AWSFL
——35型全自動鈉離子交換器運行效果評價

萬昌財，楊曉威，王曉軍，余婭妮

（中石油長慶油田分公司第一采氣廠，陜西 靖邊 718500）

原交換器隨鍋爐設(shè)施一并建成投運，主要擔(dān)負(fù)原水軟化工作。隨著技術(shù)的進(jìn)步和對安全環(huán)保節(jié)能工作的重視，原鈉離子交換器因設(shè)備老化，問題頻出，操作勞動強(qiáng)度大，易造成樹脂流失、中毒等。并且再生時可能發(fā)生由于鹽液互串，造成其他交換器失效。因此，將原交換器，更換為AWSFL型鈉離子交換器，并對其進(jìn)行生產(chǎn)運行測試。

1 改造前存在的問題

（1）自動化程度低，員工勞動強(qiáng)度大。原交換器操作為員工手工操作，開關(guān)閥門多，且再生時容易發(fā)生鹽液管線內(nèi)漏，影響鍋爐的安全平穩(wěn)運行。每個工序的起止點由人工檢測和判斷，無法及時準(zhǔn)確的對系統(tǒng)進(jìn)行快速切換。并且，交換器每次再生需350Kg鹽，配制鹽液需3人以上，為鹽液池投加工業(yè)鹽。

（2）再生效果差，樹脂、工業(yè)鹽消耗量大，成本高。原交換器反洗時需手動控制反洗強(qiáng)度，易造成反洗強(qiáng)度大，導(dǎo)致樹脂流失、破裂等。交換樹脂不能充分利用，有30%～50%的樹脂在無功循環(huán)，利用率低。再生周期短，增加鹽耗水耗，物乏所值，降低了再生的工作效率，影響再生效果。樹脂中毒增加不必要的工序。正洗時對出水進(jìn)行實時檢測，浪費水資源。

圖1 原鈉離子交換器10個周期產(chǎn)水柱狀圖

從圖中可以看出，鈉離子交換器10個周期中，最高產(chǎn)量與最低產(chǎn)量之差約為900m3。各循環(huán)耗鹽量為350Kg，說明換熱器運行的差異導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加，產(chǎn)水循環(huán)減少。

（3）鈉離子交換器設(shè)備老化嚴(yán)重。原來的換熱器是由鑄鐵制成的。經(jīng)過長時間的運行，設(shè)備內(nèi)部腐蝕和老化嚴(yán)重。三個換熱器均出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象，環(huán)氧防腐涂層脫落嚴(yán)重。堵塞和脫落等現(xiàn)象，并且由于防腐層脫落，使鐵離子流失到軟水中。（Fe3+＞A13+＞Ca2+＞Mg2+＞K+＞NH4+＞Na+＞H+），導(dǎo)致樹脂“中毒”。

2 現(xiàn)用交換器簡介

（1）工作狀態(tài)。新鮮水（硬水）從進(jìn)水口流入，經(jīng)過控制閥，進(jìn)入樹脂罐，向下穿過樹脂層，形成交換，經(jīng)下布水器向上，繞過活塞，進(jìn)入中心升降管向上流動，再通過控制閥流出。

（2）反洗狀態(tài)。淡水進(jìn)入控制閥，由中心的提升管向下，通過底部分水器，通過樹脂層向上，最后通過控制閥出口排出。

（3）再生狀態(tài)。新鮮水進(jìn)入控制閥后，向上進(jìn)入注水器，經(jīng)過射流器噴嘴和喉管，形成射流過程，吸入鹽罐中的還原劑，帶有還原劑的水向下經(jīng)過樹脂層進(jìn)入布水器和升降管，繞過活塞，由排污口排出。

（4）鹽罐注水狀態(tài)。新鮮水從進(jìn)口流入，經(jīng)過射流器噴嘴及喉管，經(jīng)鹽閥流入鹽罐，同時，進(jìn)口繼續(xù)進(jìn)水，向下穿過樹脂層至下布水器，成為軟水，軟水經(jīng)過中心管向上返回閥體，繞過活塞，由出口排除，向設(shè)備供水。

3 現(xiàn)運行效果分析

3.1 操作簡化，自動化程度高，降低勞動強(qiáng)度

更換后的全自動鈉離子交換器由機(jī)頭微電腦控制器自動控制，操作簡便，準(zhǔn)確判斷參數(shù)，快速切換起止點，自動完成（注水，鹽溶解、反洗、再生、置換、正洗、正常產(chǎn)軟水）除人工加鹽外的所有操作，并可隨意設(shè)定各程序的時間，進(jìn)行數(shù)字設(shè)置和顯示，可顯示瞬時流量、循環(huán)剩余水量、再生剩余時間等信息。

3.2 降低生產(chǎn)運行成本

（1）節(jié)約樹脂用量和費用。原交換器工作時存在樹脂破裂，亂層，流失等情況，新?lián)Q熱器頂部和底部均設(shè)有ASB分配器，防止正常生產(chǎn)和反洗過程中樹脂的流失，保證交換器內(nèi)樹脂處于飽和狀態(tài)，同時保證交換器的交換能力，節(jié)約每年檢修添加樹脂用量。

（2）節(jié)約工業(yè)耗鹽量。原交換器十個周期產(chǎn)水量如下表，每個周期耗鹽量為350kg，現(xiàn)用交換器十個周期的產(chǎn)水量如下表，(現(xiàn)交換器額定周期產(chǎn)水量為1000m3，為保證水質(zhì)，目前設(shè)定每個周期產(chǎn)水量為800m3，)每個周期耗鹽量為250kg。對兩個交換器周期的產(chǎn)水量和耗鹽量做柱狀比較。

表1 現(xiàn)、原交換器十個周期產(chǎn)水量耗鹽量對比表

（3）節(jié)約新鮮水用量。原交換器再生因工藝差異消耗水量多，需要人工隔時間確認(rèn)正洗是否合格，存在人工操作滯后和超前帶來的負(fù)面影響，現(xiàn)在交換再生，清洗時間頭自動控制，再生徹底，檢測嚴(yán)格，正確判斷快速開關(guān)各工序的“停止點”，起到合理有效的控制作用，也節(jié)約交換器用水。

3.3 提高軟水質(zhì)量

原交換器再生時容易發(fā)生鹽液管線內(nèi)漏而造成鹽液竄入其他運行的交換器，造成其它的鈉離子交換器失效，使不合格軟水進(jìn)入鍋爐，導(dǎo)致鍋爐汽水共騰和結(jié)構(gòu)，而現(xiàn)交換器，獨立的鹽液管線，消除再生時鹽液互串，始終保持出水PH在7～9，硬度小于等于0.3mg/l，交換器機(jī)頭自動檢測，準(zhǔn)確切換操作，消除誤操作風(fēng)險致其他交換器失效。

3.4 消除鐵離子對樹脂的污染損害

現(xiàn)交換器其材質(zhì)為玻璃鋼樹脂罐，玻璃鋼樹脂纏繞罐具有超強(qiáng)的抗腐蝕性能，使用壽命更久。保證陰陽離子在容器內(nèi)交換時，不會有容器因腐蝕而導(dǎo)致的鐵離子介入，消除了陰樹脂的降解，消除了消除樹脂罐的材質(zhì)對鍋爐及其下游設(shè)備產(chǎn)生的影響。

4 結(jié)論及建議

（1）通過對比分析，新交換器能有效降低能耗，其具體數(shù)據(jù)如下表：

表2 新交換器年度節(jié)能情況統(tǒng)計表

備注：節(jié)能表中，不包括承包商檢修操作費用，和機(jī)泵的維護(hù)保養(yǎng)費用，也不包括人為操作，和啟停點的判斷失誤導(dǎo)致新鮮水的損失。

（2）改造后，自動化程度高，產(chǎn)水平穩(wěn)，降低員工勞動強(qiáng)度，消除鐵離子危害和樹脂“中毒”，提高軟水水質(zhì)，保證鍋爐的平穩(wěn)運行。

（3）改造后，符合環(huán)保要求，結(jié)構(gòu)緊湊，數(shù)字化精確度高，符合數(shù)字化管理要求。