序。

2.2 反洗（再生第一步）

樹脂失效后，在進(jìn)行樹脂再生之前先會(huì)用與再生相反的水流進(jìn)行反洗，反洗的目的有兩個(gè)，一是清除在樹脂表面積累的懸浮物，同時(shí)排出破碎的樹脂顆粒，從而降低軟水器的水流阻力；二是通過反洗，松動(dòng)在運(yùn)行中壓緊的樹脂層，使得運(yùn)行時(shí)樹脂顆粒能與再生液充分接觸。因此應(yīng)在樹脂層上留有一定的反洗空間，一般情況下要預(yù)留罐體三分之一的空間為反洗膨脹空間。

2.3 再生，也稱吸鹽（再生第二步）

從鹽箱內(nèi)吸入飽和食鹽溶液（一般在10%～15%質(zhì)量密度），并稀釋至一定濃度（約5%～10%）后，在一定的流速下（順流再生一般為4～8 m/h）流經(jīng)失效的樹脂層（時(shí)間一般不少于30 min），將樹脂還原成鈉型，恢復(fù)其軟化能力。

2.4 置換，也稱慢洗（再生第三步）

為了充分利用軟水器的樹脂層及膨脹空間中尚未參與再生交換的鹽液，可采用小于再生液流速的水進(jìn)行清洗。一般的清洗水時(shí)間在1 h左右，清洗用水量為樹脂體積的0.5～1倍。

2.5 正洗（再生第四步）

為了清除殘留在樹脂層中的再生液，通常以反洗水流的相反方向、相同流速清洗直至出水合格為止。

2.6 鹽箱注水（再生第五步）

即向鹽箱注入一定量的水以備溶解下次再生所需鹽量。

以上2～6步為一個(gè)再生全程序，一備一用型軟水器在鹽箱注水工作開始時(shí)，即一罐正洗結(jié)束后，另一罐已經(jīng)轉(zhuǎn)入到運(yùn)行工作狀態(tài)，也就是說設(shè)備運(yùn)行工作過程與鹽箱注水工作是同時(shí)進(jìn)行的，直至鹽箱注水結(jié)束。

3 富來（Fleck）全自動(dòng)軟水器出水硬度超標(biāo)的原因和解決辦法

3.1 軟水器機(jī)械故障，造成設(shè)備無法正常工作

富來（Fleck）全自動(dòng)軟水器的內(nèi)部再生控制器是一套精密的復(fù)雜儀器，驅(qū)動(dòng)裝置在控制閥的控制下帶動(dòng)活塞進(jìn)行功位切換，在這一過程中，可能出現(xiàn)的問題有：

（1）流量計(jì)故障，目前富來（Fleck）全自動(dòng)軟水器使用的主要是機(jī)械式流量計(jì)，當(dāng)水流過流量計(jì)時(shí)，產(chǎn)生扭矩帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，經(jīng)變速機(jī)構(gòu)變速后，通過流量軟軸線帶動(dòng)流量盤旋轉(zhuǎn)，當(dāng)流量盤減小至零就會(huì)啟動(dòng)再生程序。流量計(jì)故障主要包括兩種，一是當(dāng)原水中含有雜質(zhì)時(shí)，可能會(huì)卡住流量計(jì)的葉輪，使流量計(jì)無法計(jì)量，所以設(shè)備在設(shè)計(jì)時(shí)都在流量計(jì)前的入水管上加裝過濾器，防止原水中的雜質(zhì)卡住葉輪。故此類故障一旦發(fā)生，也可通過拆洗流量計(jì)予以解決；二是連接流量計(jì)和流量盤的流量軟軸線不斷旋轉(zhuǎn)，當(dāng)它的磨損到一定程度時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)計(jì)量不準(zhǔn)確的情況，此類故障主要發(fā)生在運(yùn)行時(shí)間較長的設(shè)備，一般更換輸出軟軸后即可解決。

（2）再生控制閥故障，富來（Fleck）全自動(dòng)軟水器控制閥的指揮機(jī)構(gòu)是再生控制裝置，它由控制閥和驅(qū)動(dòng)裝置兩部分組成?？刂崎y按照設(shè)定的程序向驅(qū)動(dòng)裝置發(fā)出動(dòng)作信號，由驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行功位調(diào)整。在使用過程中，如遇突然停電，可能造成設(shè)備功位混亂，如916熱力站的設(shè)備在一次意外停電后，軟化設(shè)備在運(yùn)行功位時(shí)排污管也在排水，且排水量較大，與反洗時(shí)排水量類似，經(jīng)維修人員檢查，發(fā)現(xiàn)再生控制閥功位運(yùn)行到達(dá)到設(shè)備設(shè)計(jì)出水量時(shí)遭遇停電，設(shè)備正好進(jìn)行功位轉(zhuǎn)換，結(jié)果造成設(shè)備控制閥處在兩運(yùn)行功位之間，多路閥內(nèi)部竄水。解決辦法是手動(dòng)調(diào)節(jié)再生控制裝置，使設(shè)備實(shí)際運(yùn)行功位與內(nèi)部控制閥相呼應(yīng)。此類情況多出現(xiàn)在突然停電或電壓突然變化時(shí)，一般情況下熱力站值班人員例行檢查就可發(fā)現(xiàn)問題，主要表現(xiàn)在設(shè)備運(yùn)行時(shí)排污管排水或吸鹽管吸鹽，有時(shí)故障情況不明顯，但是例行化驗(yàn)時(shí)如遇出水硬度或氯根有明顯變化時(shí)應(yīng)注意觀察，可能是此類情況發(fā)生。此類故障需要專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行維修，將設(shè)備功位調(diào)整到與內(nèi)部控制閥功位一致即可解決。

3.2 樹脂老化或失效，工作交換容量下降，應(yīng)定期更換老化嚴(yán)重或失效的樹脂

樹脂本身在設(shè)備運(yùn)行中會(huì)發(fā)生一定的磨損損耗，且當(dāng)自來水中殘留的游離余氯含量過高（≥0.5mg/L）時(shí)，也就會(huì)使樹脂變質(zhì)，造成樹脂破碎，使樹脂交換容量降低。因此每年在停運(yùn)期最好將軟水器拆卸保養(yǎng)，清理布水器和石英砂墊層內(nèi)的雜質(zhì)，并更換老化嚴(yán)重的樹脂，一般要求一個(gè)自然年度內(nèi)，軟水器填裝樹脂占樹脂總量的比在 5%～10%之間。

3.3 鹽箱中的鹽量或水量過少

（1）鹽箱中的鹽量的問題。理論上食鹽再生劑濃度在5%～10%之間能夠達(dá)到較為合適的再生效率，在實(shí)際使用過程中，一般要求食鹽溶液濃度在10%以上，以保證再生效率。使用各熱力站配備的梅氏比重計(jì)可以檢測出食鹽溶液濃度是否達(dá)到要求。一般來說，當(dāng)鹽的高度不及鹽箱高度的1/3，而鹽箱中水量正常時(shí)，在吸鹽步驟的中后期吸上的鹽水很可能不飽和，從而影響再生效果。

（2）鹽箱中的水量的問題，一般來說每100 L樹脂，所需的再生水量約為35～40 L，低于這一標(biāo)準(zhǔn)將會(huì)造成再生不充分。在實(shí)際使用過程中，應(yīng)保證鹽箱中液面略低于溢流口，鹽箱中水量不應(yīng)少于鹽箱體積的2/3。如鹽箱注水時(shí)注水量達(dá)不到上述要求時(shí)，可以適當(dāng)增加程序控制器上鹽箱注水時(shí)間的長度。

4 結(jié)語

富來（Fleck）全自動(dòng)軟水器是目前使用最多的一種自動(dòng)軟水設(shè)備，其型號眾多，由于實(shí)際運(yùn)行中情況復(fù)雜，其出水硬度超標(biāo)的原因也是多樣的，本文只介紹了其中幾個(gè)常見的問題，實(shí)際生產(chǎn)中還會(huì)遇到很多情況，受時(shí)間和篇幅的要求恕不能一一列舉，生產(chǎn)中如果遇到上述問題以外的情況，還請參閱設(shè)備說明書和維修指南。

參考文獻(xiàn)

[1] 付永平.Fleck全自動(dòng)軟水器再生不能全自動(dòng)的原因和對策[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2013（18）：66-67.

[2] 任素英.Fleck全自動(dòng)軟水器的應(yīng)用[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2006，16（13）：293-294.

[3] 張兆杰，桑清蓮，王建華，等.鍋爐水處理技術(shù)[M].黃河水利出版社，2003.endprint

摘 要：該文介紹了富來（Fleck）全自動(dòng)軟水器的工作原理和工作過程，對富來（Fleck）全自動(dòng)軟水器出水硬度超標(biāo)的問題做了初步總結(jié)，最后給出了一些可行的原因和解決方法。

關(guān)鍵詞：富來（Fleck）全自動(dòng)軟水器 硬度超標(biāo)原因 水質(zhì)分析

中圖分類號：TK22 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（a）-0094-02

全自動(dòng)軟水器就是采用自動(dòng)流量控制方式來再生程，并在軟水器運(yùn)行和再生過程的每一個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，其工作性能主要取決于控制閥的特性。通常把安裝美國濱特爾（Pentair）水處理集團(tuán)下屬的富來（Fleck，也譯為富來克）控制裝置制造公司生產(chǎn)的控制閥的軟水器稱為富來（Fleck）全自動(dòng)軟水器。

太原市熱力公司城南供暖分公司成立于2005年，目前擁有熱力站124座，其中99座熱力站均使用富來（Fleck）全自動(dòng)軟水器，占熱力站總數(shù)的80%以上，其控制閥型號包括富來2850、2900、3900、9500等多種。在投產(chǎn)使用過程中總體運(yùn)行良好，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)之初的全自動(dòng)運(yùn)行、無人值守、節(jié)省人力的目的，但是運(yùn)行中也陸續(xù)出現(xiàn)了一些問題，使得出水硬度超標(biāo)，現(xiàn)總結(jié)如下。

1 富來（Fleck）全自動(dòng)軟水器的工作原理和組成

（1）工作原理，富來（Fleck）全自動(dòng)軟水器設(shè)備采用的是鈉離子交換固定床軟化法，當(dāng)原水水流通過鈉離子樹脂交換層時(shí)，水中的鈣、鎂離子與樹脂中的鈉離子進(jìn)行交換反應(yīng)如下：2RNa++Ca2+=R2Ca2++2Na+

2RNa++Mg2+=R2Mg 2++2Na+

（2）組成，富來（Fleck）全自動(dòng)軟水器主要由控制閥、樹脂罐和鹽箱組成，如圖1。

其中鹽箱則用于溶解再生時(shí)所用的飽和食鹽（NaCl）溶液，控制閥可根據(jù)設(shè)定程序自動(dòng)完成軟水器的所有工作過程，樹脂罐則做為交換器（即軟化、再生反應(yīng)的容器）用于填裝鈉離子交換樹脂。

2 富來（Fleck）全自動(dòng)軟水器工作過程

富來（Fleck）全自動(dòng)軟水器一般采用的是順流再生固定床，工作過程依次為運(yùn)行、反洗、再生、置換、正洗、鹽箱注水六個(gè)步驟。

2.1 運(yùn)行，也稱產(chǎn)軟水

一定的壓力、流量下的原水，進(jìn)入裝有樹脂罐，水中的Ca、Mg，與樹脂上的可交換離子Na進(jìn)行離子交換軟化反應(yīng)。運(yùn)行流速、樹脂層高度、水與樹脂接觸的時(shí)間是影響鈉離子交換軟化的三個(gè)主要因素。通過流量計(jì)的計(jì)量，控制器會(huì)在出水硬度超標(biāo)后啟動(dòng)軟水再生程序。

2.2 反洗（再生第一步）

樹脂失效后，在進(jìn)行樹脂再生之前先會(huì)用與再生相反的水流進(jìn)行反洗，反洗的目的有兩個(gè)，一是清除在樹脂表面積累的懸浮物，同時(shí)排出破碎的樹脂顆粒，從而降低軟水器的水流阻力；二是通過反洗，松動(dòng)在運(yùn)行中壓緊的樹脂層，使得運(yùn)行時(shí)樹脂顆粒能與再生液充分接觸。因此應(yīng)在樹脂層上留有一定的反洗空間，一般情況下要預(yù)留罐體三分之一的空間為反洗膨脹空間。

2.3 再生，也稱吸鹽（再生第二步）

從鹽箱內(nèi)吸入飽和食鹽溶液（一般在10%～15%質(zhì)量密度），并稀釋至一定濃度（約5%～10%）后，在一定的流速下（順流再生一般為4～8 m/h）流經(jīng)失效的樹脂層（時(shí)間一般不少于30 min），將樹脂還原成鈉型，恢復(fù)其軟化能力。

2.4 置換，也稱慢洗（再生第三步）

為了充分利用軟水器的樹脂層及膨脹空間中尚未參與再生交換的鹽液，可采用小于再生液流速的水進(jìn)行清洗。一般的清洗水時(shí)間在1 h左右，清洗用水量為樹脂體積的0.5～1倍。

2.5 正洗（再生第四步）

為了清除殘留在樹脂層中的再生液，通常以反洗水流的相反方向、相同流速清洗直至出水合格為止。

2.6 鹽箱注水（再生第五步）

即向鹽箱注入一定量的水以備溶解下次再生所需鹽量。

以上2～6步為一個(gè)再生全程序，一備一用型軟水器在鹽箱注水工作開始時(shí)，即一罐正洗結(jié)束后，另一罐已經(jīng)轉(zhuǎn)入到運(yùn)行工作狀態(tài)，也就是說設(shè)備運(yùn)行工作過程與鹽箱注水工作是同時(shí)進(jìn)行的，直至鹽箱注水結(jié)束。

3 富來（Fleck）全自動(dòng)軟水器出水硬度超標(biāo)的原因和解決辦法

3.1 軟水器機(jī)械故障，造成設(shè)備無法正常工作

富來（Fleck）全自動(dòng)軟水器的內(nèi)部再生控制器是一套精密的復(fù)雜儀器，驅(qū)動(dòng)裝置在控制閥的控制下帶動(dòng)活塞進(jìn)行功位切換，在這一過程中，可能出現(xiàn)的問題有：

（1）流量計(jì)故障，目前富來（Fleck）全自動(dòng)軟水器使用的主要是機(jī)械式流量計(jì)，當(dāng)水流過流量計(jì)時(shí)，產(chǎn)生扭矩帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，經(jīng)變速機(jī)構(gòu)變速后，通過流量軟軸線帶動(dòng)流量盤旋轉(zhuǎn)，當(dāng)流量盤減小至零就會(huì)啟動(dòng)再生程序。流量計(jì)故障主要包括兩種，一是當(dāng)原水中含有雜質(zhì)時(shí)，可能會(huì)卡住流量計(jì)的葉輪，使流量計(jì)無法計(jì)量，所以設(shè)備在設(shè)計(jì)時(shí)都在流量計(jì)前的入水管上加裝過濾器，防止原水中的雜質(zhì)卡住葉輪。故此類故障一旦發(fā)生，也可通過拆洗流量計(jì)予以解決；二是連接流量計(jì)和流量盤的流量軟軸線不斷旋轉(zhuǎn)，當(dāng)它的磨損到一定程度時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)計(jì)量不準(zhǔn)確的情況，此類故障主要發(fā)生在運(yùn)行時(shí)間較長的設(shè)備，一般更換輸出軟軸后即可解決。

（2）再生控制閥故障，富來（Fleck）全自動(dòng)軟水器控制閥的指揮機(jī)構(gòu)是再生控制裝置，它由控制閥和驅(qū)動(dòng)裝置兩部分組成?？刂崎y按照設(shè)定的程序向驅(qū)動(dòng)裝置發(fā)出動(dòng)作信號，由驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行功位調(diào)整。在使用過程中，如遇突然停電，可能造成設(shè)備功位混亂，如916熱力站的設(shè)備在一次意外停電后，軟化設(shè)備在運(yùn)行功位時(shí)排污管也在排水，且排水量較大，與反洗時(shí)排水量類似，經(jīng)維修人員檢查，發(fā)現(xiàn)再生控制閥功位運(yùn)行到達(dá)到設(shè)備設(shè)計(jì)出水量時(shí)遭遇停電，設(shè)備正好進(jìn)行功位轉(zhuǎn)換，結(jié)果造成設(shè)備控制閥處在兩運(yùn)行功位之間，多路閥內(nèi)部竄水。解決辦法是手動(dòng)調(diào)節(jié)再生控制裝置，使設(shè)備實(shí)際運(yùn)行功位與內(nèi)部控制閥相呼應(yīng)。此類情況多出現(xiàn)在突然停電或電壓突然變化時(shí)，一般情況下熱力站值班人員例行檢查就可發(fā)現(xiàn)問題，主要表現(xiàn)在設(shè)備運(yùn)行時(shí)排污管排水或吸鹽管吸鹽，有時(shí)故障情況不明顯，但是例行化驗(yàn)時(shí)如遇出水硬度或氯根有明顯變化時(shí)應(yīng)注意觀察，可能是此類情況發(fā)生。此類故障需要專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行維修，將設(shè)備功位調(diào)整到與內(nèi)部控制閥功位一致即可解決。

3.2 樹脂老化或失效，工作交換容量下降，應(yīng)定期更換老化嚴(yán)重或失效的樹脂

樹脂本身在設(shè)備運(yùn)行中會(huì)發(fā)生一定的磨損損耗，且當(dāng)自來水中殘留的游離余氯含量過高（≥0.5mg/L）時(shí)，也就會(huì)使樹脂變質(zhì)，造成樹脂破碎，使樹脂交換容量降低。因此每年在停運(yùn)期最好將軟水器拆卸保養(yǎng)，清理布水器和石英砂墊層內(nèi)的雜質(zhì)，并更換老化嚴(yán)重的樹脂，一般要求一個(gè)自然年度內(nèi)，軟水器填裝樹脂占樹脂總量的比在 5%～10%之間。

3.3 鹽箱中的鹽量或水量過少

（1）鹽箱中的鹽量的問題。理論上食鹽再生劑濃度在5%～10%之間能夠達(dá)到較為合適的再生效率，在實(shí)際使用過程中，一般要求食鹽溶液濃度在10%以上，以保證再生效率。使用各熱力站配備的梅氏比重計(jì)可以檢測出食鹽溶液濃度是否達(dá)到要求。一般來說，當(dāng)鹽的高度不及鹽箱高度的1/3，而鹽箱中水量正常時(shí)，在吸鹽步驟的中后期吸上的鹽水很可能不飽和，從而影響再生效果。

（2）鹽箱中的水量的問題，一般來說每100 L樹脂，所需的再生水量約為35～40 L，低于這一標(biāo)準(zhǔn)將會(huì)造成再生不充分。在實(shí)際使用過程中，應(yīng)保證鹽箱中液面略低于溢流口，鹽箱中水量不應(yīng)少于鹽箱體積的2/3。如鹽箱注水時(shí)注水量達(dá)不到上述要求時(shí)，可以適當(dāng)增加程序控制器上鹽箱注水時(shí)間的長度。

4 結(jié)語

富來（Fleck）全自動(dòng)軟水器是目前使用最多的一種自動(dòng)軟水設(shè)備，其型號眾多，由于實(shí)際運(yùn)行中情況復(fù)雜，其出水硬度超標(biāo)的原因也是多樣的，本文只介紹了其中幾個(gè)常見的問題，實(shí)際生產(chǎn)中還會(huì)遇到很多情況，受時(shí)間和篇幅的要求恕不能一一列舉，生產(chǎn)中如果遇到上述問題以外的情況，還請參閱設(shè)備說明書和維修指南。

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