固定锅炉混床树脂污染失效的相关因素及处理工艺

张毅

摘 要：固定锅炉的水质处理与锅炉本身以及其他相关的热力设备的安全运行有着非常重要的关系。锅炉的主要功能是生产蒸汽或者加热水，水是锅炉热传导的主要媒介，对锅炉的正常运转有着重大的影响。混床树脂水处理可以有效去除水中钙、镁离子，降低水垢凝结概率，提高固定锅炉的热效率。随着使用时间的增长，会出现混床树脂污染失效等现象。本文通过对水质处理的重要性、混床树脂失效的原因进行分析，总结在生产中出现的问题及相对应的处理工艺。

关键词：固定锅炉；混床树脂；水质处理

中图分类号： TQ5 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）10-166-2

0 引言

目前我国的工业锅炉应用广泛、使用量大。水是锅炉在生产运行过程中的主要介质，水质的处理一旦出现不正常的现象，不仅对锅炉的正常运行带来很大的影响，还会产生较大的安全隐患。所以说，做好水质处理是锅炉高效安全生产的重要保障。混床树脂污染失效对锅炉的生产有一定的影响，对其污染时效的相关新宿进行分析，进行相应的处理，为锅炉的正常运转提供有效的保障。

1 锅炉水质处理的重要性分析

锅炉是生产蒸汽或者加热水的能量转换设备，水在锅炉的生产运转过程中，通过不断吸收燃料而产生热量，经过受热蒸发。在这样的循环过程中，水质会有所变化，浓缩、沉淀、结晶之间会产生一定的反应，一段时间后锅炉系统会有相应的沉淀物析出，在锅炉的受热面出现一些水垢、腐蚀等情况。受热面产生水垢，会直接影响到锅炉的受热性能，从而增加耗煤量。據相关调查统计，每毫米的水垢，会在原有的耗煤量上多损耗7%-9%的燃料，相应的热效率下降10%-20%，另外水垢也会带来一定的安全问题，例如金属管壁发生鼓包，严重的会发生爆管等事故。

除了上述的水垢问题，其他因素导致的水质不良也会给锅炉带来各种损耗或故障问题；水冷壁、给水管道等加热器的腐蚀，锅炉表面变薄、凹陷抑或穿孔等多种状况的发生，都会影响设备的使用强度，对各部件以及锅炉的使用寿命都会有很大的影响。所以对水质处理的问题必须引起重视。

2 锅炉水质处理方式

现阶段，常用的锅炉水处理总体分为炉内加药与炉外软化两种技术。

①炉内加药法指的是向锅炉里添加特制的化学药剂，使其与炉内的水垢产生化学反应，当水垢被分解为松散的沉淀物后，通过锅炉的排污系统从炉内清理出去。但在这一处理方式中存在的缺点是，适用性并不强，只针对压力为0.2-1.3MPa的锅炉使用；该单位现有固定锅炉5台，3台6吨热水锅炉，2台4吨蒸汽锅炉，额定压力0.9-1.6MPa，日均用水量35-50吨。

②炉外软化法是现阶段使用最广泛的锅炉水处理技术。目前使用的有反渗透技术和离子交换技术。反渗透水质处理技术因照价高昂，未及普及。炉外软化法的代表技术为离子交换法。水的硬度主要是由其中的阳离子：钙离子（Ca2+）、镁离子（Mg2+）构成的。当含有硬度离子的原水通过交换器树脂层时，水中的钙、镁离子与树脂内的钠离子发生置换，树脂吸附了钙、镁离子而钠离子进入水中，这样从交换器内流出的水就是去掉了硬度离子的软化水。随着交换过程的不断进行，树脂中Na+全部被置出来后就失去了交换功能，此时必须使用Nacl溶液对树脂进行再生，将树脂吸附的Ca2+、Mg2+置换下来，树脂重新吸附了钠离子，恢复了软化交换能力。

离子交换法中最常用的介质为混床树脂。所谓混床，就是把一定比例的阳、阴离子交换树脂混合装填于同一交换装置中，对流体中的离子进行交换、脱除。由于阳树脂的比重比阴树脂大，所以在混床内阴树脂在上阳树脂在下。一般阳、阴树脂装填的比例为1：2，也有装填比例为1：1.5的，可按不同树脂酌情考虑选择。混床也分为体内同步再生式混床和体外再生式混床。混床树脂比较同步再生式混床在运行及整个再生过程均在混床内进行，再生时树脂不移出设备以外，且阳、阴树脂同时再生，因此所需附属设备少，操作简便。

具有以下优点：①出水水质优良，出水pH值接近中性。②出水水质稳定，短时间运行条件变化（如进水水质或组分、运行流速等）对混床出水水质影响不大。③间断运行对出水水质的影响小，恢复到停运前水质所需的时间比较短。④回收率达到100%。

3 混床树脂失效的原因分析

一般情况下导致混床树脂失效的原因有以下几种：一是工作人员在操作上的失误，树脂反洗分层界面模糊不清，再生树脂混合不够均匀；二是设备故障导致的混床树脂失效，比如交换器内的设备或者再生系统的故障等；三是由于使用时间过长，阴、阳树脂老化，降低了原有的强度；树脂破碎结块或者在反洗的过程中造成树脂的流失、树脂的填装度不足；四是冷凝液水质的不合格，再生剂的质量问题也会导致混床树脂的失效，比如水里掺杂进了污染物，或者再生剂的纯度及配置浓度不够，达不到应有的质量要求等，都会对混床树脂产生影响。

4 处理工艺

要想能更好地解决混床再生的异常现象，最好的方式就是更换阴阳离子交换树脂。然而在实际的生产过程中，机组较多，并且对锅炉的生产需求量较大，锅炉的除盐系统长时间都是处于满负荷的运行状态等问题，使得没有足够的时间去及时更新阴树脂；从另一个角度来说，更换树脂的成本较高，所以找出一种可以降低成本的方式来解决更换树脂这一问题，就显得尤为重要了，结合混床再生异常现象产生的原因，消除交换层的结块是解决这一问题的关键点所在，同时清除破碎树脂，在树脂量不足的状态下适当添加即可。

4.1 对原水进行温度控制

原水的温度需要保持在应有的范围内，因为温度超标的话，会影响树脂的稳定性和再生效果，建议将原水在进罐前加上旁冷器，然后根据实际的温度效果选择适当的换热器，采用加装温度表和相应的调节阀的方式来对其进行控制。

4.2 反洗工艺

反洗工艺即是将混床进行彻底的反洗，一直到清洗的水为清澈为止，没有碎树脂。混床出水的二氧化硅以及电导率处于合格的状态，制水量有一定的好转现象；但反洗工艺并不能完全透彻地解决混床的水质问题，因为混床再生的水质虽然合格，但相应的二氧化硅却高出正常范围，而且运行床逐渐失效，制水量也有明显低于正常量。

4.3 碱液空气擦洗及反洗

由于树脂抱团结块后，大都沉积于底部而不易漂浮在树脂层表面，所以这时大反洗并不能有效地将其完全清除；为解决这一情况通常采用先通入一定量的碱液，然后再进行压缩空气的擦洗方式。由于空气从混床底部进入后，可以将由于结块而深度失效的树脂，得到一定的恢复，同时可以使破碎树脂有所减少，从而更容易从树脂层中脱离开来。

如果是静电原因产生的粘合结块，也可以使用适量的碱液来对其进行消除；又由于阴树脂在碱液中通常处于漂浮的状态，强度较低，所以对其进行空气压缩的压力控制应该适当低一些。

5 结语

通过上述的一些解决措施，对水质处理有一定的缓解作用，然而为了更好地完成水质处理工作，需要在实际生产工作中不断探索研究；为防止碎树脂在底部形成过长时间的积累，可以将原有的反洗时间加长，以增强反洗质量；在大反洗操作中，通过对碱液的使用，然后进行空气擦洗的操作，同时根据具体的情况，当树脂量过少时，可以进行适当的填充等；一系列的应对措施都是为了使锅炉能正常运行，从而保证安全供水。做好锅炉的输出力工作，对处理过程中的每个环节进行严格的监管，确保锅炉的能正常且安全地运转；不仅为企业带来良好的经济效益，还可以带来更好的环保、节能减排的效果。