AWSFL——35型全自动钠离子交换器运行效果评价

万昌财，杨晓威，王晓军，余娅妮

（中石油长庆油田分公司第一采气厂，陕西 靖边 718500）

原交换器随锅炉设施一并建成投运，主要担负原水软化工作。随着技术的进步和对安全环保节能工作的重视，原钠离子交换器因设备老化，问题频出，操作劳动强度大，易造成树脂流失、中毒等。并且再生时可能发生由于盐液互串，造成其他交换器失效。因此，将原交换器，更换为AWSFL型钠离子交换器，并对其进行生产运行测试。

1 改造前存在的问题

（1）自动化程度低，员工劳动强度大。原交换器操作为员工手工操作，开关阀门多，且再生时容易发生盐液管线内漏，影响锅炉的安全平稳运行。每个工序的起止点由人工检测和判断，无法及时准确的对系统进行快速切换。并且，交换器每次再生需350Kg盐，配制盐液需3人以上，为盐液池投加工业盐。

（2）再生效果差，树脂、工业盐消耗量大，成本高。原交换器反洗时需手动控制反洗强度，易造成反洗强度大，导致树脂流失、破裂等。交换树脂不能充分利用，有30%～50%的树脂在无功循环，利用率低。再生周期短，增加盐耗水耗，物乏所值，降低了再生的工作效率，影响再生效果。树脂中毒增加不必要的工序。正洗时对出水进行实时检测，浪费水资源。

图1 原钠离子交换器10个周期产水柱状图

从图中可以看出，钠离子交换器10个周期中，最高产量与最低产量之差约为900m3。各循环耗盐量为350Kg，说明换热器运行的差异导致生产成本增加，产水循环减少。

（3）钠离子交换器设备老化严重。原来的换热器是由铸铁制成的。经过长时间的运行，设备内部腐蚀和老化严重。三个换热器均出现锈蚀现象，环氧防腐涂层脱落严重。堵塞和脱落等现象，并且由于防腐层脱落，使铁离子流失到软水中。（Fe3+＞A13+＞Ca2+＞Mg2+＞K+＞NH4+＞Na+＞H+），导致树脂“中毒”。

2 现用交换器简介

（1）工作状态。新鲜水（硬水）从进水口流入，经过控制阀，进入树脂罐，向下穿过树脂层，形成交换，经下布水器向上，绕过活塞，进入中心升降管向上流动，再通过控制阀流出。

（2）反洗状态。淡水进入控制阀，由中心的提升管向下，通过底部分水器，通过树脂层向上，最后通过控制阀出口排出。

（3）再生状态。新鲜水进入控制阀后，向上进入注水器，经过射流器喷嘴和喉管，形成射流过程，吸入盐罐中的还原剂，带有还原剂的水向下经过树脂层进入布水器和升降管，绕过活塞，由排污口排出。

（4）盐罐注水状态。新鲜水从进口流入，经过射流器喷嘴及喉管，经盐阀流入盐罐，同时，进口继续进水，向下穿过树脂层至下布水器，成为软水，软水经过中心管向上返回阀体，绕过活塞，由出口排除，向设备供水。

3 现运行效果分析

3.1 操作简化，自动化程度高，降低劳动强度

更换后的全自动钠离子交换器由机头微电脑控制器自动控制，操作简便，准确判断参数，快速切换起止点，自动完成（注水，盐溶解、反洗、再生、置换、正洗、正常产软水）除人工加盐外的所有操作，并可随意设定各程序的时间，进行数字设置和显示，可显示瞬时流量、循环剩余水量、再生剩余时间等信息。

3.2 降低生产运行成本

（1）节约树脂用量和费用。原交换器工作时存在树脂破裂，乱层，流失等情况，新换热器顶部和底部均设有ASB分配器，防止正常生产和反洗过程中树脂的流失，保证交换器内树脂处于饱和状态，同时保证交换器的交换能力，节约每年检修添加树脂用量。

（2）节约工业耗盐量。原交换器十个周期产水量如下表，每个周期耗盐量为350kg，现用交换器十个周期的产水量如下表，(现交换器额定周期产水量为1000m3，为保证水质，目前设定每个周期产水量为800m3，)每个周期耗盐量为250kg。对两个交换器周期的产水量和耗盐量做柱状比较。

表1 现、原交换器十个周期产水量耗盐量对比表

（3）节约新鲜水用量。原交换器再生因工艺差异消耗水量多，需要人工隔时间确认正洗是否合格，存在人工操作滞后和超前带来的负面影响，现在交换再生，清洗时间头自动控制，再生彻底，检测严格，正确判断快速开关各工序的“停止点”，起到合理有效的控制作用，也节约交换器用水。

3.3 提高软水质量

原交换器再生时容易发生盐液管线内漏而造成盐液窜入其他运行的交换器，造成其它的钠离子交换器失效，使不合格软水进入锅炉，导致锅炉汽水共腾和结构，而现交换器，独立的盐液管线，消除再生时盐液互串，始终保持出水PH在7～9，硬度小于等于0.3mg/l，交换器机头自动检测，准确切换操作，消除误操作风险致其他交换器失效。

3.4 消除铁离子对树脂的污染损害

现交换器其材质为玻璃钢树脂罐，玻璃钢树脂缠绕罐具有超强的抗腐蚀性能，使用寿命更久。保证阴阳离子在容器内交换时，不会有容器因腐蚀而导致的铁离子介入，消除了阴树脂的降解，消除了消除树脂罐的材质对锅炉及其下游设备产生的影响。

4 结论及建议

（1）通过对比分析，新交换器能有效降低能耗，其具体数据如下表：

表2 新交换器年度节能情况统计表

备注：节能表中，不包括承包商检修操作费用，和机泵的维护保养费用，也不包括人为操作，和启停点的判断失误导致新鲜水的损失。

（2）改造后，自动化程度高，产水平稳，降低员工劳动强度，消除铁离子危害和树脂“中毒”，提高软水水质，保证锅炉的平稳运行。

（3）改造后，符合环保要求，结构紧凑，数字化精确度高，符合数字化管理要求。